Die Controller-Spezifikation ist die wichtigste Phase des Entwicklungsprozesses für jede industrielle Automatisierungsanwendung. In der Vergangenheit waren bestimmte Steuerungen die De-facto-Wahl für ein bestimmtes Maschinendesign, sei es eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) oder eine programmierbare Automatisierungssteuerung (PAC), je nach Bereich und Anwendung.
Diese Geräte haben im Laufe der Jahre eine angemessene Leistung erbracht und eine „Wenn es nicht kaputt ist, repariere es nicht“ -Mentalität gefördert. Da sich die Fortschritte in der Automatisierungstechnik jedoch weiter beschleunigen, bietet die PC-basierte Steuerung einzigartige Möglichkeiten für ein breites Spektrum von Anwendungsbereichen und wird unabhängig von der Anwendung zur Steuerung der Wahl.
Vorteile des PC-basierten Steuerungssystems
Der größte Vorteil der Wahl eines PC-basierten Steuerungssystems liegt in der überlegenen Skalierbarkeit von Hardware und Software. Dies bietet Ingenieuren einen klaren und effizienten Migrationspfad, da sich Maschinen- und Anlagenkonstruktionen im Laufe der Zeit ändern. Beispielsweise bieten einige Hersteller eine Reihe von Controller-Optionen an, von einem Einstiegs- bis zu einem erweiterten RISC-Prozessor (Reduced Instruction Set Computer) oder ARM-Prozessor (Reduced Instruction Set Computer) über eine Reihe von Multicore-Controllern in mehreren Hardwareformaten bis hin zu einem Industrieserver ausgestattet mit einem 36-Core-Prozessor, der eine Steuerung mit vielen Kernen ermöglicht.
Diese alle laufen PC-basierte Steuerungssoftware für eine Reihe von Funktionen, einschließlich SPS, Motion Control, Sicherheit, Mensch-Maschine—Schnittstelle (HMI), Messung, Condition Monitoring und andere-in der Regel alle auf einem Gerät im Fall von Multi-Core-Controller. Darüber hinaus können alle außer dem Multi-Core-Leistungsende der Produktpalette in mehreren Formen spezifiziert werden, sei es DIN-Schienenmontage, Schrankmontage oder Integration mit einem HMI-Bildschirm, unter anderem.
Die HMI-Integration in ein All-in-One-Gerät unterscheidet sich bei PC-basierten Steuerungsmöglichkeiten von einer SPS oder PAC, da es nur wenige Geräte gibt, die einen Bildschirm zur Visualisierung integrieren. Solid-State-Speicheroptionen in Form von CFast-Karten (auch CompactFast genannt) und Solid-State-Disks (SSDs) sind ebenfalls Standard, reduzieren die Anzahl der beweglichen Teile und gewährleisten eine hohe Zuverlässigkeit für kritische Anwendungen. Wenn ein Betrieb wächst und die Prozessanforderungen steigen, können PC-basierte Controller problemlos gegen ein leistungsfähigeres Modell ausgetauscht werden, das dieselbe Softwareplattform verwendet. Dieser Austausch beinhaltet typischerweise einen einfachen Austausch einer Compact-Flash-Karte von der alten Einheit mit der neuen Steuerung und einen Neustart des Systems. Es ist wenig oder gar keine Programmierung erforderlich (es sei denn, es werden neue Funktionen hinzugefügt), ein Vorteil eines softwarebasierten Automatisierungssystems.
Die Verwendung von Automatisierungssoftware zur Bewältigung der steuerungsspezifischen Aufgaben und deren Ausführung auf PC-basierter Mehrzweckhardware hat sich für Unternehmen, die eine robuste, flexible und benutzerfreundliche Entwicklungsumgebung und Steuerungsplattform suchen, zu einem Wendepunkt entwickelt. So bieten Hersteller Steuerungssoftware an, die auf die PC-basierte Hardware mit unterschiedlichen Leistungsstufen abgestimmt ist, um den individuellen Anforderungen jeder Anwendung gerecht zu werden, unabhängig davon, ob spezielle Funktionen in der CNC-Bewegungs- und Roboterkinematik (Computer Numerical Control) oder für SPS-Funktionen erforderlich sind.
Darüber hinaus ist die Automatisierungstechnik-Umgebung in Microsoft Visual Studio integriert, wodurch die Software der überwiegenden Mehrheit der Programmierer sehr vertraut ist und Programmierarbeiten von Ingenieuren aus verschiedenen Disziplinen wie traditionellen SPS-Programmierern, Informatikprogrammierern und IT-Spezialisten gemeinsam genutzt werden können. Die Wiederverwendung von Codes ist ein Muss und muss von Steuerungstechnikern bei der Auswahl einer neuen Steuerungsplattform berücksichtigt werden. Funktionsbausteine in IEC-61131-3-Programmiersprachen oder anderen objektorientierten Programmiersprachen stehen häufig in anwendungsspezifischen Bibliotheken zur Verfügung. Die Wiederverwendung von Code ermöglicht eine viel kürzere Markteinführungszeit und flexiblere Maschinendesigns für Originalgerätehersteller (OEMs), Systemintegratoren und Endbenutzer.
PC-basierte Steuerungsplattformen für die IIoT-Implementierung
Innovative Ingenieure und Führungskräfte von Unternehmen stellen schnell fest, dass die Implementierung von Industrial Internet of Things (IIoT) und Industrie 4.0 concepts ist ein logischer nächster Schritt zur Etablierung vernetzter Unternehmen und eine notwendige Überlegung für zukünftige Updates und Entwicklungen. Mit einer SPS oder einer anderen geschlossenen Hardware wird das Hinzufügen von IoT-Kommunikation schwieriger und erfordert in der Regel das Hinzufügen von Hardware und Software von Drittanbietern von IT-Unternehmen, damit alles funktioniert.
Mit PC-based Control war diese Art der Konnektivität möglich, bevor die meisten großen Schlagworte der heutigen Zeit geprägt wurden. Noch wichtiger ist, dass die Konnektivität mit wenig oder keiner zusätzlichen Hardware erreicht werden kann, da Internet- und Ethernet-Konnektivität seit Jahrzehnten in PC-basierte Steuerungsplattformen integriert ist. Selbst wenn ein Betrieb noch nicht bereit ist, den Sprung in die Gewässer von IIoT und Industrie 4.0 zu wagen, bietet PC-based Control die logischste Steuerungsplattform mit einem ungehinderten Migrationspfad, um heute oder zu jeder Zeit in Zukunft ein höheres Maß an Konnektivität hinzuzufügen.
Die ohnehin schon hohen Anforderungen an Steuerungssysteme werden steigen. Da Anlagenbauer und Maschinenbauer von den Anbietern von Steuerungen verlangen, dass sie mehr Funktionalität und Konnektivität zu einem vergleichbaren Preis anbieten, stellen flexible und skalierbare PC-basierte Steuerungssysteme die kostengünstigste und robusteste Option dar.
Eric Reiner ist Marktspezialist für Industrie-PCS bei Beckhoff Automation. Herausgegeben von Emily Guenther, Associate Content Manager, CFE Media, Steuerungstechnik, [email protected] .
WEITERE HINWEISE
Schlüsselbegriffe
- Die Vorteile einer PC-basierten Steuerung.
- PC-basierte Steuerungssysteme für IIoT und Industrie 4.0.
- Wie PC-basierte Steuerungssysteme für jede Anwendung passen.
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