اتوماسيون صنعتي

در دسترس بودن م highثر بالا ، اتوماسيون را بهبود مي بخشدكنترل كننده هاي اتوماسيون صنعتي مازاد ، دسترسي را بهبود مي بخشد ، اما كاربران بايد از جزئيات پياده سازي براي درك بهترين نسبت قيمت/عملكرد مطلع شوند.
دارل هالترمن25 ژوئن 2021
PLC هاي Emerson PACSystems RX3i CPE330 به راحتي به صورت جفت هاي اضافي اجرا مي شوند و عملكرد قطعي و مطمئن را براي حفظ عملكرد روان تجهيزات و فرايندها حتي در حين نگهداري ارائه مي دهند.PLC هاي Emerson PACSystems RX3i CPE330 به راحتي به صورت جفت هاي اضافي اجرا مي شوند و عملكرد قطعي و مطمئن را براي حفظ عملكرد روان تجهيزات و فرايندها حتي در حين نگهداري ارائه مي دهند.با احترام امرسونبراي سالهاي متمادي ، خروجي پي ال سي دلتا برخي از قوانين كلي براي استفاده از سيستم عاملهاي اتوماسيون صنعتي نسبتاً خوب تعريف شده بود. كنترل كننده هاي منطقي قابل برنامه ريزي (PLC) براي كنترل ماشين ها و سيستم هاي كوچكتر بهترين بودند ، در حالي كه سيستم هاي كنترل توزيع شده (DCS) براي كارخانه هاي پردازش بزرگتر غالب بودند. افزونگي به احتمال زياد براي DCS اجرا مي شد ، جايي كه همه جا آن را تا حدودي متداول و بنابراين ساده مي كرد. پياده سازي افزونگي PLC ، از سوي ديگر ، پيچيده و گران بود و بنابراين فقط براي مهمترين كاربردها محفوظ است.
چشم انداز طي سالهاي اخير به طور قابل توجهي تكامل يافته است. DCS ها هنوز براي برنامه هاي كنترل فرآيند بزرگ و پيچيده - با قابليت و قابليت اتصال در همه سطوح ، غالب هستند. به طور مشابه ، PLC ها قابليت پردازش و ارتباطات گسترده اي را به دست آورده اند ، به ويژه از طريق توسعه كنترل كننده هاي لبه ، كه عملكرد PLC سنتي را با محاسبه نوع PC تركيب مي كند.
PLC هاي امروزي و فن آوري هاي كنترل كننده كناري نيز نسبت به عملكرد اضافي كنترل كننده استثنايي ، مشابه DCS ارائه مي دهند. در بسياري از پروژه ها ، افزونگي كنترل كننده صنعتي مي تواند به آساني و از لحاظ اقتصادي براي بهبود زمان كار ، امنيت و قابليت نگهداري سيستم لحاظ شود. اين مقاله به بررسي جزئياتي مي پردازد كه مجريان هنگام در نظر گرفتن افزونگي كنترلرهاي صنعتي بايد از چه نكاتي آگاه باشند.
چرا افزونگي؟در دنياي محاسبات ، قيمت پي ال سي دلتا در دسترس بودن بالا (HA) اصطلاح عمومي براي هر ويژگي است كه باعث بهبود زمان كار مي شود. براي پياده سازي كنترل هاي صنعتي ، اين بدان معناست كه طراحان بايد پيامدهاي هرگونه نقص در برق ، ابزار دقيق ، شبكه و محاسبات را در نظر بگيرند. افزون بر اين سيستم ها ، چه در پيكربندي اوليه/ثانويه و چه به صورت تاسيسات كاملاً موازي ، يك استراتژي اصلي براي بهبود HA است.
كنترل كننده هاي صنعتي كه به عنوان مغز تجهيزات يا فرآيندهاي خودكار عمل مي كنند ، بسيار قابل اعتماد هستند اما هنوز يك نقطه شكست را نشان مي دهند. بسياري از مارك ها و مدل هاي PLC حتي افزونگي ارائه نمي دهند ، در حالي كه آنهايي كه چنين مي كنند معمولاً گران ترين محصولات ارائه شده هستند. علاوه بر اين ، پياده سازي PLC هاي اضافي هميشه يك فعاليت ساده نبوده است.
هدف معمول براي تاسيسات افزونگي HA حفظ عملكرد هميشه روشن است. اما برخي از كاربران متوجه شده اند كه سيستم هاي مازاد به جاي اينكه منتظر انجام اين نوع كارها در زمان خرابي باشند ، گزينه هاي انعطاف پذيرتري را براي انجام ارتقاء و نگهداري سيستم در ساعات كاري عادي در اختيار آنها قرار مي دهد.
