integrerad AUTOMATION TOOLBOX PC-baserad styrning: en integrerad lösning för automation & processteknik

medan traditionella PLC-baserade system optimerades främst för korta cykeltider som ersättning för komplex reläteknik i maskinkontroller, distribuerade styrsystem (dcs) för klassisk proportionell Integralderivat (PID) sluten kretsstyrning fokuserade mest på skalbarhet och systemintegration.

drivet av kundernas krav och tekniska framsteg har både DCS och PLC Avancerat och alltmer konvergerat genom åren. Som ett resultat har PLC-system förvärvat mer omfattande visualiseringssystem. Dessa liknar mycket de som processingenjörer har använt från början och implementeras för att hantera många omfattande, komplexa bearbetningsarbetsflöden. DCS, å andra sidan, optimerades med avseende på deras prestanda och cykeltider. Förbättringar som dessa hjälper till att tillgodose även mycket tidskritiska processer och utrusta processanläggningar för säkerhetsrelaterade krav, såsom nödstopp och brandskydd.

växande krav sammanför separata världar

systemen konvergerar också när det gäller skalbarhet. DCS, som designades från början för stora installationer med tiotusentals I/O, lyckades med enkel teknik och eftermontering. Men för dagens PLC-baserade system utgör inte ens i / O-punkter i high five-siffrorna någon utmaning längre. Dessutom har moderna tekniska miljöer, som TwinCAT 3-programvara, ett brett utbud av bibliotek och massor av funktionsblock, så att även mycket komplexa slutna kontrollstrukturer kan utformas snabbt och pålitligt.

utvecklingen av systemarkitekturer förtjänar också särskild uppmärksamhet. Till exempel fokuserade distribuerade styrsystem nästan från början på distribuerat i/O-chassi. Dessa system kan samla in data från de områden som utsätts för explosionsrisker med liten kabelkomplexitet och rymma installationer som är spridda över stora områden. PLC – baserade system, å andra sidan, koncentrerades initialt på fristående maskiner i små områden.

detta har förändrats eftersom enkla maskiner har utvecklats till mycket komplexa produktionslinjer inom tätt nätverksanslutna anläggningar och operatörer har blivit mer intresserade av att använda distribuerade kringutrustning som kan kopplas till snabba fältbussystem och leverera den bandbredd som behövs för att tillgodose den resulterande dataflödet. Som ett resultat är system som kan erbjuda distribuerad intelligens, som DIN-skenmonterbara inbäddade datorer i CX-serien från Beckhoff, nu ett rådande alternativ, vilket möjliggör direkt anslutning av EtherCAT-baserat i/O-system. Genom att distribuera EtherCAT-kommunikation genomgående kan operatörerna dessutom implementera extremt tidskritiska och mycket synkroniserade styrprocesser över distribuerade produktionssteg. Detta inkluderar förmågan att integrera med centrala produktionsstyrningssystem och att Utföra dataanalys och optimera processer.

PLC-system med maximal innovationspotential

när det gäller systemarkitektur har utvecklingen som nämns ovan redan gjort PLC-system mycket lik de fjärranslutna I/O-system som användarna känner till från processkontrollfältet. Särskilt inom ramen för Industry 4.0-koncept har PLC-metoden visat sig vara en innovationsdrivare och har tagit en mycket avancerad struktur som är klart överlägsen, särskilt när det gäller prestanda.

det är framför allt visionen om Internet of Things (IoT), som har lett PLC-baserade system att ta på sig vissa egenskaper hos distribuerade styrsystem under de senaste åren, särskilt när det gäller integrationsfunktioner. Detta har i sin tur ökat stödet för mogna protokoll som erbjuder datautbyte mellan olika system, till exempel baserat på OPC UA, men också för kommunikation mellan övervakningskontrollnivån och molnet genom protokoll, som MQTT och AMQP.

medan maskinbyggare använder dessa funktioner för att implementera Industry 4.0 koncept i sin helhet kräver processingenjörer helt integrerade lösningar av olika skäl. De måste omfatta alla hierarkinivåer som sträcker sig från datainsamling i farliga områden till fjärrdiagnostik av globalt distribuerade system via centraliserade processkontrollsystem. Målet är att minska antalet operatörer och underhållspersonal som krävs. Samtidigt som detta minskar kostnaderna öppnar det också nya möjligheter att göra system mer effektiva och tillförlitliga genom användning av omfattande diagnostik-och analysverktyg.

