A programozható logikai vezérlő (PLC) eredeti küldetéséhez képest az automatizálási vezérlő sokkal több funkcióval rendelkezik, mint a relé cseréje. Most a vezérlő integrálhatja a logikát, a mozgást, a robotikát, és kommunikálhat más gépekkel és irányítási rendszerekkel. A teljesítmény az egyszerű eszközöktől a többmagos processzorokig terjedhet.
A hagyományos PLC, a programozható automatizálási vezérlő (PAC) és az ipari vezérlő számítógép (IPC) közötti különbség elsősorban a feldolgozási teljesítményhez és a teljesítményhez kapcsolódik, de a határok közöttük fokozatosan elhomályosulnak. A Nemzetközi Elektrotechnikai Bizottság (IEC) 61131-3 programozási előírásainak való megfelelés miatt a vezérlő szoftver bizonyos fokú szabványosítást ért el. A háttérben futó, hatékony, valós idejű operációs rendszer elkerüli a Microsoft Windows operációs rendszertől való függést. Ezért a&kifejezés: IPC-alapú vezérlés&kifejezés; pontosabb lehet, ha&"-re, Intel-alapú vagy AMD-alapú [GG" -re változtatják; és tükrözheti az alkalmazott nagy teljesítményű processzorokat.
Mivel a jelenlegi automatizálási vezérlők a logikai feldolgozáson kívül további dolgokra is képesek, a PLC lehetelavult kifejezés. Mivel az összes automatizálási vezérlő programozható, a &; a PAC-ban szintén feleslegesnek tűnik. A vezérlő alapvetően egy számítógép, amely több operációs rendszert (valós idejű, Microsoft Windows és Linux) képes futtatni ugyanazon a processzoron. Az IPC használható vezérléshez, adatgyűjtéshez és folyamatosan felmerülő új feladatokhoz, például az éles számításhoz.
A hagyományos PLCI / O kommunikáció válaszideje a hálózat teljesítményétől függ, zsibbadcsomópontok, a kommunikáció mennyisége, a CPU teljesítménye és a CPU terhelése; szigorúbb integráció és nyílt IEC61131 technológiatervezés, központosított szoftverkezelés és decentralizált programfuttatás javíthatja a teljesítményt.
A vezérlő funkciójának szempontjai
Ugyanabban a szoftverkörnyezetben és ugyanabban a programban az azonos processzorral történő futtatás és az összes gép funkcióinak összehangolása népszerű trenddé válik. Ez megköveteli a gépi funkciók szinkronizálását és egy moduláris kódstruktúra használatát a szervezett és összetartó megközelítés lehetővé tételéhez. Ennek ellenére egyes területeken nincs szükség annyira integrált vezérlésre, például egyszerű alkalmazások, nincs bővítési terv. Az alkalmazás bonyolultsága és teljesítménykövetelményei határozzák meg a vezérlő specifikációit. Számos tényezőt kell figyelembe venni a vezérlő kiválasztásakor. Alkalmazástól függően előfordulhat, hogy figyelembe kell vennie a következő szempontokat.
Logika
A logikai vezérlés alapvető igénye, hogy miért hívjuk tovább az automatizálási vezérlőket a PLC-be. A PLC open egy olyan szervezet, amely felelős az IEC61131-3 programozási szabvány hatályának fenntartásáért és kiterjesztéséért, valamint nagy mennyiségű tudás, képzés és könyvtár kezeléséért. A szervezet' tevékenységei messze túlmutatnak a logikai vezérlésen, beleértve a sportot, a biztonságot, az OPC egységes architektúráját (UA), az XML-t stb.
Többtengelyes mozgás
Különböző követelmények, például az alkalmazás bonyolultsága és a mozgásszinkronizálás szerint az automatizálási vezérlő tucatnyi vagy akár több száz mozgástengely vezérlésére képes. A Moore' törvényi és ipari szabványainak kifejlesztésével már nincs szükség önálló mozgás- vagy robotirányítókra dedikált mozgáshálózatokkal.
