Pengawal Perindustrian: Dahulu, Kini dan Masa Depan
Sejak kemunculan pengawal logik boleh atur cara (PLC), pelbagai pengawal automasi telah berhijrah ke dalam aplikasi industri, termasuk pengawal automasi boleh atur cara (PAC) dan pengawal industri boleh atur cara (EPIC) tepi hari ini. Peningkatan persaingan di kalangan pembekal pengawal terkemuka kerana pengguna mempunyai lebih banyak pilihan dari segi kos, jejak, ketumpatan input/output (I/O), keserasian bas medan, komunikasi, keupayaan pengaturcaraan dan kelajuan pemprosesan.
Untuk pasaran, kepelbagaian selalunya bermanfaat, tetapi ia juga boleh mengecewakan jurutera dan pengguna akhir. Memilih platform kawalan ialah pelaburan jangka panjang dengan kos yang berkaitan seperti kontrak latihan dan sokongan. Pembuat dasar ingin mendapatkan nilai wang mereka untuk wang yang mereka masukkan.
Tetapi sebelum menyatakan sokongan untuk isu tersebut, mari kita lihat bagaimana industri ini berkembang. Apakah daya penggerak di sebalik trend pembangunan penyelesaian kawalan yang berbeza? Bagaimanakah trend ini berfungsi sekarang? Bagaimanakah pengguna akan melabur dalam automasi pada masa hadapan untuk memastikan kejayaan?
Mod Evolusi Pengawal Perindustrian
Mengkaji kemajuan dalam bidang automasi dan kawalan sejak beberapa dekad yang lalu dapat melihat dengan jelas bagaimana beberapa lelaran teknologi tertentu memacu pembangunan I/O baharu dan fungsi kawalan.
Sebagai contoh, apabila sistem I/O pertama dibangunkan, kawalan medan dan peralatan penderiaan juga bergantung pada komponen elektromagnet dan pneumatik yang dihadkan oleh sifat fizikal yang menjejaskan hayat kegunaannya. Komponen voltan rendah padat seperti geganti keadaan pepejal mendorong pengguna untuk menuntut lebih banyak pilihan untuk menyepadukan I/O terus ke dalam sistem mereka. Ini membawa kepada kemunculan I/O modular pertama, dan pada masa yang sama, syarikat elektronik membawa pengkomputeran berteknologi tinggi ke dalam arus perdana. Elektronik sensitif dalam sistem ini memerlukan I/O luaran untuk berinteraksi dengan dunia sebenar. Ini ialah rak I/O bersiri pertama yang boleh dialamatkan, yang merupakan alternatif kepada I/O berasaskan rak dalam PLC.
Daripada peranti I/O bebas yang berdedikasi kepada I/O modular, kepada I/O bas, semuanya mencerminkan konsep pemultipleksan dalam kawalan industri. Platform kawalan generasi seterusnya menggabungkan litar pemprosesan I/O terbenam. Modul telah berkembang daripada 1 saluran I/O kepada 32 saluran, dan kini mempunyai I/O terbina dalam PLC dan peranti tunggal yang lain. Dalam sesetengah kes, dengan konfigurasi yang betul, setiap saluran I/O boleh menerima pelbagai jenis isyarat yang berbeza.
Model ini menunjukkan cara inovasi merebak ke seluruh industri: dari semasa ke semasa, inovasi individu menjadi modular, bekerjasama dengan teknologi lain, dan kemudian dibenamkan dalam teknologi tersebut, menjadi sebahagian daripada kitaran inovasi baharu.
Untuk PLC dan PAC, mod ini menyediakan pengawal dan modul I/O yang lebih kecil. Kuasa pengkomputeran yang lebih besar dicapai "setiap inci persegi" kerana fungsi pemproses matematik dan pengaturcaraan disepadukan terus ke dalam papan kawalan dan peranti lain seperti I/O, pemancar dan gerbang rangkaian. Dari masa ke masa, corak yang sama dicerminkan dalam penghijrahan antara muka komunikasi terbenam baharu dan piawaian protokol kepada pengawal.
Gabungan teknologi yang berbeza
Trend penyepaduan bersama saling berkaitan dengan kitaran penyepaduan, dan inovasi teknologi di luar pasaran kawalan perindustrian telah secara beransur-ansur memasuki pengawal. Melihat kepada sejarah bas I/O, anda boleh melihat bagaimana aliran ini telah membawa kepada pembangunan fungsi pengawal baharu.
