De flesta industriella styrenheter, såsom programmerbara logikstyrenheter (PLC) och programmerbara automatiseringskontroller (PAC), kan hantera grundläggande funktioner såsom realtidskontroll av diskreta och analoga ingång/utgång (I/O) -anslutningar. I själva verket kommer denna typ av funktionalitet med de flesta styrenheter, och fokus är främst på kapaciteten för antalet I/O -punkter som kan hanteras, vilket vanligtvis är lätt att bestämma.
För att bättre tillgodose implementeringen av det industriella Internet of Things, när man handlar för industriella kontroller, måste företag överväga andra avancerade funktioner som databehandling, kommunikation och höghastighetskontroll. Att förstå hur man implementerar de funktioner som behövs i en controller och hur nya funktioner kommer att förbättra designen kan hjälpa tillverkningsföretag att förbättra effektiviteten.
Databehandlingsfunktionalitet
Moderna styrenheter med avancerad programmering av markeringsnamn erbjuder ofta en mängd olika databehandlingsfunktioner, inklusive inbyggd dataloggning. Vissa avancerade styrenheter kan också interagera med standarddatabaser i system på företagsnivå, såsom Enterprise Resource Planning (ERP) -system.
Loggning av data direkt i en USB -lagringsenhet som är kopplad till styrenheten är en viktig funktion och är ofta ett krav i många applikationer. Styrenheter med dataloggerfunktioner stöder vanligtvis formaterade USB -penn -enheter eller mini SD -kort med upp till 32 GB lagring vardera.
Datavoggning är vanligtvis baserad på händelser eller schemaläggning. Händelser utlöses av tillståndsförändringar, såsom booleska datatillståndsövergångar. Schemalagd dataloggning kommer att ske med jämna mellanrum, t.ex. varje minut, varje timme, varje dag eller varje månad.
Antalet tokens som kan loggas är vanligtvis begränsat, men minst 50 tokenvärden bör konfigureras för varje sändning eller utlöst bit. Systemfel bör också lagras tillsammans med tid och datum felet eller händelsen inträffade. Loggfilnamn ska vara konfigurerbara eller genereras automatiskt baserat på användarinställningar.
Förutom att logga data lokalt kan vissa styrenheter kommunicera med IT -företagssystem. En OPC -server ansluten till styrenheten är ett exempel. Servern får samla in realtidsdata från styrenheter på anläggningsgolvet och hämta, lägga till, ta bort och uppdatera dataposter i en standarddatabas. Detta åstadkommes genom att stödja anslutningar till Microsoft Access -kompatibla databaser, SQL) -strukturerade frågespråk (SQL) eller öppen databasanslutning (ODBC).
Vissa programverktyg på marknaden gör det möjligt för användaren att skapa en anslutning mellan IT -företagssystemet och PLC så att data kan samlas in från PLC och lagras i en databas. Konfigurationsinsatsen för dessa servrar är vanligtvis minimal och användare kan konfigurera dem för att bara samla in de data som behövs för sina processer.
Dessa databasfunktioner tillhandahåller praktiska tillämpningar för spårning av materialrörelse och produktionsmetriker. En styrenhet som utför faktiska produktionsuppgifter kan spåra framsteg på fabriksgolv för att säkerställa optimering av tillverkningstiden. Det kan också spåra materialförbrukning. Denna information kan användas för att justera inventeringen för att säkerställa att material är tillräckligt med utbud vid behov.
Genom att spela in produktionsdata när delar eller produkter tillverkas kan dessa funktioner också användas för att spåra statusen för en produkt från början till slut. Att spara statusen för slutprodukten kan databasens inbyggda datum/tidsstämpelfunktion användas för att uppfylla kvalitetssäkrings- eller revisionskraven.
Kommunikationsfunktioner
En annan viktig funktion att tänka på när du väljer en automatiseringskontroll är kommunikationsfunktioner. Flera Ethernet- och seriekommunikationsportar bör vara tillgängliga för enkel integration med mänskliga maskingränssnitt (HMIS), motoriska enheter och andra enheter.
Dessa höghastighets Ethernet-portar kan också användas för peer-to-peer (P2P) eller affärssystemnätverk. Stöd för Ethernet/IP och MODBUSTCP/IP Ethernet -protokoll är också viktigt.
Samtidigt bör styrenheten tillhandahålla andra kommunikationsportar för USB in/USB Out, mini-USB, mini-SD, fjärrkontroll I/O, RS -232 och RS -485 anslutningar.