Open & modulär Automationsteknik en komplett lösning

med PC-baserad styrning erbjuder Beckhoff den perfekta automationsverktygslådan för att implementera alla dessa krav i en komplett och integrerad lösning. Genom tillägg av specifika innovationer för processteknologiapplikationer har processingenjörer nu tillgång till samma automationssystem som länge har bevisats inom maskindesign och fabriksautomation.

öppenheten i det PC-baserade styrkonceptet förtjänar ett särskilt omnämnande, eftersom stöd för alla större bussystem möjliggör enkel integration av Beckhoff-styrenheter i befintliga arkitekturer. Dessutom ger långsiktig produkttillgänglighet och bakåtkompatibilitet bästa möjliga investeringsskydd och säkerställer enastående reservdelsförsörjning. Till exempel kan även första generationens EtherCAT-komponenter fortfarande kommunicera med de senaste produktintroduktionerna. Fördelar som dessa gör det också enkelt och prisvärt att uppgradera befintliga system, till exempel genom att lägga till molnanslutning och IoT-funktioner.

fördelarna med integrerade och öppna automationssystem blir särskilt tydliga när man utformar nya anläggningar. På fältnivå möjliggör användningen av EtherCAT-terminaler i Elx-serien för direkt anslutning av egensäkra fältanordningar betydande minskningar av utrymmeskrav och därmed kostnadskrav. Dessutom innebär eliminering av behovet av separata säkerhetsbarriärer tydliga fördelar när det gäller installation och diagnostik. Din-skenmonterbara inbyggda datorer från CX-serien, utrustade med upp till 12 CPU-kärnor, gör det möjligt att distribuera utförandet av även de mest komplexa kontrolluppgifterna med sin höga bearbetningsprestanda. Omfattande produktcertifieringar säkerställer överensstämmelse med explosionsskyddskraven och möjliggör installation i närheten av själva processen.

PC-baserad styrning förenklar konstruktion & Drift

på kontrollnivån möjliggör den fint skalbara portföljen av industriella datorer från Beckhoff skräddarsydda lösningar som inte bara kan utföra ett brett spektrum av kontrolluppgifter utan också ger enkel integration i processtyrsystem. Stöd för många standarder och protokoll säkerställer datakommunikation över hela systemet på båda, kontrollen på högre nivå och fältsystemnivån.

den avancerade TwinCAT HMI-mjukvarulösningen möjliggör implementering av visualiseringsuppgifter enligt högsta standard för effektiv och pålitlig anläggningsdrift. Dessutom fungerar den responsiva TwinCAT HMI lika bra på mobila enheter som på industriella kontrollpaneler och paneldatorer. För processvisualisering och kontroll i farliga områden (zon 2/22) finns specifika enheter tillgängliga i form av den mycket attraktiva CPX-panelserien med toppmodern multi-touch-teknik och robusta aluminiumhöljen.

med det breda utbudet av TwinCAT funktioner tillgängliga, teknik för hela anläggningen drift och dataöverföring till en högre nivå styrsystem eller molntjänster blir en mycket intuitiva processer. Många diagnostiska alternativ och gränssnitt, till exempel TwinCAT FDT-behållaren för integrering av fältdrivrutiner (DTM), säkerställer snabb och produktiv Idrifttagning och enkel åtkomst till Beckhoff-styrteknikens Värld.

Med Tillstånd: Bechkhoff Automation