zintegrowana skrzynka narzędziowa automatyzacji sterowanie oparte na PC: zintegrowane rozwiązanie dla automatyzacji i technologii procesowej

podczas gdy tradycyjne systemy oparte na PLC zostały zoptymalizowane głównie pod kątem krótkich czasów cyklu jako zamiennik złożonej technologii przekaźników w sterownikach maszyn, rozproszone systemy sterowania (DCS) dla klasycznych proporcjonalnych pochodnych integralnych (PID) sterowanie w pętli zamkniętej skupiło się głównie na skalowalności i integracji systemu.

kierując się wymaganiami klientów i postępem technologicznym, zarówno DCS, jak i PLC rozwijają się i coraz bardziej zbiegają z biegiem lat. W rezultacie Systemy PLC zyskały bardziej rozbudowane systemy wizualizacji. Są one bardzo podobne do tych, które inżynierowie procesowi używali od samego początku i są wdrażane do zarządzania wieloma szeroko zakrojonymi, złożonymi procesami przetwarzania. Z kolei systemy DCS zostały zoptymalizowane pod względem wydajności i czasu cyklu. Takie ulepszenia pomagają przystosować nawet bardzo krytyczne czasowo procesy i wyposażyć zakłady przetwórcze w wymagania związane z bezpieczeństwem, takie jak wyłączniki awaryjne i ochrona przeciwpożarowa.

rosnące wymagania łączą oddzielne światy

Systemy również zbiegają się pod względem skalowalności. DCS, które od samego początku były projektowane dla dużych instalacji z dziesiątkami tysięcy We / Wy, odniosły sukces dzięki prostym możliwościom inżynieryjnym i modernizacyjnym. Jednak w dzisiejszych systemach opartych na sterownikach PLC nawet punkty We/Wy w wysokich pięciu cyfrach nie stanowią już wyzwania. Ponadto nowoczesne środowiska inżynierskie, takie jak oprogramowanie TwinCAT 3, posiadają szeroką gamę bibliotek i mnóstwo bloków funkcyjnych, dzięki czemu nawet bardzo złożone struktury sterowania w pętli zamkniętej mogą być projektowane szybko i niezawodnie.

na szczególną uwagę zasługują również zmiany dotyczące architektur systemowych. Na przykład rozproszone systemy sterowania niemal od samego początku koncentrowały się na rozproszonych obudowach We/Wy. Systemy te mogą gromadzić dane z obszarów narażonych na ryzyko wybuchu przy niewielkiej złożoności okablowania i obsługiwać instalacje rozproszone na dużych obszarach. Z drugiej strony systemy oparte na PLC początkowo koncentrowały się na samodzielnych maszynach w małych obszarach.

to się zmieniło, ponieważ proste maszyny przekształciły się w wysoce złożone linie produkcyjne w ściśle połączonych ze sobą zakładach, a operatorzy stali się bardziej zainteresowani wykorzystaniem rozproszonych urządzeń peryferyjnych, które można połączyć z szybkimi systemami fieldbus i zapewnić przepustowość potrzebną do dostosowania się do powstałej powodzi danych. W rezultacie systemy, które mogą oferować rozproszoną inteligencję, takie jak montowane na szynie DIN Komputery wbudowane z serii CX firmy Beckhoff, są obecnie dominującą opcją, umożliwiającą bezpośrednie podłączenie systemu I/O opartego na EtherCAT. Ponadto wdrożenie komunikacji EtherCAT umożliwia operatorom wdrażanie niezwykle krytycznych czasowo i wysoce zsynchronizowanych procesów sterowania na rozproszonych etapach produkcji. Obejmuje to możliwość integracji z centralnymi systemami kontroli produkcji oraz analizę danych i optymalizację procesów.

system PLC o maksymalnym potencjale innowacyjnym

jeśli chodzi o architekturę systemu, wspomniane wyżej zmiany sprawiły, że Systemy PLC są bardzo podobne do zdalnych systemów we/wy, które użytkownicy znają z pola sterowania procesem. Zwłaszcza w kontekście koncepcji Przemysłu 4.0, podejście PLC okazało się motorem innowacji i przyjęło wysoce zaawansowaną strukturę, która jest wyraźnie lepsza, szczególnie pod względem wydajności.

to przede wszystkim wizja Internetu Rzeczy (IoT), która skłoniła systemy oparte na sterownikach PLC do przyjęcia pewnych cech rozproszonych systemów sterowania w ciągu ostatnich kilku lat, szczególnie pod względem możliwości integracji. To z kolei zwiększyło wsparcie dla dojrzałych protokołów, które oferują międzysystemową wymianę danych, na przykład w oparciu o OPC UA, ale także komunikację między poziomem kontroli nadzorczej a chmurą za pośrednictwem protokołów, takich jak MQTT i AMQP.

