Fikseeritud riistvarast kaugemale: kaasaegse tööstusautomaatika areng
Aastakümneid tugines traditsiooniline tööstusautomaatika jäikadele kontrolleritele ja tootjaspetsiifilistele riistvaravirnadele. Need pärandarhitektuurid seadsid paindlikkusest ettepoole töökindluse. Seetõttu oli tehasejuhtidel keeruline muutuva turunõudlusega kohaneda. Tänapäeval vajavad tööstusettevõtted paindlikke platvorme, mis reageerivad tehnoloogilistele uuendustele kiiresti. Juhtivad tarnijad, nagu Schneider Electric, toetavad tarkvarakeskset mudelit. Selle lähenemise kohaselt käsitletakse tehaseautomaatikat pidevalt areneva tarkvaraplatvormina. Selle tulemusena saavad ettevõtted oma protsesse pidevalt uuendada, skaleerida ja optimeerida ilma füüsilisi seadmeid välja vahetamata.
Juhtimistarkvara eraldamine füüsilistest seadmetest suurendab paindlikkust
Tarkvarapõhine automaatika eraldab juhtimistarkvara füüsilisest kontrolleririistvarast. Juhtimisloogika töötab standardiseeritud virtualiseeritud täitmiskeskkondades, mitte ühe tootja kiipidega seotud süsteemides. Seetõttu saavad insenerid rajatisi järk-järgult kaasajastada, põhjustamata kulukaid tootmisseisakuid. Selline lahutamine kõrvaldab ka sõltuvuse ühe tarnija riistvaraökosüsteemidest. Tehased saavad hõlpsasti kombineerida eri tarnijate seadmeid, skaleerida arvutusressursse vastavalt vajadusele ja kaitsta varasemate taristuinvesteeringute väärtust. Aja jooksul asendavad pidevad tarkvarauuendused mahukad kapitalikulutused.
Avatud platvormid ühendavad pärand-PLC- ja SCADA-taristu
Enamik tootmisrajatisi ei saa suuri kapitalikulusid arvestades toimivaid seadmeid üleöö välja vahetada. Avatud lähtekoodiga ökosüsteemid, nagu OSOLogic, toimivad sillana pärandriistvara ja tänapäevaste IT-keskkondade vahel. Need platvormid ühendavad olemasolevad PLC-, SCADA- ja HMI-paigaldised pilvepõhiste arvutuskihtidega. Samamoodi toetavad avatud arhitektuurid, nagu Rapid SCADA, hajutatud võrke, mis hõlmavad nii sisseehitatud seadmeid kui ka pilveplatvorme. Lisaks ühendab OpenMES tootmispõranda tööandmed ettevõtte süsteemidega ilma piiravate litsentsitasudeta. Selle tulemusena saavad tehasejuhid säilitada pärandvarad ja samal ajal kasutada tänapäevaseid tööprotsesside analüüsi võimalusi.
Tarkvarapõhised kontrollerid võimaldavad pidevaid järkjärgulisi uuendusi
Tarkvarapõhised kontrollerid jaotavad arvutusressursse servavõrkudes dünaamiliselt ümber. Juhtimisinsenerid saavad ootamatute riistvararikete korral töötlemiskoormused ümber suunata, et tagada tootmise katkematus. Lisaks saavad meeskonnad optimeeritud juhtimisstrateegiaid tavapäraste tarkvarapaikade kaudu kaugelt juurutada. Protsessitööstused, nagu keemiatööstus, energeetika ja veetöötlus, saavad sellest paindlikkusest märkimisväärset kasu. Tehaseoperaatorid kaasajastavad kriitilisi juhtimissüsteeme samm-sammult, katkestamata igapäevast toodangut. Selle tulemusena saavutavad rajatised suurema tööaja ja parema talitluskindluse.
Operatiivtehnoloogia ja infotehnoloogia kihtide ühendamine
Tarkvarapõhine automaatika kiirendab kaua oodatud OT- ja IT-süsteemide lähenemist. Kaasaegne juhtimistarkvara ühendab reaalajas deterministliku juhtimise ettevõtte küberturvalisuse ja täiustatud andmeanalüütikaga. Uuenduslikud platvormid, nagu Rexroth ctrlX OS ja rPLC, juhivad seda tehnilist muutust. ctrlX OS pakub modulaarsetele tehasekeskkondadele rakenduspõhist tarkvaraökosüsteemi. Samal ajal ühendab rPLC servaprogrammeerimise, tööstusprotokollid ja tarkvarapõhise võrgunduse üheks raamistikuks. Seetõttu saavad seadmetootjad luua ühtsed võrgud, mis suhtlevad sujuvalt ettevõtte IT-süsteemidega.
Kapitalikulutuste mudelite muutmine kestlikeks investeeringuteks
Tarkvarapõhised arhitektuurid muudavad seda, kuidas tööstusettevõtted kapitaliinvesteeringuid jaotavad. Pärandtaristu kaasajastamine nõudis haruldasi, suure riskiga ja kulukaid seadmete väljavahetamise projekte. Seevastu tarkvarapõhised keskkonnad soodustavad pidevat täiustamist modulaarsete tarkvarauuenduste kaudu. Sellised tööriistakomplektid nagu OpenTAP näitavad, kuidas modulaarsed raamistikud lihtsustavad automatiseeritud töövooge ja tehisintellektil põhinevaid protsesse. Tehasejuhid saavad tehnoloogiatuuendused otseselt siduda vahetute ärieesmärkidega, minimeerides tööseisakuid. See paindlik strateegia tagab tänapäevastele tootjatele pikemas perspektiivis suurema investeeringutasuvuse.
Tööstuse kommentaar ja eksperdihinnang
Üleminek tarkvarapõhisele automaatikale kujutab endast tehase toimimise põhjapanevat muutust. Minu hinnangul on riistvaratarnijatest sõltumine tööstusinnovatsiooni liiga kaua lämmatanud. Kuigi avatud arhitektuuride kasutuselevõtt nõuab tugevaid küberturbeprotokolle ja standardiseeritud IEC 61499 programmeerimisoskusi, kaaluvad tööalased eelised õppekõveraga seotud raskused kaugelt üles. Tehasejuhid ei peaks olemasolevaid kontrollereid kohe välja vahetama. Selle asemel tasub neil juurutada tarkvarapõhised servaplatvormid praeguste PLC-võrkude kõrvale, et esmalt katsetada suure väärtusega rakendusi.
Rakendusstsenaarium: protsessiliini järkjärguline kaasajastamine
- Tööstuskontekst: Suure tootmismahuga autoosade tehas, kus kasutatakse pärand-PLC-dega juhtpaneele.
- Väljakutse: Tootja peab kasutusele võtma reaalajas arvutinägemisel põhineva kvaliteedikontrolli, peatamata töötavat tootmisliini ja vahetamata välja olemasolevaid PLC-sid.
- Lahendus: Insenerid juurutavad servaserveris tarkvarapõhise automaatikaplatvormi. Platvorm loeb pärand-PLC-delt telemeetriat, käivitab reaalajas kontrollialgoritme ja saadab tarkvarapõhiste võrguprotokollide kaudu kiiruse seadistused otse liikumisajamitele tagasi.
- Tulemus: Tehas parandab toodete kvaliteeti 15% võrra ilma seisakute või pärand-PLC-riistvara väljavahetamiseta.