افزونگي ، پشت پردهدر مورد كنترل كننده هاي اضافي كه عموماً به عنوان يك جفت اوليه/ثانويه اجرا مي شوند ، كارهاي زيادي در حال انجام است. كنترل كننده اصلي تا زماني كه يك خطاي بزرگ وجود نداشته باشد ، فعال است كه باعث خرابي كنترلر حالت آماده به كار ثانويه مي شود. اشكالات عمده مي تواند شامل مشكلات سخت افزاري كنترل كننده داخلي ، خرابي برق يا قطع كابل باشد.
جفت كنترلر بايد با هم تعامل داشته باشد تا اصلي بتواند خود را به ثانويه به روز كند يا آينه كند ، و اطمينان حاصل كند كه در صورت خرابي ، برنامه دوم براي انجام عمليات آماده است. كنترل كننده هاي اضافي plc كاتالوگ دلتا همچنين بايد با دستگاه هاي ميداني سطح پايين ، ورودي/خروجي (I/O) و ابزارها ، و همچنين رابط هاي سطح بالاي انسان و ماشين (HMI) و سيستم هاي نظارتي كنترل و جمع آوري داده (SCADA) تعامل داشته باشند.
با اين حال ، همه اين وظايف افزونگي توسط فروشندگان به روش هاي مختلف اجرا مي شود. برخي از آنها مي توانند عملكرد را به خطر بيندازند. بنابراين ،خروجي پي ال سي دلتا براي انتخاب آگاهانه ، طراحان بايد جزئيات را درك كنند.
PLC هاي مازاد معمولاً از كنترلر اصلي استفاده مي كنند كه در صورت وجود خطاي بزرگ ، به كنترلر ثانويه تبديل نمي شود ، اما پياده سازي ها متفاوت است. روش افزونگي PLC امرسون تمام داده هاي همگام سازي را در هر اسكن منتقل مي كند تا از عملكرد ثابت اطمينان حاصل شود.PLC هاي مازاد معمولاً از كنترلر اصلي استفاده مي كنند كه در صورت وجود خطاي بزرگ ، به كنترلر ثانويه تبديل نمي شود ، اما پياده سازي ها متفاوت است. روش افزونگي PLC امرسون تمام داده هاي همگام سازي را در هر اسكن منتقل مي كند تا از عملكرد ثابت اطمينان حاصل شود.با احترام امرسونقطعي ، متنوع ، امن و قابل مديريتهر گونه تحقيق در مورد استفاده از HA در اتوماسيون صنعتي با استفاده از كنترل كننده هاي اضافي بايد به نحوه اجراي قطعي ، متنوع ، ايمن و قابل مديريت در عمل بپردازد.
قطعيوظيفه يك كنترلر اوليه كه به روز رساني مي كندثانويه را همگام سازي مي نامند. برخي از سيستم عامل هاي PLC با استفاده از رويكرد همگام به استثنا به صرفه مي رسند. با اين حال ، اين باعث مي شود كه عملكرد و زمان بندي متفاوت باشد و مي تواند منجر به خرابي هاي آبشار در بدترين شرايط شود. PLC هاي ديگر بايد مقدار حافظه قابل استفاده را تا نصف محدود كنند تا همگام سازي انجام شود.
تعداد كمي از راه حل هاي افزونگي PLC مي توانند تمام داده ها ، حافظه ورودي و خروجي و حل منطق را به طور كامل براي هر اسكن همزمان كنند. با اين حال ، كساني كه قادر به انجام افزونگي قطعي در يك رفت و آمد منطقي واحد هستند. اين امر نه تنها براي دستگاه هاي ورودي/خروجي كنترل شده بلكه براي تعاملات نظارتي HMI و SCADA صدق مي كند.
روشهاي افزونگي PLC امرسون تنها به چند كليك پيكربندي توسط كاربران نياز دارد و كار ايجاد دسترسي بالا ، قطعي ، متنوع ، ايمن و قابل كنترل را ساده مي كند.روشهاي افزونگي PLC امرسون تنها به چند كليك پيكربندي توسط كاربران نياز دارد و كار ايجاد دسترسي بالا ، قطعي ، متنوع ، ايمن و قابل كنترل را ساده مي كند.با احترام امرسونگوناگون، متنوعافزونگي متنوع به توانايي كنترل كننده هاي اوليه و ثانويه در فاصله دور از يكديگر اشاره دارد و به شبكه همگام سازي بين اين دو بستگي دارد. برخي از PLC ها سعي مي كنند از شبكه ورودي/خروجي به عنوان شبكه همگام سازي استفاده كنند ، كه مي تواند بر هر دو تأثير منفي بگذارد.
