AUTOMAÇÃO INTEGRADA de FERRAMENTAS de controle baseado em PC: Uma solução integrada para automação de processos e tecnologia

Enquanto o tradicional baseado em CLP sistemas foram otimizados, predominantemente, para os tempos de ciclo curto como um substituto para o complexo de retransmissão de tecnologia em controles de máquina, Sistemas de Controle Distribuídos (DCS) para o clássico Proporcional-Integral-Derivativo (PID) de controle de malha fechada, focada principalmente na escalabilidade e integração de sistemas.

impulsionado pelos requisitos do cliente e pelo progresso tecnológico, tanto o DCS quanto o PLC avançaram e convergiram cada vez mais ao longo dos anos. Como resultado, os sistemas PLC adquiriram sistemas de visualização mais extensos. Eles são muito semelhantes aos que os engenheiros de processo usaram desde o início e estão sendo implementados para gerenciar muitos fluxos de trabalho de processamento complexos e abrangentes. DCS, por outro lado, foram otimizados no que diz respeito ao seu desempenho e tempos de ciclo. Melhorias como essas ajudam a acomodar até mesmo processos altamente críticos no tempo e equipam as plantas de processo para requisitos relacionados à segurança, como paradas de emergência e proteção contra incêndio.

requisitos crescentes reúnem mundos separados

os sistemas também convergem em termos de escalabilidade. DCS, que foram projetados desde o início para grandes instalações com dezenas de milhares de I/Os, tiveram sucesso com recursos simples de engenharia e retrofit. No entanto, para os sistemas baseados em PLC de hoje, mesmo os pontos de E/S nos cinco dígitos mais altos não representam mais um desafio. Além disso, ambientes de engenharia modernos, como o software TwinCAT 3, apresentam uma ampla gama de bibliotecas e muitos blocos de funções, de modo que mesmo estruturas de controle de circuito fechado altamente complexas podem ser projetadas de forma rápida e confiável.

os desenvolvimentos em relação às arquiteturas do sistema também merecem atenção especial. Por exemplo, os sistemas de controle distribuído se concentraram quase desde o início no chassi de E/S distribuído. Esses sistemas podem coletar dados das áreas expostas a riscos de explosão com pouca complexidade de fiação e acomodar instalações espalhadas por grandes áreas. Sistemas baseados em PLC, por outro lado, inicialmente concentrados em máquinas independentes em pequenas áreas.Isso mudou à medida que máquinas simples evoluíram para linhas de produção altamente complexas dentro de plantas em rede, e os operadores se tornaram mais interessados em usar periféricos distribuídos que podem ser vinculados a sistemas de barramento de campo rápido e fornecer a largura de banda necessária para acomodar a inundação resultante de dados. Como resultado, os sistemas que podem oferecer inteligência distribuída, como os PCs embarcados montáveis em trilho DIN da série CX da Beckhoff, agora são uma opção predominante, permitindo a conexão direta do sistema de E/S baseado em EtherCAT. Além disso, a implantação da comunicação EtherCAT permite que os operadores implementem processos de controle extremamente críticos e altamente sincronizados em todas as etapas de produção distribuída. Isso inclui a capacidade de integração com sistemas centrais de controle de produção e de realizar análises de dados e otimizar processos.

sistema PLC com potencial máximo de inovação

em termos de arquitetura de sistema, os desenvolvimentos mencionados acima já tornaram os sistemas PLC muito semelhantes aos sistemas de E/S remotos com os quais os usuários estão familiarizados no campo de controle de processo. Especialmente no contexto dos conceitos da Indústria 4.0, a abordagem PLC provou ser um fator de inovação e assumiu uma estrutura altamente avançada que é claramente superior, particularmente em termos de desempenho.É acima de tudo a visão da Internet das Coisas (IoT), que levou os sistemas baseados em PLC a assumir algumas características dos sistemas de controle distribuído nos últimos anos, especialmente em termos de capacidades de integração. Isso, por sua vez, aumentou o suporte para protocolos maduros que oferecem troca de dados entre sistemas, por exemplo, com base no OPC UA, mas também para comunicação entre o nível de controle de supervisão e a nuvem por meio de protocolos, como MQTT e AMQP.

