Το σύστημα ελέγχου του μηχανήματος είναι ένα σημαντικό μέρος του σχεδιασμού και της στρατηγικής αγοράς του. Πολλές ομάδες μηχανικών χρησιμοποιούν μια αποκεντρωμένη προσέγγιση, χρησιμοποιώντας πολλαπλά τρένα PLC για διαφορετικές τιμές μηχανών και βασίζονται σε πύλες τρίτων για την ενσωμάτωση παλαιών συστημάτων. Αυτό αυξάνει το κόστος που σχετίζεται με τη μηχανική, το απόθεμα και την υποστήριξη τοποθεσίας, μειώνοντας έτσι τη λειτουργική ευελιξία. Μια άλλη προσέγγιση είναι η τυποποίηση μιας ενιαίας ενοποιημένης πλατφόρμας που μπορεί να επεκταθεί σε όλες τις εφαρμογές και να επικοινωνεί με σύγχρονα και παραδοσιακά πρωτόκολλα.
Η χρήση πολιτικών που δεν σχετίζονται μεταξύ τους μπορεί να είναι αναποτελεσματική. Η διαχείριση πολλών διαφορετικών τρένων PLC δημιουργεί δυσκολίες διαχείρισης στην εκπαίδευση και την απογραφή, ενώ προσθέτει επιπλέον υλικό, πολυπλοκότητα και πιθανά σημεία αστοχίας στο σύστημα. Ωστόσο, μπορούν αυτά τα προβλήματα να λυθούν πλήρως από μία πλατφόρμα; Αυτό το άρθρο θα λάβει ως παράδειγμα το οικοσύστημα Siemens SIMATIC S7-1200 για να διερευνήσει πώς να καλύψει τις απαιτήσεις επεκτασιμότητας και συνδεσιμότητας.
Προκλήσεις επεκτασιμότητας για ΚΑΕ
Η σειρά προϊόντων του OEM υιοθετεί συνήθως ένα μοντέλο "καλό, καλό, καλύτερο", όπου η πολυπλοκότητα του μηχανήματος ποικίλλει ανάλογα με τη λειτουργία που περιλαμβάνεται. Αν και αυτό είναι λογικό, είναι επίσης μια πρόκληση να καθοριστεί ένα οικονομικό και πρακτικό σύστημα ελέγχου για ένα αεροσκάφος εισαγωγικού επιπέδου που είναι επαρκές για τον έλεγχο ενός αεροσκάφους υψηλής τεχνολογίας. Για το σκοπό αυτό, μπορούν να χρησιμοποιηθούν οι ακόλουθες κοινές λύσεις.
Πολλαπλές πλατφόρμες ελέγχου: Η χρήση διαφορετικών PLC για κάθε επίπεδο μηχανής φαίνεται να είναι οικονομικά αποδοτική ανά μονάδα, αλλά δημιουργεί κόστος κατάντη όπως εκπαίδευση, προγραμματισμός και απόθεμα ανταλλακτικών. Με αυτήν την προσέγγιση, οι μηχανικοί πρέπει να είναι πλήρως εξοικειωμένοι με μια ποικιλία περιβαλλόντων προγραμματισμού και να απαιτούν από τους OEM και τους τελικούς χρήστες να προετοιμάσουν μεγαλύτερο και πιο σύνθετο απόθεμα ανταλλακτικών.
Oversize Fixed I/O PLC: Η επιλογή ενός μεγάλου PLC απλοποιεί τον προγραμματισμό, αλλά προκαλεί απώλεια ανταγωνιστικότητας στα μοντέλα εισόδου, καθώς το κόστος BOM περιλαμβάνει πλεονάζουσα χωρητικότητα που δεν χρησιμοποιείται. Αυτή η προσέγγιση παρέχει επίσης περιορισμένη ευελιξία για μελλοντικές τροποποιήσεις. Δεδομένου ότι όλα τα σταθερά σημεία I/O έχουν εκχωρηθεί, ακόμα κι αν ο χρήστης προσθέσει μόνο έναν αισθητήρα, μπορεί να απαιτείται επανασχεδιασμός, κάτι που είναι δαπανηρό και χρονοβόρο.
Μια πρακτική λύση είναι η χρήση μιας αρθρωτής πλατφόρμας ελέγχου, που χαρακτηρίζεται από το ότι η CPU μπορεί να διαμορφωθεί με ακρίβεια μέσω των διεπαφών I/O που απαιτούνται για κάθε μοντέλο μηχανής.
Συνάντηση προκλήσεων συνδεσιμότητας συστήματος Brownfield
Πώς μπορούν τα υπερσύγχρονα μηχανήματα να επικοινωνούν αποτελεσματικά σε μια εγκατάσταση χρησιμοποιώντας τεχνολογία προηγούμενης γενιάς; Αυτό είναι το βασικό πρόβλημα που αντιμετωπίζουν οι ολοκληρωτές συστημάτων στο δίλημμα brownfield, όπου νέα μηχανήματα που χρησιμοποιούν σύγχρονα πρωτόκολλα όπως το PROFINET συχνά χρειάζεται να ενσωματωθούν με υπάρχουσες συσκευές που βασίζονται σε σειριακά πρωτόκολλα όπως τα Modbus RTU. Ως εκ τούτου, το νέο σύστημα απαιτείται να επικοινωνεί με παραδοσιακό VFD, ζυγαριά και άλλο εξοπλισμό μέσω σειριακής επικοινωνίας RS-485. Δύο κοινές λύσεις σε αυτά τα προβλήματα είναι οι εξής:
Πύλη πρωτοκόλλου τρίτου κατασκευαστή: η εξωτερική πύλη μπορεί να εναλλάσσεται μεταξύ PROFINET και Modbus RTU, αλλά θα προκαλέσει πρόσθετο κόστος υλικού, πιθανό σημείο αστοχίας και ανεξάρτητα εργαλεία λογισμικού για τη διαμόρφωση. Η αντιστοίχιση δεδομένων μεταξύ δύο συστημάτων μπορεί να είναι επαχθής και η διάγνωση σφαλμάτων των προβλημάτων επικοινωνίας μπορεί να είναι πολύ περίπλοκη, απαιτώντας τη διάγνωση δύο διαφορετικών συσκευών, συνήθως από διαφορετικούς κατασκευαστές.
Βιομηχανικός υπολογιστής (IPC) με προσαρμοσμένο κωδικό: Η IPC που εκτελεί προσαρμοσμένο λογισμικό επικοινωνίας είναι μια ισχυρή αλλά ακριβή σύνθετη λύση, η οποία εισάγει τη συντήρηση του λειτουργικού συστήματος υπολογιστή στο εργοστάσιο. Αυτή η στρατηγική απαιτεί εξειδικευμένες δεξιότητες ανάπτυξης στους τομείς της πληροφορικής και του λογισμικού, τις οποίες δεν διαθέτουν πάντα οι παραδοσιακές ομάδες αυτοματισμού, και μπορεί να οδηγήσει σε λύσεις που είναι εύθραυστες και δύσκολο να διατηρηθούν.
Οι σύγχρονοι ελεγκτές θα υποστηρίζουν εγγενή παραδοσιακά πρωτόκολλα επικοινωνίας για την απλοποίηση της αρχιτεκτονικής και την παροχή κεντρικής διαμόρφωσης.