Kiberbiztonság
Észak-Amerikában továbbra is a vezetékes hálózati biztonság az első választás. A hálózati biztonsági létesítmény és a gépet vezérlő berendezések ugyanazon a hálózaton futnak, ami bizonyítottan hatékony vezérlési funkció. A hálózati biztonság megvalósítása a vezérlőprocesszor redundáns magjától a külön biztonsági vezérlőig, majd a kis rendszer biztonsági bemenetéig / kimenetéig (I / O) valósulhat meg. A kiberbiztonság kiterjed a sportbiztonságra és a robotfunkciókra is, lehetővé téve a gépek biztonságos leállítását a közvetlen leállítás helyett, ami kiváló működési hatékonyságot eredményezhet.
Robot integráció
Ugyanaz az automatizálási vezérlő integrálhat több Delta robotot, SCARA robotot, csuklós és kapu robotokat, valamint egyéb gépi funkciókat. Ezenkívül mozgásfunkciók is elvégezhetők egy IEC61131-3 kompatibilis környezetben. Az összeszerelési módba beépített egymásra rakási algoritmus miatt a dedikált robotvezérlő továbbra is értékes funkciókat tud biztosítani.
Gépfigyelés
A gépek üzemeltetési körülményeinek figyelemmel kísérése kulcsfontosságú a karbantartási ütemtervek előrejelzésében és a nem tervezett leállások csökkentésében. A vezérlő kombinálható különféle meglévő érzékelőkkel (például hőmérséklet-szondákkal és gyorsulásmérőkkel) a tényleges helyzet figyelemmel kísérése érdekében. Mielőtt katasztrofális hiba lépne fel, a gépi monitorozás is segít a rendellenességek felderítésében. Az energiafigyelés alkalmazható a sűrített levegő, a földgáz fűtőberendezésekben és szárítókban történő felhasználására, valamint a víz felhasználására is.
Adatfeldolgozás
Az automatizálási vezérlő lehet hálózat, OPCUA szerver és kliens. Feladatuk az ipari tárgyak internete (IIoT) adatainak gyűjtése, és utasításokat kaphatnak a felhőtől vagy a termináltól a folyamat optimalizálása érdekében. Az automatizálási vezérlők általában adatokat küldenek a gyártás-végrehajtási rendszerhez (MES), a vállalati erőforrás-tervezéshez (ERP), az általános berendezés-hatékonysághoz (OEE), a megbízható platform modulhoz (TPM) és a termék életciklus-kezelő (PLM) szoftverekhez. Az IIoT környezetben szintén nagyon fontos hasznos elemzési adatokat kapni.
Automatikus konfigurálás
Korábban az új alkatrészek (például meghajtók) cseréjével manuálisan kellett meghatározni és betölteni az eszköz megfelelő firmware verzióját. Most az automatizálási vezérlő automatikusan elolvassa a berendezést, és kézi beavatkozás nélkül emlékezteti a technikust a szükséges beállítások elvégzésére.
Kommunikációs képesség
Ma még az olcsó vezérlőknek is van egy vagy több Ethernet kommunikációs portjuk a HMI-vel, az irányítási rendszerekkel, a programozással és egyéb, nem kritikus feladatokkal való kommunikációhoz. A vezérlő számára már nagyon elterjedt egy bizonyos típusú ipari Ethernet protokoll, például EtherNet / IP, EtherCAT, Powerlink, Profinet stb. Támogatása egy determinisztikus hálózat kialakítása érdekében. Sajnos jelenleg nincs olyan általánosan elismert ipari Ethernet szabvány, amely képes lenne nagy sebességű, determinisztikus kommunikációt biztosítani a gép vezérléséhez.Az időérzékeny hálózatok (TSN) fejlesztése azonban nagy várakozásokat hozott. A TSN az OPCUA-val és az OPCUA Pub-Sub (Pub-Sub) -nel együtt nagyobb biztonságot nyújt az IEEE802 sorozat Ethernet szabványainak. Az Ipari Internet Szövetség létrehozott egy próbapadot hozzá, és számos ipari automatizálási beszállító részt vett benne, hogy bizonyítsák a TSN megvalósíthatóságát a gépek közötti kommunikációban.A TSN nagyon fontos, főleg azért, mert az IIoT működése érdekében meg kell valósítani a különböző vezérlő platformok közötti kommunikáció interoperabilitását a gyárban, a vállalkozásban és a felhőben. Ha soros interfészre van szükség, akkor azt külön meg kell határozni, mert a soros kommunikációt jelenleg kevésbé használják.
Telepítési űrlap
Az alábbiakban bemutatjuk az automatizálási vezérlők 3 leggyakoribb telepítési típusát.
