INTEGRATED AUTOMATION TOOLBOX PC-based control: An integrated solution for automation & process technology

terwijl traditionele PLC-gebaseerde systemen voornamelijk werden geoptimaliseerd voor korte cyclustijden als vervanging voor complexe relaistechnologie in machinebesturingen, waren Distributed Control Systems (DCS) voor klassieke proportionele integraal afgeleide (PID) closed-loop control voornamelijk gericht op schaalbaarheid en systeemintegratie.Door de eisen van de klant en de technologische vooruitgang zijn zowel DCS als PLC in de loop der jaren vooruitgegaan en steeds meer naar elkaar toegegroeid. Als gevolg hiervan hebben PLC-systemen uitgebreidere visualisatiesystemen verworven. Deze zijn zeer vergelijkbaar met die die process engineers hebben gebruikt vanaf het begin en worden geïmplementeerd om vele brede, complexe processing workflows te beheren. DCS, anderzijds, werden geoptimaliseerd met betrekking tot hun prestaties en cyclustijden. Verbeteringen als deze helpen zelfs zeer tijdkritische processen tegemoet te komen en procesinstallaties uit te rusten voor veiligheidsgerelateerde eisen, zoals noodstops en brandbeveiliging.

groeiende behoeften brengen afzonderlijke werelden samen

de systemen convergeren ook in termen van schaalbaarheid. DCS, die vanaf het begin werden ontworpen voor grote installaties met tienduizenden I/O ‘ s, waren succesvol met eenvoudige engineering en retrofit mogelijkheden. Voor de huidige PLC-gebaseerde systemen vormen zelfs I/O-punten in de hoge vijf cijfers geen uitdaging meer. Bovendien beschikken moderne engineeringomgevingen, zoals TwinCAT 3 software, over een breed scala aan bibliotheken en veel functieblokken, zodat zelfs zeer complexe closed-loop besturingsstructuren snel en betrouwbaar kunnen worden ontworpen.Ook ontwikkelingen op het gebied van systeemarchitecturen verdienen bijzondere aandacht. Zo richtten gedistribueerde besturingssystemen zich bijna vanaf het begin op gedistribueerd I/O-chassis. Deze systemen kunnen gegevens verzamelen uit de gebieden die zijn blootgesteld aan explosiegevaren met weinig bedradingscomplexiteit en geschikt zijn voor installaties die verspreid zijn over grote gebieden. PLC-gebaseerde systemen daarentegen concentreerden zich aanvankelijk op zelfstandige machines in kleine gebieden.

dit is veranderd omdat eenvoudige machines zijn geëvolueerd tot zeer complexe productielijnen binnen nauw met elkaar verbonden fabrieken, en operators zijn meer geïnteresseerd geraakt in het gebruik van gedistribueerde randapparatuur die kan worden gekoppeld aan snelle veldbussystemen en de bandbreedte leveren die nodig is om de resulterende vloed aan gegevens op te vangen. Hierdoor zijn systemen die gedistribueerde intelligentie kunnen bieden, zoals de DIN-rail gemonteerde Embedded PC ‘ s in de CX-serie van Beckhoff, nu een gangbare optie, waardoor een directe verbinding van het op EtherCAT gebaseerde I/O-systeem mogelijk is. Bovendien stelt de implementatie van EtherCAT-communicatie operators in staat om extreem tijdskritische en sterk gesynchroniseerde besturingsprocessen te implementeren in gedistribueerde productiestappen. Dit omvat de mogelijkheid om te integreren met centrale productiecontrolesystemen, gegevensanalyse uit te voeren en processen te optimaliseren.

PLC-systeem met maximaal innovatiepotentieel

wat de systeemarchitectuur betreft, hebben de hierboven genoemde ontwikkelingen PLC-systemen reeds zeer vergelijkbaar gemaakt met de remote I / O-systemen die gebruikers kennen van de procesbesturing. Vooral in de context van Industrie 4.0-Concepten heeft de PLC-aanpak bewezen een innovatiemotor te zijn en een zeer geavanceerde structuur aangenomen die duidelijk superieur is, met name in termen van prestaties.

het is vooral de visie van het Internet van de dingen (IoT), die PLC-gebaseerde systemen ertoe heeft gebracht om bepaalde kenmerken van gedistribueerde besturingssystemen in de afgelopen jaren over te nemen, met name in termen van integratiemogelijkheden. Dit heeft op zijn beurt geleid tot meer ondersteuning voor volwassen protocollen die systeemoverschrijdende gegevensuitwisseling bieden, bijvoorbeeld op basis van OPC UA, maar ook voor communicatie tussen het toezichtsniveau en de cloud door middel van protocollen, zoals MQTT en AMQP.

