Evoliucija nuo fiksuotos aparatinės įrangos šiuolaikinėje pramonės automatizacijoje
Dešimtmečius tradicinė pramonės automatizacija rėmėsi standžiais valdikliais ir nuosavais aparatinės įrangos paketais. Šiose pasenusiose architektūrose veiklos stabilumas buvo svarbesnis už lankstumą. Todėl gamyklų vadovams buvo sunku prisitaikyti prie kintančių rinkos poreikių. Šiandien pramonės operatoriams reikia lanksčių platformų, greitai reaguojančių į technologines naujoves. Pirmaujantys tiekėjai, tokie kaip „Schneider Electric“, pasisako už į programinę įrangą orientuotą modelį. Taikant šį požiūrį, gamyklos automatizacija laikoma nuolat besivystančia programinės įrangos platforma. Dėl to įmonės gali nuolat atnaujinti, plėsti ir optimizuoti savo procesus nekeisdamos fizinių įrenginių.
Valdymo programinės įrangos atskyrimas nuo fizinių įrenginių didina lankstumą
Programinės įrangos apibrėžiama automatizacija atskiria valdymo programinę įrangą nuo fizinės valdiklio aparatinės įrangos. Valdymo logika veikia standartizuotose virtualizuotose vykdymo aplinkose, o ne nuo konkretaus tiekėjo priklausančiuose lustuose. Todėl inžinieriai gali palaipsniui modernizuoti įrenginius nesukeldami brangių gamyklos prastovų. Šis atskyrimas taip pat panaikina priklausomybę nuo vieno tiekėjo aparatinės įrangos ekosistemų. Gamyklos gali lengvai derinti skirtingų tiekėjų įrangą, pagal poreikį didinti skaičiavimo išteklius ir apsaugoti ankstesnes investicijas į infrastruktūrą. Ilgainiui nuolatiniai programinės įrangos atnaujinimai pakeičia dideles kapitalo išlaidas.
Atviros platformos sujungia pasenusią PLC ir SCADA infrastruktūrą
Dauguma gamybos įrenginių negali per vieną naktį pakeisti veikiančių mechanizmų dėl didelių kapitalo sąnaudų. Atvirojo kodo ekosistemos, tokios kaip OSOLogic, veikia kaip tiltas tarp pasenusios aparatinės įrangos ir šiuolaikinių IT aplinkų. Šios platformos integruoja esamus PLC, SCADA ir HMI įrenginius su debesijos kompiuterijos sluoksniais. Panašiai atvirosios architektūros, tokios kaip Rapid SCADA, palaiko paskirstytuosius tinklus, apimančius įterptuosius įrenginius ir debesijos platformas. Be to, OpenMES sujungia gamybos cecho veiklos duomenis su įmonės sistemomis be ribojančių licencijos mokesčių. Todėl gamyklų vadovai išsaugo pasenusius išteklius ir kartu gauna šiuolaikinių veiklos įžvalgų.
Programinės įrangos apibrėžiami valdikliai leidžia nuolat palaipsniui atnaujinti sistemas
Programinės įrangos apibrėžiami valdikliai dinamiškai perskirsto skaičiavimo išteklius krašto tinkluose. Valdymo inžinieriai gali perskirti apdorojimo užduotis netikėtų aparatinės įrangos gedimų metu, kad užtikrintų nepertraukiamą gamybą. Be to, komandos nuotoliniu būdu diegia optimizuotas valdymo strategijas, naudodamos įprastus programinės įrangos pataisymus. Procesų pramonės šakoms, tokioms kaip chemijos pramonė, energetika ir vandens valymas, šis lankstumas ypač naudingas. Gamyklų operatoriai gali žingsnis po žingsnio modernizuoti svarbiausias valdymo sistemas nepertraukdami kasdienės gamybos. Todėl įrenginiai pasiekia didesnį veikimo laiką ir didesnį veiklos atsparumą.
Veiklos technologijų ir informacinių technologijų sluoksnių suartėjimas
Programinės įrangos apibrėžiama automatizacija spartina ilgai lauktą OT ir IT sistemų suartėjimą. Šiuolaikinė valdymo programinė įranga derina realiojo laiko deterministinį valdymą su įmonės kibernetiniu saugumu ir pažangia duomenų analitika. Inovatyvios platformos, tokios kaip „Rexroth ctrlX OS“ ir rPLC, yra šio techninio poslinkio lyderės. ctrlX OS siūlo programėlėmis grindžiamą programinės įrangos ekosistemą modulinėms gamyklų aplinkoms. Tuo tarpu rPLC vienoje sistemoje sujungia krašto programavimą, pramoninius protokolus ir programinės įrangos apibrėžiamą tinklaveiką. Todėl įrangos gamintojai kuria vientisus tinklus, kurie sklandžiai palaiko ryšį su įmonės IT sistemomis.
Kapitalo išlaidų modelių pertvarkymas į tvarias investicijas
Programinės įrangos apibrėžiamos architektūros keičia tai, kaip pramonės įmonės paskirsto kapitalo investicijas. Pasenusios infrastruktūros modernizavimui reikėjo retų, didelės rizikos ir brangių įrangos keitimo projektų. Priešingai, programine įranga grindžiamos aplinkos skatina nuolatinį tobulinimą pasitelkiant modulinius programinės įrangos atnaujinimus. Tokie įrankių rinkiniai kaip OpenTAP parodo, kaip modulinės struktūros supaprastina automatizuotas darbo eigas ir dirbtiniu intelektu grindžiamus procesus. Gamyklų vadovai tiesiogiai susieja technologinius atnaujinimus su neatidėliotinais verslo tikslais ir taip sumažina veiklos prastovas. Ši lanksti strategija šiuolaikiniams gamintojams užtikrina didesnę ilgalaikę investicijų grąžą.
Pramonės komentaras ir ekspertų įžvalgos
Perėjimas prie programinės įrangos apibrėžiamos automatizacijos reiškia esminį gamyklų veiklos pokytį. Mano nuomone, priklausomybė nuo aparatinės įrangos tiekėjų per ilgai slopino pramonės inovacijas. Nors atvirųjų architektūrų diegimui reikia tvirtų kibernetinio saugumo protokolų ir standartizuoto programavimo pagal IEC 61499 įgūdžių, veiklos nauda gerokai viršija mokymosi sąnaudas. Gamyklų vadovai neturėtų iš karto išmontuoti esamų valdiklių. Vietoj to jie turėtų kartu su dabartiniais PLC tinklais diegti programinės įrangos apibrėžiamas krašto platformas ir pirmiausia išbandyti didelės vertės taikomąsias programas.
Taikymo scenarijus: laipsniška gamybos linijos modernizacija
- Pramonės kontekstas: Didelės apimties automobilių dalių gamybos įrenginys, kuriame naudojami pasenę PLC valdymo skydai.
- Iššūkis: Gamintojas turi įdiegti realiojo laiko kompiuterinės regos kokybės patikrą nesustabdydamas veikiančios gamybos linijos ir nekeisdamas esamų PLC.
- Sprendimas: Inžinieriai krašto serveryje diegia programinės įrangos apibrėžiamą automatizacijos platformą. Platforma nuskaito telemetriją iš pasenusių PLC, vykdo realiojo laiko patikros algoritmus ir per programinės įrangos apibrėžiamos tinklaveikos protokolus tiesiogiai siunčia greičio koregavimus pavaroms.
- Rezultatas: Gamybos įrenginys pagerina gaminių kokybę 15 %, nepatirdamas prastovų ir nekeisdamas pasenusios PLC aparatinės įrangos.