1) IP20, szekrény telepítése: Ez a hagyományos PLC-k általánosan használt telepítési forma. Van egy külön HMI, általában beépített, hátlapi / sínre telepített I / O, vagy távoli telepítésű I / O modulokkal.
2) IP65 / 67 / 69K tömítés, alap vagy előlap telepítése: Ez a forma integrálja a HMI-t és a vezérlőt, és elfogadja a rocker típusú telepítést, amely teljes játékot adhat a készülék ergonómiai előnyeinek, így egyre népszerűbbé vált. Az irányítás mellett ez az űrlap integrálhatja a PC-s funkciókat a különböző Microsoft Windows-alkalmazások, például a HMI futtatására is, bár a webalapú HMI trendje egyre nyilvánvalóbbá válik. A hasonló vezérlőkhöz képest az alapra szerelt vezérlők gyakran drágábbak, mint a panelre szereltek, rozsdamentes acél terelőlemezeket igényelnek, és magasabbak a tömítési követelmények.
3) IP20, szekrény típusú ipari számítógép, független HMI-vel: Az integrált űrlaphoz hasonlóan ez az űrlap is használható vezérlőként valós idejű operációs rendszerrel, különféle számítógépes operációs rendszerekkel és hálózati szolgáltatásokkal. A vezérlő lehet független, és az ipari számítógép nem vezérlési feladatokra, például él-, köd- vagy felhőalapú számítástechnikára van szánva. Az előzménykönyvtárak, a sorosítás és a szemrevételezés szintén gyakori alkalmazások. A fejlett automatizálási beszállítók számos olyan PLC-terméket nyújthatnak a felhasználóknak, amelyek különböző igényeket elégítenek ki, például a fix I / O-val rendelkező mikro-PLC-től a középkategóriás PLC-ig, a modulárisig. PLC rendszerek, amelyek ezer I / O-t képesek kezelni.
Méretezhetőség
Bár a szoftverfejlesztési környezet általában hardverhez kapcsolódik (ultra-kicsi, mikro, közepes és nagy PLC-k), hardverfüggetlen fejlesztői környezetben is lehet dolgozni. Ez azt jelenti, hogy először a projekt programozható, majd kiválasztható vagy módosítható a vezérlő hardver. Ez a rugalmasság kiterjeszthető motor- és hajtástípusokra is. A low-end léptető vagy inverter ugyanazt a programot ossza meg a high-end szervóval. Amikor egy sor eszközt terveznek a legfontosabb szoftverelemek újrafelhasználására, a skálázhatósági követelmények különösen kritikusak.
CPU teljesítmény
Sokféle típus közül lehet választani a low-end processzoroktól a többmagos processzorokig, de teljesítményük átfedésben lesz egymással. Ezért ajánlott együttműködni a technológiai szolgáltató műszaki támogató és értékesítő mérnök csapatával a várható költségigényesebb megoldás kiválasztása érdekében, mert jobban ismerik termékeiket.Ideális esetben a processzornak bővíthetőnek kell lennie, hogy a vezérlő szoftver kompatibilis legyen a vezérlő termékcsaládjának összes termékével. Az automatizálási technológiai beszállítók elegendő készletet készítenek a fontos összetevőkről a termékek elérhetőségének biztosítása és az alternatívák migrációs szolgáltatásainak biztosítása érdekében.Ezenkívül meg kell határozni, hogy szükség van-e csendes működésre, és a vezérlő telepítésének várható környezeti hőmérsékletét. További hűtési lehetőségek: ventilátorok, légkondicionálók, radiátorok és vízhűtés.
RAM
A szilárdtest-memória nagyon népszerűvé vált az automatizálási vezérlőkben, a cserélhető adathordozókban (például a C-Fast kártyák) és a tartósan telepített, költség-érzékenyebb alkalmazásokban. A cserélhető memória előnye, hogy könnyen cserélhető, kényelmes biztonsági másolatok készítése és tárolása, valamint könnyen bővíthető a memória kapacitása.
Az ipari memóriakártyák használatakor azonban körültekintőnek kell lennie, és ellenőriznie kell, hogy a hordozó megfelel-e az alkalmazás által előírt előírásoknak. A különböző típusú tárolók élettartama eltérő, ami az olvasási és írási ciklustól függ. Ez egy olyan téma is, amelyet meg kell vitatni az automatizálási beszállítókkal.