Kaip integruotos architektūros supaprastina šiuolaikinę pramoninę automatizaciją

Kaip integruotos architektūros keičia šiuolaikinę pramoninę automatiką

Pramoninės automatikos sektorius jau seniai remiasi modulinėmis, iš kelių įrenginių sudarytomis aparatinės įrangos sistemomis. Inžinieriai dažnai derina atskirus programuojamuosius loginius valdiklius (PLC), paskirstytąsias valdymo sistemas (DCS), specializuotas variklių tvarkykles ir išorinius jutiklių modulius. Tačiau toks tradicinis požiūris dažnai lemia dideles sistemos sąnaudas, sudėtingą laidų išvedžiojimą ir integravimo vėlavimus. Naujos aparatinės įrangos inovacijos meta iššūkį šiai išskaidytai sistemai, sujungdamos pagrindines valdymo, judesio ir jutiklių funkcijas į vientisas platformas.

Išskaidytų valdymo sistemų problemos

Tradicinė gamyklų automatika remiasi atskirais komponentais, sujungtais sudėtingais pramoninių magistralių tinklais. Sistemų integratoriai turi sujungti atskirus mikrovaldiklius, judesio valdiklius ir jutiklių šakotuvus laidais. Todėl kiekvienas papildomas mazgas didina galimų gedimo vietų riziką, reikalauja daugiau vietos valdymo spintoje ir didina projektavimo bei integravimo sąnaudas. Šiuolaikinėms gamybos linijoms reikia supaprastintų aparatinės įrangos architektūrų, kurios mažintų fizinį sudėtingumą ir kartu užtikrintų didelį patikimumą.

Integruotų PLC alternatyvų atsiradimas

Bengalūre įsikūręs startuolis RHIA sukūrė savo pagrindinę aparatinės įrangos platformą, susidūręs su architektūros kliūtimis kurdamas individualų maisto robotą. Bendrovė suprato, kad atskiri valdikliai, variklių tvarkyklės ir išoriniai įvesties / išvesties (I/O) moduliai be reikalo apsunkina aparatinės įrangos konfigūraciją. Šiai problemai išspręsti RHIA sukūrė „PLC Slayer“ – kompaktišką platformą, skirtą pakeisti išskaidytas valdymo sistemas vientisa aparatine įranga.

Pagrindinės aparatinės įrangos ir jungiamumo specifikacijos

Platformos pagrindinis skaičiavimo įrenginys yra dviejų branduolių ESP32 mikrovaldiklis. Ji palaiko pagrindinius pramoninius protokolus, įskaitant RS485, CAN magistralę ir pramoninį Ethernet, taip pat turi integruotą „Wi-Fi“ ir „Bluetooth“ ryšį. Be to, platformoje integruotos pramoninės įvestys ir išvestys bei šešios variklių tvarkyklės, galinčios valdyti atvirojo ir uždarojo kontūro žingsninius arba nuolatinės srovės variklius, kurių kiekvieno kanalo srovė siekia iki 5 A.

Plečiamos krašto ir debesijos galimybės

Šiuolaikiniam pramonės automatizavimui būtinas sklandus duomenų srautas iš gamybos cecho į aukštesnio lygmens įmonių programinę įrangą. Tiesiogiai valdymo plokštėje integravus vietines belaidžio ir laidinio tinklo sąsajas, ryšį tarp kraštinių įrenginių ir debesijos užtikrinti paprasčiau. Todėl operatoriai gali rinkti telemetrijos duomenis realiuoju laiku, stebėti variklių veikimą ir vykdyti nuotolinės diagnostikos procedūras neįrengdami papildomų daiktų interneto šliuzų.

Aplinkos keliamų iššūkių įveikimas naudojant specialiai pritaikytus jutiklius

Standartiniai pramoniniai jutikliai, įsigyjami kaip gatavi produktai, kartais sugenda esant aukštai temperatūrai ar ekstremalioms eksploatavimo sąlygoms. Diegiant sprendimus klientams, RHIA susidūrė su komerciniais jutikliais, kurie sugesdavo šalia komercinių maisto ruošimo zonų, kuriose temperatūra siekė nuo 300°C iki 400°C. Reaguodama į tai, komanda sukūrė nuosavą bekontaktį pirojutiklį su tiesioginiu RS485 ryšiu, taip pademonstruodama konkrečiai paskirčiai pritaikytų jutiklių projektavimo svarbą.

Pramonės taikymas ir praktiniai atvejų tyrimai

Universali valdymo aparatinė įranga padeda tenkinti įvairius veiklos poreikius daugelyje komercinių ir pramonės sektorių.

• Išmanusis vandens valdymas: Operatoriai naudoja integruotus valdiklius siurblių greičiui reguliuoti, srauto matuokliams stebėti ir telemetrijos duomenims belaidžiu ryšiu perduoti.
• Komerciniai pardavimo automatai: Gamintojai vienoje plokštėje sujungia kelių ašių variklių tvarkykles ir jutiklių įvestis, kad efektyviai valdytų prekių išdavimo mechanizmus.
• Naftos ir dujų gavybos įranga: „Special Engineering“ komandos atšiauriomis sąlygomis įrengė daugiau nei 2 000 pagal užsakymą pagamintų nuolatinės srovės variklių tvarkyklių plokščių, skirtų patvariosioms pavaroms valdyti.
• Konvejerių sistemos: Gamyklų inžinieriai naudoja integruotus variklių valdymo kanalus ir skaitmenines įvestis bei išvestis, kad valdytų rūšiavimo sekas be išorinių pavarų stelažų.

Aparatinės įrangos supaprastinimo ateities tendencijos

Gamyklų automatizavimo raida krypsta į integraciją įterptinėse sistemose. Užuot pridėję papildomų modulių, aparatinės įrangos projektuotojai dabar vienoje plokštėje sujungia skaičiavimo galią, judesio valdymą ir kelių protokolų tinklo sąsajas. Dėl šio pokyčio mažieji gamintojai, originalios įrangos gamintojai (OEM) ir sistemų integratoriai gali kurti išmanias, ekonomiškas mašinas ir sutrumpinti kūrimo ciklus.