terwijl machinebouwers deze mogelijkheden gebruiken om de industrie te implementeren 4.Concept in zijn totaliteit hebben procestechnici om verschillende redenen volledig geïntegreerde oplossingen nodig. Zij moeten betrekking hebben op alle hiërarchische niveaus, variërend van gegevensverzameling in gevaarlijke gebieden tot diagnostiek op afstand van wereldwijd gedistribueerde systemen via gecentraliseerde procesbesturingssystemen. Het doel is om het vereiste aantal operators en onderhoudspersoneel te verminderen. Dit verlaagt de kosten, maar biedt ook nieuwe mogelijkheden om systemen efficiënter en betrouwbaarder te maken door het gebruik van uitgebreide diagnostische en analysetools.

Open & modulaire Automatiseringstechnologie een complete oplossing

met PC-gebaseerde besturing biedt Beckhoff de ideale automatiseringstoolbox om al deze vereisten in een complete en geïntegreerde oplossing te implementeren. Door de toevoeging van specifieke innovaties voor procestechnologietoepassingen hebben procesingenieurs nu toegang tot hetzelfde automatiseringssysteem dat al lang is bewezen in machineontwerp en fabrieksautomatisering.

de openheid van het PC-gebaseerde besturingsconcept verdient een speciale vermelding, aangezien ondersteuning voor alle belangrijke bussystemen de eenvoudige integratie van Beckhoff-controllers in bestaande architecturen mogelijk maakt. Bovendien bieden productbeschikbaarheid op lange termijn en achterwaartse compatibiliteit de best mogelijke investeringsbescherming en zorgen ze voor een uitstekende levering van reserveonderdelen. Zelfs EtherCAT-componenten van de eerste generatie kunnen bijvoorbeeld nog steeds communiceren met de nieuwste productintroducties. Voordelen zoals deze maken het ook gemakkelijk en betaalbaar om bestaande systemen te upgraden, bijvoorbeeld door cloudconnectiviteit en IoT-functies toe te voegen.

de voordelen van geïntegreerde en open automatiseringssystemen worden vooral duidelijk bij het ontwerpen van nieuwe installaties. Op veldniveau maakt het gebruik van EtherCAT-Terminals uit de Elx-serie voor de directe aansluiting van Intrinsiek veilige veldapparaten een aanzienlijke vermindering van de ruimte-en dus kostenvereisten mogelijk. Bovendien biedt de afschaffing van de noodzaak van afzonderlijke veiligheidsbarrières duidelijke voordelen met betrekking tot installatie en diagnostiek. In DIN rail gemonteerde Embedded PC ‘ s uit de CX-serie, uitgerust met maximaal 12 CPU-cores, maken het mogelijk om de uitvoering van zelfs de meest complexe besturingstaken met hun hoge verwerkingsprestaties te verdelen. Uitgebreide productcertificeringen zorgen voor naleving van explosiebeveiligingseisen en maken installatie in de nabijheid van het eigenlijke proces mogelijk.

PC-gebaseerde besturing vereenvoudigt engineering & bediening

op regelniveau maakt het fijnschaalbare portfolio van industriële pc ‘ s van Beckhoff op maat gemaakte oplossingen mogelijk die niet alleen een breed scala aan besturingstaken kunnen uitvoeren, maar ook een eenvoudige integratie in procesbesturingssystemen mogelijk maken. Ondersteuning voor vele standaarden en protocollen zorgt voor systeemoverschrijdende datacommunicatie op zowel het hogere niveau van de besturing als het veldsysteemniveau.

de geavanceerde TwinCAT HMI-softwareoplossing maakt de implementatie van visualisatietaken mogelijk volgens de hoogste normen voor een efficiënte en betrouwbare werking van de installatie. Daarnaast werkt de responsieve TwinCAT HMI net zo goed op mobiele apparaten als op industriële bedieningspanelen en paneel PC ‘ s. Voor procesvisualisatie en controle in explosiegevaarlijke omgevingen (Zone 2/22) zijn specifieke apparaten beschikbaar in de vorm van de zeer aantrekkelijke CPX-panelenreeks met ultramoderne multi-touch-technologie en robuuste aluminium behuizingen.

met het brede scala aan TwinCAT-functies die beschikbaar zijn, worden engineering voor de volledige werking van de installatie en datatransmissie naar een hoger besturingssysteem of clouddiensten een zeer intuïtief proces. Veel diagnostische opties en interfaces, zoals de TwinCAT FDT-container voor de integratie van field device drivers (DTM), zorgen voor een snelle en productieve inbedrijfstelling en gemakkelijke toegang tot de wereld van de Beckhoff-besturingstechnologie.

Hoffelijkheid: Bechkhoff Automation