Siden introduksjonen av programmerbare logiske kontrollere (PLCS) har ulike automatiseringskontrollere migrert til industrielle applikasjoner, inkludert Programmerbare automatiseringskontrollere (PAC) og dagens Edge Programmable Industrial Controllers (EPIC). Forbrukerne har flere valg når det gjelder kostnader, fotavtrykk, input/output (I/O) tetthet, feltbusskompatibilitet, kommunikasjon, programmeringsevner og prosesseringshastighet, og konkurransen mellom ledende kontrollereleverandører tiltar.
Mangfold er ofte bra for markedet, men det kan også være frustrerende for ingeniører og sluttbrukere. Å velge kontrollplattform er en langsiktig investering som kommer med tilhørende kostnader, som opplæring og støttekontrakter. Politikere ønsker å få valuta for pengene.
Men før vi godkjenner problemet, la oss se på hvordan industrien har vokst. Hva er drivkraften bak utviklingen av ulike kontrollløsninger? Hvordan utspiller disse trendene seg nå? Hvordan kan brukere investere i automatisering for å sikre suksess i fremtiden?
Evolusjonsmønstre for industrielle kontrollere
Ser vi på fremskrittene innen automatisering de siste tiårene, er det tydelig hvordan iterasjoner av spesifikke teknologier har drevet utviklingen av nye I/O- og kontrollfunksjoner.
For eksempel, under utviklingen av det første I/O-systemet, var feltkontroll- og sensorutstyr også avhengig av elektromagnetiske og pneumatiske komponenter, som var begrenset av fysiske egenskaper og deres levetid ble kompromittert. Kompakte lavspentkomponenter, som solid-state reléer, får brukere til å kreve flere alternativer for å integrere I/O direkte i systemene sine. Dette førte til fremveksten av den første modulære I/O, samtidig som elektronikkselskaper brakte høyteknologisk databehandling inn i mainstream. Den sensitive elektronikken i disse systemene krever ekstern I/O for å samhandle med den virkelige verden. Dette var det første seriell adresserbare I/O-racket, et alternativ til rack-basert I/O i PLCS.
Fra dedikerte, uavhengige I/O-enheter til modulær I/O, og deretter til buss I/O, alle omfatter gjenbrukskonseptet i industriell kontroll. Neste generasjons kontrollplattformer har innebygde I/O-behandlingskretser. Modulen utvidet fra 1 I/O-kanal til 32 kanaler, og nå er I/O innebygd i PLS og andre monomerenheter. I noen tilfeller, med riktig konfigurasjon, kan hver I/O-kanal godta en rekke forskjellige signaltyper.
Denne modellen demonstrerer hvordan innovasjon sprer seg over en bransje: individuelle innovasjoner blir modulære over tid, samarbeider med andre teknologier og blir deretter integrert i disse teknologiene som en del av en ny innovasjonssyklus.
For PLS og PAC gir denne modusen mindre kontrollere og I/O-moduler. Ettersom matematikk- og programmeringsprosessorfunksjonene er integrert direkte i kontrollkortet og andre enheter (som I/O, sendere og nettverksporter), oppnås mer datakraft "per kvadrattomme". Over tid gjenspeiles det samme mønsteret i migreringen av nye innebygde kommunikasjonsgrensesnitt og protokollstandarder til kontrollere.
Konvergensen av forskjellige teknologier
Trenden med gjensidig integrasjon og integrasjon syklus sammenvevd, industriell kontroll markedet utenfor teknisk innovasjon, også gradvis inn i kontrolleren. Historien til buss I/O viser hvordan denne trenden har ført til utviklingen av nye kontrolleregenskaper.
Fra seriebuss I/O finnes det parallelle I/O-busser og andre løsninger som gjør at mini- og mikrodatamaskiner kan samhandle med I/O. Dette inspirerte også ideen om å utvikle en frittstående I/O-kommunikasjonsprosessor som skiller I/O fra datamaskinen, slik at enhver datamaskin med en kommunikasjonsport kan samhandle med den.
Etter hvert som I/O-moduler og prosessorer ble forbedret, ga tidlige hybridkontrollere også analoge signalbehandlingsmuligheter som da bare var tilgjengelig i distribuerte kontrollsystemer (DCS). Siden ladder logic-programmer, et PLS-programmeringsspråk, ikke opprinnelig var ment å håndtere analoge dataformater, har det blitt laget nye programmeringsspråk for hybridkontrollere.
Så begynte lavkostalternativer til IBM PC-en å oversvømme markedet. Siden PC-en er den primære kontrollfunksjonen i hybridsystemer, oppstår det bekymringer om pålitelighet. Det var viktig at leverandører utviklet et industriforbedret alternativ som integrerte I/O-, nettverks- og programmeringskomponentene til den tidligere hybridløsningen i ett system, som ble PAC-systemet. Pacs bruker de samme prosessorene som PCS og kan tilby et funksjonssett som fyller en nisje mellom lavkost, PLS-basert diskret kontroll og høykost, DCS-basert prosesskontroll.
Innovasjon i høyteknologiske bedrifter og PC-markedet har gitt muligheter for utvikling av industriell kontroll. Denne trenden akselererer etter hvert som feltene operativ teknologi (OT) og informasjonsteknologi (IT) blir mer og mer integrert. Ta for eksempel bølgen av mobile løsninger som har dukket opp de siste årene. Det gjenspeiles også i presset for big data, skyanalyse og maskinlæringsstøtte, teknologier født utenfor feltet industriell automatisering.
Fremtidsorienterte kontrollere
Ettersom dypere teknologiintegrasjon, større konvergens mellom bransjer og trenden mot større tilkobling mellom enheter og systemer fortsetter, hva vil fremtidens kontrollere bringe oss?
Hvordan bør ingeniører velge å sikre at de er i harmoni med teknologien og hjelpe organisasjonen med å få mest mulig ut av den? Følgende tre forslag vil hjelpe produsenter med å velge riktig kontrollteknologi for å nå sine mål.
1. Fokuser på design, ikke funksjonalitet
Forståelse av at teknologi vil fortsette å forbedre seg og bli tettere integrert og integrert over tid, gjør det nødvendig å prioritere investeringer i kontrollsystemer som ikke enkelt eller raskt kan endres. Ingeniører må fokusere på arkitekturen til kontrollsystemet, snarere enn dagens iøynefallende funksjoner.
2. Se etter ekstern innovasjon
Hvis ingeniører designer systemer som utvikler seg over tid for å holde tritt med digital transformasjon og redusere vedlikehold og omarbeiding, vil det imponere sluttbrukere, som vil huske at teknologiene som bestemmer fremtiden ofte kommer fra utenfor bransjen.
3 Hold et åpent sinn
Kampen om markedsandeler innen proprietære teknologier kveler innovasjon, mens støtte for åpne standarder åpner for ubegrensede muligheter for alle. Tilkobling er en av målberegningene for Industry 4.0, og etter hvert som tilkoblingen øker, må ingeniører investere i teknologier som kan skape muligheter for ulike systemer til å fungere sammen.