Dessa anslutningar möjliggör enkel programmeringstillträde, anslutning till höghastighetsenheter som enheter och integration med operatörens tillsynsgränssnitt (HMI). De stöder också att skicka e-post, skanner/klient och adapter/serveranslutningar och andra kommunikationsfunktioner för fjärråtkomst.
Fjärrövervakningsapplikationer som gör det möjligt för användare att ansluta till styrenheten med en Wi-Fi eller mobilnätlänk. Fjärranvändare kan övervaka den lokala styrenheten genom att konfigurera användartaggar för fjärråtkomst i taggdatabasen.
I hårdvarukonfigurationer relaterade till fjärråtkomst, där fjärrfunktionalitet måste vara aktiverad, bör moderna styrenheter ha inbyggd säkerhet och motsvarande tagg i databasen bör väljas för att möjliggöra fjärråtkomst till den. Dessutom, som är sant för alla enheter som kan nås från Internet, rekommenderas starkt att en brandvägg används för säkerhet. Även om kontrollfunktionen för fjärråtkomst kan och bör konfigureras med lösenordsskydd, är en säker och krypterad virtuell privat nätverk (VPN) ett bättre alternativ på grund av internetsäkerhetsrisker!
En annan skyddsfunktion som är associerad med fjärrkontrolltillgång är konto- och IP -adress separationskonfiguration, som gör det möjligt för en användare att ladda upp, ladda ner eller redigera ett program för en given fjärråtkomstanslutning. Ett konto bör inte tillåta både fjärrövervakning och programmodifiering.
Kontrollern bör stödja fjärrövervakning av applikationer och inkludera nödvändig säkerhet. Auktoriserade användare ska kunna ansluta en smartphone eller surfplatta till styrenheten för fjärrövervakning via en Wi-Fi- eller Cellular-anslutning.
Ytterligare webbserverfunktioner i styrenheten kan möjliggöra fjärrfelsökning av problem via systemtaggar, felloggar och händelsehistorik och låta fjärranvändare inspektera datafiler som är inloggade till styrenhetens hårddisk eller mini-SD-kort.
Höghastighetskontrollfunktioner
En annan viktig referensfunktion för att välja en modern styrenhet är förmågan att kontrollera rörelse och andra höghastighetsapplikationer. Att utföra dessa funktioner kräver höghastighets I/O, såväl som en kraftfull processor och förmågan att prioritera höghastighetsuppgifter.
Medan vissa styrenheter erbjuder samordning mellan flera rörelser, kräver koordinerad rörelse mellan till och med två axlar vanligtvis speciell hårdvara och inbyggd styrfunktioner. Först krävs höghastighetsmoduler och höghastighetsinmatningsmoduler. Höghastighetsutgångsmodulen genererar puls- och riktningskommandon för att beordra servo-enheten för att kontrollera två eller flera servomotorer. Dessa puls- och riktningskommandon kan styra olika applikationer såsom skärning, sömnad och koordinerad XY-axelrörelse.
Registreringsfunktionen kan också användas för rörelsekommandon som genereras av High Speed -utgångsmodulen. Registreringsfunktionen kan använda modulens inbyggda I/O för att utlösa flera interna och externa positionsbaserade händelser. Via ingångar från höghastighetsinmatningsmodulen kan signaler från sensorer utlösa start eller rörelsestopp, fånga kodaråterkopplingsposition eller slå på/av eller pulsutgångar.
Programmerbara trumbrytare (PDS) och programmerbara gränsomkopplare (PLS) ger ytterligare höghastighetsstyrningsfunktioner. PDS, såsom kodare, kan övervaka och kontrollera flera enheter med hastigheter på upp till 1 MHz. Dessa insignaler används för att koordinera och styra utgångar med en hastighet av tiotusentals gånger per sekund. Denna typ av hårdvarukonfiguration ger exakt och exakt rörelsekontroll oberoende av styrningstiden, som kan variera beroende på processorbelastning.
PLS -instruktionen fungerar på samma sätt som en mekanisk rotationskam med begränsningsomkopplare, men den virtuella formen på CAM kan styras i realtid. Eftersom denna funktion vanligtvis fungerar med höghastighetsinmatningar är den helt oberoende av processorbelastning och tillhörande skanningstider, vilket ger korrekt och repeterbar tidpunkt för höghastighetsapplikationer.
När man väljer PLC: er, PAC och andra industriella styrenheter måste användare överväga kontroll och I/O -krav som går utöver grundläggande funktionalitet. För många applikationer måste styrenheter också ha omfattande dataloggning och kommunikationsfunktioner samt kontroll för höghastighetsapplikationer som koordinerad rörelse.