Будущее направление развития программируемых контроллеров ПЛК

В будущем, программируемые контроллеры ПЛК (PLC) продолжит развиваться в области аппаратного обеспечения, программного обеспечения и коммуникаций, чтобы адаптироваться к развитию технологий. Возможные изменения будут включать в себя сочетание некоторых функций ПЛК и программируемых контроллеров автоматизации (PAC), чтобы обеспечить связь снизу до верха завода.

С самого начала, когда ПЛК начали массово заменять реле и таймеры, возникла движущая сила уменьшения размера систем автоматического управления и упрощения поддержки и обслуживания с учетом будущей тенденции развития ПЛК. За последние несколько лет реле были заменены меньшими стоечными конструкциями или меньшими программируемыми логическими контроллерами с удаленными портами ввода-вывода.

С развитием микроэлектронных технологий, таких как сверхбольшие интегральные схемы и сверхбольшие интегральные схемы, программируемые логические контроллеры превратились из начальных единичных компьютеров в современные микрокомпьютеры ПК, состоящие из 16-битных и 32-битных микропроцессоров, реализующих множество функций. Многопроходная обработка процессора. Сегодня технология ПЛК очень зрелая. Он не только расширяет функции управления, снижает энергопотребление и объем, снижает затраты, повышает надежность и делает программирование и обнаружение неисправностей более гибкими и удобными, но также обеспечивает удаленный ввод-вывод и сети связи, передачу данных. позволили ПЛК развиваться в направлении непрерывного управления производственными процессами и стать основой автоматизации промышленного производства.

Поскольку программируемые контроллеры все чаще используются в приложениях, технология программируемых контроллеров и структура их продуктов постоянно совершенствуются, становясь все более мощными и экономически эффективными.

1. Меньше, быстрее, лучше

Поскольку электронная промышленность продолжает развиваться, размеры современных процессоров, печатных плат и компонентов продолжают уменьшаться. Эти технологии постепенно влияют на ПЛК, делая его более стабильным, надежным и устойчивым, а также улучшая его функции, такие как более быстрые процессоры, масштабируемый объем памяти и новые механизмы связи.

В ответ на рыночный спрос многие функции и возможности передаются из ПЛК высокого класса в ПЛК нижнего уровня. Например, мы можем ожидать, что будущие небольшие ПЛК будут иметь больше функций ПЛК высокого класса, в то время как ПЛК среднего и высокого класса также будут предоставлять меньшие и более компактные решения для удовлетворения потребностей клиентов.

В то же время ПЛК также выигрывает от снижения затрат и размера памяти. Эти преимущества значительно увеличивают емкость хранения локализованных данных и позволяют использовать программируемые логические контроллеры в приложениях, которые исторически требовали дорогостоящих систем сбора данных. Это также позволяет реализовать другие функции, такие как встроенное хранение информации о продукте, что ускоряет устранение неполадок.

Современные ПЛК также значительно выигрывают от технологии USB, которая делает создание сетей, программирование и мониторинг систем управления проще, чем когда-либо. Поскольку технология USB продолжает развиваться и становятся доступными разъемы mini USB меньшего размера, вы можете ожидать увидеть эту опцию связи на большем количестве небольших ПЛК.

Другой пример — энергонезависимые портативные запоминающие устройства, которые быстро проникли на промышленный рынок из быстро меняющегося мира бытовой электроники. Они приносят огромные преимущества пользователям ПЛК, предоставляя много дополнительного места для хранения данных в небольшом корпусе. В число возможных вариантов входят USB-устройство, SD-карта, мини-SD-карта, микро-SD-карта и т. д., что добавляет до 32 ГБ дополнительного места для хранения данных для конечных пользователей, производителей оборудования и системных интеграторов.

2. Интеграция программируемого контроллера и полихлорида алюминия.

