Использование Интернета вещей (IoT) для объединения вещей, услуг и людей в целях интеллектуальных операций обсуждалось и применялось во многих отраслях, таких как умный город, умная энергетика, здравоохранение, отслеживание продуктов питания и воды, логистика и розничная торговля, а также транспорт.
Однако для использования IoT в области промышленной автоматизации для надежной и совместной автоматизации имеется мало информации, например, для обеспечения масштабируемого взаимодействия между разнородными устройствами и системами, предлагая предсказуемое и отказоустойчивое управление в реальном времени с обратной связью и включение функций интеллектуальных услуг от периферийных устройств до облака. В этой статье мы проясним конкретные ограничения атрибутов качества в промышленной автоматизации, представим конкретные проблемы промышленного IoT, связанные с этими ограничениями, и обсудим потенциал использования некоторых технических решений для решения этих проблем.
Автоматизация не только сокращает расходы и экономит время, но и обеспечивает надежность и точность в системе, что дает немедленные и долгосрочные выгоды. Сегодня домашняя автоматизация или хобби-проекты часто вызывают в памяти образы подростков, работающих с Arduino, Raspberry Pi и PIC, но настоящая борьба за независимость отраслей и крупномасштабных систем началась более пяти десятилетий назад.
Программируемый логический контроллер (ПЛК) в простейшем случае состоит из следующих элементов:
- ЦП: для обработки, логических операций и управления интерфейсом
- Память: для обеспечения постоянного или временного хранения данных.
- Раздел ввода/вывода: позволяет ПЛК считывать параметры среды и реагировать соответствующим образом.
- Источник питания: для питания всего устройства
- Слот расширения: для увеличения эксплуатационного лимита ПЛК
ПЛК — одно из самых ранних электронных устройств автоматизации и управления, которое существует и по сей день, и фактически было стандартизировано благодаря своим постоянно развивающимся функциям, прочности и надежности. Будучи миниатюрным компьютером без периферийных устройств, ПЛК может считывать аналоговые/цифровые входы, выдавать выходные данные в виде переключателей релейного типа и расширять свои возможности обработки данных, подключаясь к множеству слотов расширения, начиная от модулей Ethernet и заканчивая модемами АЦП.
В мире технологий есть только один параметр — изменение. Печально известный закон Мура дает очень точный прогноз в отношении транзисторов, ссылаясь на изменение технологий после каждого года. Еще проще говоря, продукты обязательно будут становиться меньше с каждым годом. Переводя это на промышленный язык, это напоминает размер датчиков, микросхем, реле, электрических корпусов, систем охлаждения, печатных плат и всего остального.
Allen-Bradley была одной из основных компаний, стоящих за этим инновационным продуктом, и с тех пор к ней присоединились несколько современных промышленных гигантов, включая Siemens, Omron и Schneider Electric. 1980-е годы укрепили потребность в ПЛК во всех промышленных системах, и в конечном итоге к гонке присоединились японские компании, такие как Mitsubishi, и американские, такие как Westinghouse и Eaton.
Перенесемся в сегодняшний мир, и закон Мура поставил компании нос к носу, когда дело доходит до уменьшения размера и увеличения возможностей обработки. ПЛК в классах нано и микро теперь являются нормой, предлагающей полномасштабные возможности десятилетних моделей. Потенциальное будущее ПЛК, возможно, развивалось в линейном темпе, то есть для мониторинга, автоматизации и управления промышленными средами, но внедрение IoT или Интернета вещей динамически изменило конкурентную среду.
Революция интернет-подключения для утоления жажды интеллекта умножила возможности, особенно когда речь идет о ПЛК. Программируемый логический контроллер будущего больше не привязан к определенной географической зоне. Удаленная связь на молниеносных скоростях с минимальной потерей данных стала реальностью и активной областью исследований сегодня.
Протоколы связи существуют уже давно, например, MODBUS, PROFIBUS и т. д., однако они были созданы с локальным подключением, и, следовательно, с меньшими проблемами безопасности. Появление доступа в Интернет привело к неограниченному потоку информации, что иногда может быть плохой идеей для секретных установок, а также для компаний с коммерческими секретами. Это привело и будет приводить к постоянной реструктуризации существующих протоколов, чтобы сделать их защищенными от дурака, обеспечивая при этом минимальную потерю данных.
Потенциальное будущее ПЛК, таким образом, тесно связано с развитием интернет-технологий, поскольку гибкость, надежность и безопасность станут основными заботами нового поколения отраслей. Индустрия 4.0 уже обозначила тенденцию автоматизации и назвала ее «умной фабрикой», что довольно точно, поскольку она объединяет элементы электроники, энергетики и связи для предоставления многостороннего решения любой отраслевой проблемы.
Что касается физических размеров и внутренних возможностей ПЛК, то они обязательно станут быстрее, дешевле и меньше. И хотя микроконтроллеры придумывают новые способы бросить вызов всемогущему ПЛК, им еще предстоит пройти долгий путь, который кажется невозможным, учитывая быструю скорость адаптации ПЛК.
Одна вещь, которая обязательно останется неизменной, — это присутствие Ladder Logic. Хотя такие компании, как Siemens, ввели кодирование в стиле C для своих ПЛК, Ladder Logic — это устоявшаяся профессия благодаря своей простоте и широкому использованию. Параллельное программирование быстро развивалось с наступлением 21-го века, и многие языки появлялись и исчезали, но Ladder Logic, несомненно, является сущностью, способной выдержать испытание временем.
Начните разговор с нами, поговорите с экспертом уже сегодня!