enquanto os construtores de máquinas usam esses recursos para implementar a indústria 4.0 conceito em sua totalidade, os engenheiros de processo exigem soluções totalmente integradas por vários motivos. Eles devem cobrir todos os níveis de hierarquia, desde a aquisição de dados em áreas perigosas até o diagnóstico remoto de sistemas distribuídos globalmente por meio de sistemas centralizados de controle de processos. O objetivo é reduzir o número necessário de operadores e pessoal de manutenção. Embora isso reduza custos, também abre novas oportunidades para tornar os sistemas mais eficientes e confiáveis por meio do uso de extensas ferramentas de diagnóstico e análise.

abrir & tecnologia de automação modular uma solução completa

com controle baseado em PC, a Beckhoff oferece a caixa de ferramentas de automação ideal para implementar todos esses requisitos em uma solução completa e integrada. Com a adição de inovações específicas para aplicações da tecnologia de processo, os coordenadores de processo têm agora o acesso ao mesmo sistema da automatização que foi provado por muito tempo no projeto de máquina e na automatização de fábrica.

a abertura do conceito de controle baseado em PC merece uma menção especial, pois o suporte para todos os principais sistemas de barramento permite a fácil integração dos controladores Beckhoff em arquiteturas existentes. Além disso, a disponibilidade de produtos de longo prazo e a compatibilidade com versões anteriores fornecem a melhor proteção de investimento possível e garantem um excelente fornecimento de peças de reposição. Como exemplo, mesmo os componentes EtherCAT de primeira geração ainda podem se comunicar com as últimas apresentações de produtos. Benefícios como esses também tornam mais fácil e acessível atualizar sistemas existentes, por exemplo, adicionando conectividade em nuvem e funções de IoT.

os benefícios dos sistemas de automação integrados e abertos tornam-se especialmente aparentes ao projetar novas plantas. No nível do campo, o uso de terminais EtherCAT da série ELX para a conexão direta de dispositivos de campo intrinsecamente seguros permite reduções significativas nos requisitos de espaço e, portanto, nos requisitos de custo. Além disso, a eliminação da necessidade de barreiras de segurança separadas oferece vantagens claras no que diz respeito à instalação e diagnóstico. Os PCs embarcados montáveis em trilho DIN da série CX, equipados com até 12 núcleos de CPU, permitem distribuir a execução até mesmo das tarefas de controle mais complexas com seu alto desempenho de processamento. As certificações abrangentes do produto garantem a conformidade com os requisitos de proteção contra explosão e permitem a instalação nas proximidades do processo real.

controle baseado em PC simplifica a engenharia & operação

No nível de controle, o finamente escalável carteira de PCs Industriais da Beckhoff permite soluções personalizadas, que não só pode executar uma ampla gama de tarefas de controle, mas também proporcionar uma fácil integração em sistemas de controle de processo. O suporte para muitos padrões e protocolos garante a comunicação de dados entre sistemas em ambos, o controle de nível superior e o nível do sistema de campo.

a solução avançada de software TwinCAT HMI permite a implementação de tarefas de visualização de acordo com os mais altos padrões para operação eficiente e confiável da planta. Além disso, o responsive TwinCAT HMI funciona tão bem em dispositivos móveis quanto em painéis de controle industrial e PCs de painel. Para a visualização e o controle do processo em áreas perigosas (zona 2/22), os dispositivos específicos estão disponíveis sob a forma da série altamente atrativa do painel de CPX com tecnologia avançada, multi-touch e cercos de alumínio robustos.

com a ampla gama de funções TwinCAT disponíveis, a engenharia para toda a operação da planta e a transmissão de dados para um sistema de controle de nível superior ou serviços em nuvem tornam-se processos altamente intuitivos. Muitas opções e interfaces de diagnóstico, como o contêiner FDT TwinCAT para integrar Drivers de dispositivo de campo (DTM), garantem comissionamento rápido e produtivo e fácil acesso ao mundo da tecnologia de controle Beckhoff.

Cortesia: Bechkhoff Automation