Многие производители промышленных контроллеров до сих пор рассказывают о сходствах и различиях между PAC и ПЛК, но когда будущие инженеры по автоматизации думают о своих системах, их, возможно, не волнует, каковы названия, и они просто сосредотачиваются на производительности и реальной функциональности. Точно так же, как определения и характеристики этих двух устройств продолжают развиваться, ПЛК и PAC будут эволюционировать друг в друга.

В результате этой эволюции появится множество возможностей как на рынках бюджетного, так и высококлассного сегмента. По мере развития аппаратных технологий расширенные функции найдут применение в процессорах более низкого уровня. Это, в свою очередь, подтолкнет поставщиков к интеграции большего количества функций и опций в продукты высокого класса.

Высокоскоростные процессоры и увеличенное пространство для хранения облегчат применение расширенных функций, таких как управление движением, интеграция систем технического зрения и совместная поддержка различных протоколов связи. Конечно, чтобы привлечь больше пользователей, ПЛК сохранит свои простые функции.

В процессе интеграции PAC и ПЛК мы видим постоянное улучшение и прогресс этих двух продуктов. PAC позволяет пользователям расширяться в традиционной области промышленной автоматизации и поощряет поставщиков разрабатывать новые продукты, отвечающие потребностям клиентов.

Эти требования бросают вызов разработчикам продуктов: они заставляют их искать новые направления, например, поддержку существующих компонентов для создания новых систем, отвечающих суровым промышленным условиям. Будущие задачи будут включать обеспечение возможности подключения, расширение емкости хранилища и увеличение вычислительной мощности контроллера для обработки все более сложных приложений при сохранении или даже снижении стоимости конечного продукта.

3. Лестничный язык: никогда не говори «прощай»

Пятьдесят лет назад аппаратная релейная логика была заменена лестничным языком, что принесло удобство техническим специалистам и инженерам, знакомым с релейной логикой, но также имело свои ограничения, особенно в приложениях управления процессами и обработки данных.

IEC61131-3 предоставляет еще один язык программирования для промышленных контроллеров, но лестничный язык по-прежнему имеет свои преимущества и всегда показывал свое уникальное очарование. Хотя управление процессами имеет непрерывные функциональные диаграммы, структурированный текст также хорош для обработки данных, и другие языки IEC также имеют свои преимущества. Но лестничный язык по-прежнему будет лидером среди языков программирования ПЛК.

Поставщики и их клиенты приобретают ПЛК со встроенным программированием на языке релейной логики и используют эти ПЛК для управления широким спектром инфраструктурного оборудования. Существует также большое количество инженеров, техников, инженеров-электриков и рабочих по техническому обслуживанию, которые предпочитают простую технологию программирования на лестничном языке. Независимо от того, как будет развиваться аппаратное обеспечение, этот язык еще долгое время будет оставаться отраслевым стандартом для ПЛК.

Хотя язык релейной логики может служить строительным блоком для простого управления машиной, методы программирования функциональных блоков могут сократить количество кода, особенно когда код ПЛК необходимо интегрировать в унифицированную среду программирования.

4. Единая среда программирования

Объединение программируемых контроллеров, управления движением и программирования человеко-машинного интерфейса в единую среду является тенденцией следующих нескольких лет. Следующей тенденцией может стать интеграция программируемых контроллеров и человеко-машинных интерфейсов в одной стойке, независимо от того, включен ли дисплей в сборку или в качестве внешней опции. Будь то один и тот же процессор или модуль HMI, интегрированный в стойку ввода-вывода ПЛК, современные технологии могут поддерживать обе конфигурации.

Уникальная среда программирования идеальна для большинства пользователей, если она не слишком сложна. Преимущества объединения этих модулей включают сокращение циклов обучения и времени разработки. Однако если эта среда программирования спроектирована недостаточно хорошо, она может стать громоздкой и сложной в использовании.

