Evolucija izvan fiksnog hardvera u modernoj industrijskoj automatizaciji

Desetljećima se tradicionalna industrijska automatizacija oslanjala na krute upravljače i vlasničke hardverske sklopove. Te su naslijeđene arhitekture davale prednost operativnoj stabilnosti pred prilagodljivošću. Zbog toga su se voditelji pogona teško prilagođavali promjenjivim zahtjevima tržišta. Danas industrijski operateri trebaju prilagodljive platforme koje brzo reagiraju na tehnološke inovacije. Vodeći dobavljači poput Schneider Electrica zagovaraju model usmjeren na softver. Taj pristup tvorničku automatizaciju promatra kao živu softversku platformu. Kao rezultat toga, tvrtke neprekidno ažuriraju, proširuju i optimiziraju svoje procese bez zamjene fizičkih uređaja.

Odvajanje upravljačkog softvera od fizičkih uređaja povećava prilagodljivost

Automatizacija definirana softverom odvaja upravljački softver od hardvera fizičkog upravljača. Upravljačka logika radi u standardiziranim, virtualiziranim izvršnim okruženjima umjesto na čipovima vezanima uz određenog dobavljača. Stoga inženjeri mogu postupno modernizirati pogone bez pokretanja skupih obustava proizvodnje. To odvajanje također uklanja ovisnost o hardverskim ekosustavima jednog dobavljača. Pogoni lako kombiniraju opremu različitih dobavljača, prema potrebi povećavaju računalne resurse i štite rana ulaganja u infrastrukturu. S vremenom neprekidna softverska ažuriranja zamjenjuju velika kapitalna ulaganja.

Otvorene platforme povezuju naslijeđenu PLC i SCADA infrastrukturu

Većina proizvodnih pogona ne može preko noći zamijeniti funkcionalne strojeve zbog visokih kapitalnih troškova. Ekosustavi otvorenog koda, poput OSOLogica, služe kao poveznice između naslijeđenog hardvera i modernih IT okruženja. Te platforme integriraju postojeće PLC, SCADA i HMI instalacije sa slojevima računalstva u oblaku. Slično tome, otvorene arhitekture poput Rapid SCADA-e podržavaju distribuirane mreže koje obuhvaćaju ugrađene uređaje i platforme u oblaku. Nadalje, OpenMES povezuje operativne podatke s proizvodne linije s poslovnim sustavima bez restriktivnih licencnih naknada. Kao rezultat toga, voditelji pogona čuvaju naslijeđenu imovinu i istodobno dobivaju moderne operativne uvide.

Upravljači definirani softverom omogućuju neprekidne postupne nadogradnje

Upravljači definirani softverom dinamički preraspodjeljuju računalne resurse među rubnim mrežama. Inženjeri upravljanja ponovno dodjeljuju obradna opterećenja tijekom neočekivanih kvarova hardvera kako bi osigurali neprekinutu proizvodnju. Osim toga, timovi daljinski uvode optimizirane strategije upravljanja putem redovitih softverskih zakrpa. Procesne industrije poput kemijske industrije, energetike i obrade vode imaju velike koristi od te fleksibilnosti. Operateri pogona korak po korak moderniziraju ključne upravljačke sustave bez prekida svakodnevne proizvodnje. Posljedično, pogoni postižu veću dostupnost i veću operativnu otpornost.

Konvergencija slojeva operativne i informacijske tehnologije

Automatizacija definirana softverom ubrzava dugo očekivanu konvergenciju sustava OT i IT. Moderni upravljački softver objedinjuje determinističko upravljanje u stvarnom vremenu s kibernetičkom sigurnošću poslovnih sustava i naprednom analizom podataka. Inovativne platforme, poput Rexroth ctrlX OS-a i rPLC-a, predvode ovaj tehnički pomak. ctrlX OS nudi softverski ekosustav temeljen na aplikacijama za modularna tvornička okruženja. U međuvremenu, rPLC objedinjuje rubno programiranje, industrijske protokole i softverski definirano umrežavanje u jedan okvir. Stoga proizvođači opreme stvaraju objedinjene mreže koje neometano komuniciraju s poslovnim IT sustavima.

Preoblikovanje modela kapitalnih izdataka u održiva ulaganja

Arhitekture definirane softverom mijenjaju način na koji industrijska poduzeća raspoređuju kapitalna ulaganja. Modernizacija naslijeđenih sustava zahtijevala je rijetke, visokorizične i skupe projekte zamjene opreme. Nasuprot tome, softverski vođena okruženja potiču neprekidno poboljšavanje putem modularnih softverskih ažuriranja. Alati poput OpenTAP-a pokazuju kako modularni okviri pojednostavnjuju automatizirane radne tokove i procese vođene umjetnom inteligencijom. Voditelji pogona izravno usklađuju tehnološke nadogradnje s trenutačnim poslovnim ciljevima i smanjuju operativne zastoje. Ta fleksibilna strategija donosi veći dugoročni povrat ulaganja suvremenim proizvođačima.

Komentar industrije i stručni uvid

Prijelaz na automatizaciju definiranu softverom predstavlja temeljnu promjenu u radu tvornica. Po mom mišljenju, vezanost uz hardver pojedinih dobavljača predugo je kočila industrijske inovacije. Iako prihvaćanje otvorenih arhitektura zahtijeva snažne protokole kibernetičke sigurnosti i standardizirane vještine programiranja prema IEC-u 61499, operativne koristi daleko nadmašuju krivulju učenja. Voditelji pogona ne bi trebali odmah uklanjati postojeće upravljače. Umjesto toga, trebali bi uz postojeće PLC mreže uvesti rubne platforme definirane softverom kako bi najprije ispitali aplikacije velike vrijednosti.

Scenarij primjene: Postupna modernizacija procesne linije

• Kontekst industrije: Proizvodni pogon velikog kapaciteta za automobilske dijelove koji koristi naslijeđene PLC upravljačke ploče.
• Izazov: Proizvođač treba uvesti kontrolu kvalitete računalnim vidom u stvarnom vremenu bez zaustavljanja aktivne proizvodne linije ili zamjene postojećih PLC-ova.
• Rješenje: Inženjeri uvode platformu za automatizaciju definiranu softverom na rubnom poslužitelju. Platforma očitava telemetriju iz naslijeđenih PLC-ova, izvršava algoritme za pregled u stvarnom vremenu i izravno šalje prilagodbe brzine pogonima za gibanje putem protokola softverski definiranog umrežavanja.
• Rezultat: Pogon poboljšava kvalitetu proizvoda za 15 % bez zastoja i bez zamjene naslijeđenog PLC hardvera.