Еволюцията отвъд фиксирания хардуер в съвременната индустриална автоматизация

В продължение на десетилетия традиционната индустриална автоматизация разчиташе на негъвкави контролери и собствени хардуерни стекове. Тези наследени архитектури поставяха оперативната стабилност над гъвкавостта. В резултат на това ръководителите на предприятия изпитваха трудности при адаптирането към променящите се пазарни изисквания. Днес индустриалните оператори се нуждаят от гъвкави платформи, които реагират бързо на технологичните иновации. Водещи доставчици като Schneider Electric подкрепят модел, ориентиран към софтуера. Този подход разглежда автоматизацията на фабриките като развиваща се софтуерна платформа. В резултат на това компаниите непрекъснато актуализират, мащабират и оптимизират процесите си, без да заменят физическите устройства.

Отделянето на управляващия софтуер от физическите устройства повишава гъвкавостта

Автоматизацията, дефинирана чрез софтуер, отделя управляващия софтуер от хардуера на физическите контролери. Управляващата логика работи в стандартизирани виртуализирани среди за изпълнение, а не в чипове, обвързани с конкретен доставчик. Следователно инженерите могат постепенно да модернизират съоръженията, без да предизвикват скъпи спирания на производството. Това отделяне също така премахва зависимостта от хардуерни екосистеми на един доставчик. Предприятията лесно комбинират оборудване от различни доставчици, мащабират изчислителните ресурси според потребностите и защитават ранните инфраструктурни инвестиции. С течение на времето непрекъснатите софтуерни актуализации заменят мащабните капиталови разходи.

Отворените платформи свързват наследената PLC и SCADA инфраструктура

Повечето производствени предприятия не могат да заменят функциониращото оборудване за една нощ поради високите капиталови разходи. Екосистеми с отворен код, като OSOLogic, служат като мостове между наследения хардуер и съвременните ИТ среди. Тези платформи интегрират съществуващи PLC, SCADA и HMI инсталации със слоеве за облачни изчисления. По подобен начин отворени архитектури като Rapid SCADA поддържат разпределени мрежи, обхващащи вградени устройства и облачни платформи. Освен това OpenMES свързва оперативните данни от производствения цех с корпоративните системи, без ограничителни лицензионни такси. В резултат на това ръководителите на предприятия запазват наследените активи, като същевременно получават достъп до съвременни оперативни анализи.

Контролерите, дефинирани чрез софтуер, позволяват непрекъснати постепенни обновявания

Контролерите, дефинирани чрез софтуер, разпределят динамично изчислителните ресурси в периферните мрежи. Инженерите по управлението пренасочват изчислителните натоварвания при неочаквани хардуерни повреди, за да гарантират непрекъснато производство. Освен това екипите внедряват оптимизирани стратегии за управление дистанционно чрез рутинни софтуерни корекции. Индустрии като химическата промишленост, енергетиката и пречистването на води се възползват значително от тази гъвкавост. Операторите на предприятия модернизират критичните системи за управление стъпка по стъпка, без да прекъсват ежедневното производство. В резултат на това съоръженията постигат по-висока готовност и по-голяма оперативна устойчивост.

Сближаване на слоевете на оперативните и информационните технологии

Автоматизацията, дефинирана чрез софтуер, ускорява дългоочакваното сближаване на OT и IT системите. Съвременният управляващ софтуер съчетава детерминирано управление в реално време с корпоративна киберсигурност и усъвършенстван анализ на данни. Иновативни платформи като Rexroth ctrlX OS и rPLC ръководят този технически преход. ctrlX OS предлага базирана на приложения софтуерна екосистема за модулни фабрични среди. Междувременно rPLC обединява периферно програмиране, индустриални протоколи и софтуерно дефинирана мрежа в една рамка. Следователно производителите на оборудване създават унифицирани мрежи, които безпроблемно комуникират с корпоративните IT системи.

Превръщане на моделите за капиталови разходи в устойчиви инвестиции

Архитектурите, дефинирани чрез софтуер, променят начина, по който индустриалните предприятия разпределят капиталовите инвестиции. Модернизацията на наследени системи изискваше редки, високорискови и скъпи проекти за подмяна на оборудване. За разлика от това, средите, управлявани чрез софтуер, насърчават непрекъснатото усъвършенстване чрез модулни софтуерни актуализации. Инструменти като OpenTAP показват как модулните рамки оптимизират автоматизираните работни процеси и процесите, управлявани от изкуствен интелект. Ръководителите на предприятия съобразяват технологичните обновявания директно с непосредствените бизнес цели, като минимизират оперативните престои. Тази гъвкава стратегия осигурява по-висока дългосрочна възвръщаемост на инвестициите за съвременните производители.

Коментар от индустрията и експертни наблюдения

Преходът към автоматизация, дефинирана чрез софтуер, представлява фундаментална промяна във фабричните операции. Според мен обвързването с хардуера на конкретен доставчик твърде дълго възпрепятстваше индустриалните иновации. Въпреки че приемането на отворени архитектури изисква надеждни протоколи за киберсигурност и стандартизирани умения за програмиране по IEC 61499, оперативните ползи значително надхвърлят кривата на обучение. Ръководителите на предприятията не бива незабавно да премахват съществуващите контролери. Вместо това те трябва да внедрят периферни платформи, дефинирани чрез софтуер, успоредно със съществуващите PLC мрежи, за да изпробват първо приложенията с висока стойност.

Сценарий на приложение: Постепенна модернизация на производствена линия

• Контекст на индустрията: Производствено предприятие за автомобилни части с голям обем, работещо с наследени PLC контролни табла.
• Предизвикателството: Производителят трябва да въведе проверка на качеството чрез компютърно зрение в реално време, без да спира активната производствена линия или да заменя съществуващите PLC.
• Решението: Инженерите внедряват платформа за автоматизация, дефинирана чрез софтуер, върху периферен сървър. Платформата прочита телеметрията от наследените PLC, изпълнява алгоритми за проверка в реално време и изпраща корекции на скоростта директно към задвижванията на механизмите чрез протоколи за софтуерно дефинирана мрежа.
• Резултатът: Предприятието подобрява качеството на продуктите с 15%, без да допуска престои или да заменя наследения PLC хардуер.