podczas gdy producenci maszyn wykorzystują te możliwości do wdrożenia przemysłu 4.0 koncepcja w całości inżynierowie procesu wymagają w pełni zintegrowanych rozwiązań z różnych powodów. Muszą one obejmować wszystkie poziomy hierarchii, od gromadzenia danych w obszarach niebezpiecznych po zdalną diagnostykę systemów rozproszonych globalnie za pośrednictwem scentralizowanych systemów sterowania procesem. Celem jest zmniejszenie wymaganej liczby operatorów i personelu serwisowego. Zmniejsza to koszty, ale otwiera również nowe możliwości zwiększenia wydajności i niezawodności systemów dzięki wykorzystaniu rozbudowanych narzędzi diagnostycznych i analitycznych.

Otwórz & modułowa Technologia automatyzacji kompletne rozwiązanie

dzięki sterowaniu komputerowemu Beckhoff oferuje idealny zestaw narzędzi automatyzacji do realizacji wszystkich tych wymagań w kompletnym i zintegrowanym rozwiązaniu. Dzięki dodaniu specyficznych innowacji do zastosowań technologii procesowych inżynierowie procesu mają teraz dostęp do tego samego systemu automatyzacji, który od dawna jest sprawdzony w projektowaniu maszyn i automatyzacji fabryki.

na szczególną uwagę zasługuje otwartość koncepcji sterowania opartego na PC, ponieważ Obsługa wszystkich głównych systemów magistrali umożliwia łatwą integrację sterowników Beckhoff z istniejącymi architekturami. Ponadto długoterminowa dostępność produktów i kompatybilność wsteczna zapewniają najlepszą możliwą ochronę inwestycji i zapewniają doskonałe zaopatrzenie w części zamienne. Na przykład, nawet komponenty EtherCAT pierwszej generacji mogą nadal komunikować się z najnowszymi wprowadzonymi produktami. Korzyści takie jak te sprawiają również, że modernizacja istniejących systemów jest łatwa i przystępna cenowo, na przykład poprzez dodanie łączności w chmurze i funkcji IoT.

korzyści płynące ze zintegrowanych i otwartych systemów automatyki stają się szczególnie widoczne przy projektowaniu nowych instalacji. Na poziomie pola zastosowanie terminali EtherCAT serii ELX do bezpośredniego podłączenia iskrobezpiecznych urządzeń polowych umożliwia znaczne zmniejszenie wymagań dotyczących przestrzeni, a tym samym kosztów. Ponadto eliminacja konieczności stosowania oddzielnych barier bezpieczeństwa zapewnia wyraźne korzyści w zakresie instalacji i diagnostyki. Montowane na szynie DIN komputery z serii CX, wyposażone w maksymalnie 12 rdzeni procesora, umożliwiają dystrybucję realizacji nawet najbardziej złożonych zadań sterujących dzięki wysokiej wydajności przetwarzania. Kompleksowe certyfikaty produktów zapewniają zgodność z wymogami ochrony przeciwwybuchowej i umożliwiają instalację w pobliżu rzeczywistego procesu.

sterowanie oparte na PC upraszcza inżynierię & obsługę

na poziomie sterowania, skalowalne portfolio komputerów przemysłowych firmy Beckhoff umożliwia indywidualne rozwiązania, które mogą nie tylko wykonywać szeroki zakres zadań sterowania, ale także zapewnić łatwą integrację z systemami sterowania procesem. Obsługa wielu standardów i protokołów zapewnia międzysystemową komunikację danych zarówno na poziomie kontroli wyższego poziomu, jak i na poziomie systemu terenowego.

zaawansowane oprogramowanie TwinCAT HMI umożliwia realizację zadań wizualizacji zgodnie z najwyższymi standardami dla wydajnej i niezawodnej pracy instalacji. Ponadto responsywny interfejs HMI TwinCAT działa równie dobrze na urządzeniach mobilnych, jak na przemysłowych panelach sterowania i komputerach panelowych. Do wizualizacji i sterowania procesem w strefach niebezpiecznych (Strefa 2/22) dostępne są specjalne urządzenia w postaci bardzo atrakcyjnej serii paneli CPX z najnowocześniejszą technologią multi-touch i wytrzymałymi obudowami aluminiowymi.

dzięki szerokiej gamie dostępnych funkcji TwinCAT Inżynieria dla całej eksploatacji zakładu I transmisja danych do wyższego poziomu systemu sterowania lub usług w chmurze stają się wysoce intuicyjnymi procesami. Wiele opcji diagnostycznych i interfejsów, takich jak TwinCAT FDT container for integrating field device drivers (DTM), zapewnia szybkie i wydajne uruchomienie oraz łatwy dostęp do świata technologii sterowania Beckhoff.