بهترين همگام سازي بر روي يك شبكه اختصاصي و با سرعت بالا انجام مي شود ، معمولاً رسانه فيبر نوري اجازه مي دهد تا كنترل كننده ها تا 10 كيلومتر از يكديگر فاصله داشته باشند. Fieldbus براي I/O ، مانند PROFINET ، همچنين بايد از پيوندهاي طولاني و پيكربندي حلقه پشتيباني كند. سرانجام ، شبكه نظارتي هنگامي كه بومي كنترلرها باشد و از افزونگي آگاه باشد ، بهترين عملكرد را دارد ، هر دو ويژگي داخلي OPC UA هستند.
امن استOPC UA به دلايل ديگر غير از افزونگي ، به عنوان يك پروتكل اتوماسيون صنعتي ترجيحي مطرح شده است. اين plc كاتالوگ دلتا پروتكل قابل توسعه است و امكان زمينه سازي داده ها را فراهم مي آورد و آن را به يك زبان جهاني براي اتصال بسياري از انواع دستگاه ها و سيستم هاي صنعتي تبديل مي كند. همچنين ، OPC UA امنيت را در قالب رمزگذاري و احراز هويت داخلي ارائه مي دهد و در برابر حملات سايبري محافظت مي كند.
سيستم هاي مازاد به دو دليل امنيت سايبري بيشتري نسبت به سيستم هاي سيمپلكس ارائه مي دهند. اولين مورد اين است كه حتي اگر يك مزاحم به كنترلر اصلي خطا وارد كند ، ثانويه مي تواند به كار خود ادامه دهد. مهمتر از همه ، سيستم هاي اتوماسيون امروزي بر اساس كدهاي بزرگ ساخته شده اند ، با قابليت ها و ارتباطات قابل توجه.خروجي پي ال سي دلتا اين بدان معناست كه در طول عمر 10 تا 20 ساله آنها ، اين اطمينان قطعي است كه اين سيستم ها براي ارتقاء عملكرد و امنيت سايبري به ارتقاء سخت افزار يا سخت افزار نياز خواهند داشت. برخلاف سيستم هاي سيمپلكس ، سيستم هاي PLC اضافي مناسب مي توانند اين ارتقاء را در حين كار دريافت كنند ، بدون هيچ تاثيري بر توليد.
قابل مديريتارتقاء سيستم عامل تنها وظيفه مرتبط با مديريت يك سيستم اضافي نيست. برخي از طرح هاي افزونگي قديمي نيازمند سخت افزارهاي تخصصي ، تكنيك هاي برنامه نويسي منحصر به فرد بودند - يا ساير حافظه ها ، شمارش ورودي و خروجي و محدوديت هاي پيكربندي را اعمال مي كردند. سيستم هاي ديگر سختگير هستند و در صورت انجام هر كاري نياز به سخت افزار ، سيستم عامل و/يا نسخه نرم افزاري دقيق دارد.
يك سيستم افزونگي مدرن بايد از اين محدوديت ها اجتناب كند و به طور م allowثر اجازه دهد در هر زمان تنها با چند تنظيمات چك باكس نرم افزاري به يك سيستم كنترل ساده اضافه شود. اين اطمينان مي دهد كه كاربران نهايي مي توانند به راحتي سيستم هاي اضافي را طراحي ، استقرار و نگهداري كنند.
افزونگي عمليكاربران نهايي معمولاً از مزاياي افزونگي براي دستيابي به HA آگاه هستند. با اين حال ، براي سيستم عامل هاي كنترل صنعتي ، اين كاربران به همان اندازه از هزينه و پيچيدگي بالقوه آگاه هستند. همه پياده سازي هاي افزونگي يكسان ايجاد نمي شوند و جزئيات زيادي در مورد جبر ، تنوع ، امنيت و مديريت وجود دارد كه ممكن است با برخي از راه حل هاي فروشنده به خطر بيفتد.
با درك اين شرايط ، كاربران نهايي مي توانند انتخابي آگاهانه براي افزونگي كنترلرهاي صنعتي انجام دهند تا از تمام مزايايي كه HA مي تواند براي برنامه هاي خود ارائه دهد استفاده كنند. همانطور كه در بالا توضيح داده شد ، HA مزاياي بيشتري نسبت به عملكرد هميشه از طريق شكست سريع ، سازگار و قابل اطمينان ارائه مي دهد. سيستم عامل هاي اتوماسيون مدرن مي توانند اين مزايا را از طريق افزونگي كنترلر با plc كاتالوگ دلتا حداقل سرمايه گذاري سخت افزاري و اجراي آسان ارائه دهند.
دارل هالترمن مدير ارشد محصول كنترل كننده هاي PACSystems در تجارت راه حل هاي اتوماسيون ماشين امرسون است و او مسئول استراتژي مدرن سازي راه حل هاي كنترل مجموعه است. او از كار با مشتريان براي يافتن استراتژي مدرن سازي مناسب براي افزايش راه حل هاي كنترلي كنترل خود با جديدترين پيشرفت ها در اتوماسيون لذت مي برد.