Dari bas bersiri I/O, terdapat bas I/O selari dan penyelesaian lain yang membenarkan komputer mini dan mikro berinteraksi dengan I/O. Ini juga memberi inspirasi kepada idea untuk membangunkan pemproses komunikasi I/O yang berdiri sendiri, yang memisahkan I/O daripada komputer, membenarkan mana-mana komputer dengan port komunikasi berinteraksi dengannya.
Apabila modul dan pemproses I/O bertambah baik, pengawal hibrid awal turut menyediakan keupayaan pemprosesan isyarat analog yang hanya tersedia dalam sistem kawalan teragih (DCS) pada masa itu. Memandangkan tujuan asal program logik tangga (bahasa pengaturcaraan PLC) bukan untuk mengendalikan format data analog, ini membawa kepada penciptaan bahasa pengaturcaraan baharu untuk pengawal hibrid.
Kemudian, alternatif kos rendah untuk PC IBM mula membanjiri pasaran. Memandangkan PC ialah fungsi kawalan utama sistem hibrid, kebimbangan kebolehpercayaan telah timbul. Adalah penting bagi pembekal untuk membangunkan alternatif yang dikeraskan oleh industri yang menggabungkan komponen I/O, rangkaian dan pengaturcaraan penyelesaian hibrid terdahulu ke dalam satu sistem yang kemudiannya akan menjadi sistem PAC. PAC menggunakan pemproses yang sama seperti PC dan boleh menyediakan set ciri yang mengisi ceruk antara kos rendah, kawalan diskret berasaskan PLC dan kawalan proses berasaskan DCS berkos tinggi.
Inovasi dalam perusahaan teknologi tinggi dan pasaran komputer peribadi telah membawa peluang untuk pembangunan kawalan industri. Trend ini mula meningkat dengan peningkatan penumpuan domain teknologi operasi (OT) dan teknologi maklumat (IT). Ambil, sebagai contoh, gelombang penyelesaian mudah alih yang telah muncul dalam beberapa tahun kebelakangan ini. Ia juga dicerminkan dalam dorongan untuk menyokong data besar, analitik awan dan pembelajaran mesin, teknologi yang lahir di luar bidang automasi industri.
Pengawal kalis masa hadapan
Apabila trend ke arah integrasi teknologi yang lebih mendalam, penumpuan yang lebih besar antara industri, dan ketersambungan yang lebih besar antara peranti dan sistem berterusan, apakah yang akan dibawa oleh pengawal masa depan kepada kita?
Bagaimanakah jurutera harus dipilih untuk memastikan mereka dapat mengikuti aliran teknologi dan membantu perniagaan mendapat keuntungan yang terbaik? 3 cadangan berikut boleh membantu pengeluar memilih teknologi kawalan yang betul untuk mencapai matlamat mereka.
1 Fokus pada reka bentuk dan bukannya fungsi
Mengetahui bahawa teknologi akan bertambah baik dari semasa ke semasa dan menjadi lebih bersepadu dan tertanam, adalah perlu untuk mengutamakan pelaburan dalam sistem kawalan yang tidak boleh berubah dengan mudah atau cepat. Jurutera perlu menekankan seni bina sistem kawalan, bukan beberapa ciri yang menarik perhatian hari ini.
2 Cari inovasi luaran
Jika jurutera mereka bentuk sistem yang boleh berkembang dari semasa ke semasa untuk mengikuti transformasi digital, mengurangkan penyelenggaraan dan kerja semula, ia boleh menarik perhatian pengguna akhir, yang akan ingat bahawa teknologi yang menentukan masa depan selalunya datang dari luar industri .
3. Sentiasa berfikiran terbuka
Pertempuran untuk bahagian pasaran teknologi proprietari menghalang inovasi, manakala sokongan untuk standard terbuka membuka kemungkinan untuk semua orang. Ketersambungan ialah salah satu metrik sasaran Industri 4.0, dan apabila ketersambungan meningkat, jurutera perlu melabur dalam teknologi yang mewujudkan peluang untuk sistem yang berbeza untuk bekerjasama.