Важным шагом в создании единой среды программирования является обеспечение того, чтобы устройства могли использовать одну и ту же базу данных тэгов. Этикетки являются важным связующим звеном между программами и процессами. Создание базы данных — трудоемкий проект, и сокращение количества повторяющихся задач сократит общее время исследований и разработок и уменьшит вероятность ошибок.

5. Добро пожаловать в эпоху беспроводной связи

За последние несколько десятилетий, особенно в начале 1990-х годов, появилось большое количество различных сетей и протоколов связи для промышленного применения. Со временем эти различные варианты выбора стали все более доступны небольшому числу лидеров. Как и в случае с потребительскими ПК и их периферийными устройствами, эта тенденция сохранится, и в будущем основное внимание будет уделяться самонастраивающимся решениям plug-and-play.

Фактически, нет необходимости обращать внимание на то, могут ли эти коммуникационные технологии обеспечить производительность в реальном времени, поскольку исходная скорость многих промышленных сетей управления, таких как Ethernet, намного выше, чем потребности большинства приложений.

Что касается универсального интерфейса между локальным хранилищем и другими устройствами, то хотя USB и доступен, он имеет свои ограничения. USB — это технология plug-and-play, но интеграция аппаратного и программного обеспечения с USB требует дополнительных инвестиций со стороны поставщиков устройств. Из-за этого поставщики промышленного оборудования, такого как считыватели штрих-кодов и электронные весы, меняются медленно и в краткосрочной перспективе по-прежнему будут использовать интерфейс RS232.

В настоящее время интерфейс связи высокопроизводительных ПЛК может адаптироваться к различным протоколам. Ожидается, что эта ситуация улучшится в будущем, поскольку требования пользователей станут стандартизированными, возможно, в форме только Ethernet и беспроводной связи или с возможным вариантом промышленного Bluetooth.

Это эра беспроводной связи. Однако, прежде чем мы увидим огромную конвергенцию коммерческих и промышленных протоколов беспроводной связи, промышленные приложения действительно потребуют беспроводных технологий, которые устойчивы на больших расстояниях и обеспечивают целостность данных.

Мы также наблюдаем прогресс в этой области: от новейших протоколов Wi-Fi (802.11n) и ZigBee (802.15.4) к двухточечному соединению, ячеистой связи и развитию Bluetooth и связи ближнего радиуса действия. еще не стали решением для критически важных заводских цехов. В будущем беспроводная технология будет более широко использоваться в RTU, подходящих для беспроводных приложений или некоторых некритических приложений мониторинга (которые не требуют управления в реальном времени).

6. Полностью интегрированная фабрика

Самым ярким изменением в ПЛК в будущем должна стать интеграция систем планирования ресурсов предприятия (ERP) или других передовых систем с заводским уровнем. Раньше основной задачей интеграции было извлечение машинных и обрабатывающих данных и их загрузка в эти системы высокого уровня. В будущем новые технологии, такие как перехватчики и функции, упростят эту интеграцию.

Ввиду этого производителям контроллеров необходимо больше учитывать потребности пользователей при разработке решений ПЛК. Это решение используется не только для управления, но также обеспечивает бесперебойную работу и предоставляет данные пользователям, которые в них нуждаются. Это может включать предоставление доступа к данным, предоставленным через браузер или мобильное приложение, или включение инструментов для доступа к базам данных.

Улучшенные средства связи, увеличенная скорость обработки и большая емкость хранилища дают ПЛК возможность управлять генерируемыми ими данными. Это естественная тенденция развития PLC.

Хотя форма, назначение и характеристики значительно изменятся, термин «программируемый контроллер» останется названием многих контроллеров промышленной автоматизации в будущем. Масштабы ПЛК будут продолжать сокращаться, а развитие аппаратного обеспечения также принесет в ПЛК новые возможности и функции. Улучшение программного обеспечения и коммуникационных возможностей даст давнему имени PLC новое позиционирование – платформу промышленной автоматизации.