Müasir avtomatlaşdırmada virtual idarəetmə sistemləri və vPLC

İdarəetmə sistemləri şkafdan hesablama səviyyəsinə keçir

Sənaye idarəetməsi tədricən xüsusi rəf avadanlıqlarından uzaqlaşaraq proqramla müəyyənləşdirilən icraya keçir. Çox vaxt vPLC adlandırılan virtual PLC-lər artıq ənənəvi idarəetmə şkaflarının əvəzinə sənaye serverlərində işləyir.

Bu dəyişiklik avtomatlaşdırma məntiqini əvəz etmir. Sadəcə onun yerini dəyişir. İdarəetmə mühərriki İT infrastrukturuna yaxınlaşır, sahə cihazları isə istehsalat sahəsində dəyişməz qalır.

Şəkil 1. Avtomobil istehsal xətləri proqramla müəyyənləşdirilən idarəetmə icra modellərini getdikcə daha çox sınaqdan keçirir.

Virtual PLC-ni əslində fərqləndirən nədir

Ənənəvi PLC avadanlığı və icra məntiqini möhkəm korpuslu bir cihazda birləşdirir. vPLC isə bu səviyyələri ayırır. İcra mühiti standartlaşdırılmış hesablama infrastrukturu üzərində işləyir.

Bu ayrılıq yerləşdirmə çevikliyi yaradır. Mühəndislər bütün idarəetmə sistemini yenidən layihələndirmədən idarəetmə instansiyalarını serverlər arasında klonlaya, köçürə və ya miqyaslandıra bilərlər.

Şəkil 2. Ənənəvi PLC sistemləri hələ də deterministik sahə səviyyəli idarəetmə mühitlərində üstünlük təşkil edir.

Bəzi tətbiqlərdə Siemens avtomatlaşdırma platformaları kənar idarəetməni və İT səviyyəli orkestrasiya proseslərini birləşdirən hibrid arxitekturaları dəstəkləmək üçün virtuallaşdırılmış icra səviyyələri ilə genişləndirilir.

Arxitekturanın harada çətinləşdiyi və harada miqyaslandığı

Hesablama resursları genişləndikdə virtual PLC-lər səmərəli şəkildə miqyaslanır. Yaddaş və emal gücü avadanlığın dəyişdirilməsi dövrləri əvəzinə standart server təkmilləşdirmələri ilə artırıla bilər.

Bu model modullu avtomatlaşdırmanı dəstəkləyir. Mühəndislər giriş-çıxış strukturlarını yenidən layihələndirmədən yeni istehsal xətləri üçün əlavə idarəetmə instansiyaları işə sala bilərlər.

Şəkil 3. İdarəetmə proqramla müəyyənləşdirilən mühitlərə keçdikdə belə, paylanmış giriş-çıxış əsasən dəyişməz qalır.

Zavod tətbiqləri və real məhdudiyyətlər

PROFINET və EtherNet/IP kimi sənaye Ethernet protokolları hələ də sahə cihazlarını birləşdirir. Əsas arxitektura dəyişikliyi idarəetmənin icra səviyyəsində, yuxarı qatlarda baş verir.

Bu, İT və OT inteqrasiyası ilə bağlı çətinliklər yaradır. Şəbəkə seqmentasiyası, VLAN dizaynı və kibertəhlükəsizlik zonalaşdırması sabit iş üçün kritik əhəmiyyət daşıyır.

Şəkil 4. Sənaye serverləri artıq idarəetmə məntiqi və IIoT xidmətləri də daxil olmaqla bir neçə avtomatlaşdırma iş yükünü yerləşdirir.

Miqyas böyüdükcə ehtiyatlılıq vacib olur. RAID yaddaşı, VM keçid mexanizmi və klasterləşdirilmiş serverlər iri istehsal mühitlərində dayanma riskini azaldır.

Bu dəyişiklik niyə indi sürətlənir

Müasir fabriklər artıq analitika, OEE izlənməsi və məlumat toplama üçün sənaye kompüterlərinə güvənir. vPLC-lər bu hesablama qatını real vaxt rejimli idarəetməyə qədər genişləndirir.

Bu yaxınlaşma IIoT arxitekturalarını dəstəkləyir. Protokol çevirməsi ilə bağlı maneələr olmadan məlumat idarəetmə məntiqindən bulud analitikasına daha asan ötürülür.

Kənar hesablama texnologiyasının tətbiqi də bu tendensiyanı gücləndirir. İstehsalçılar sahə səviyyəsində deterministik davranışı itirmədən daha sürətli nəticələr əldə etmək istəyirlər.

Keçidə sahə mühəndisinin baxışı

Virtual PLC-lər kritik təhlükəsizlik dövrlərində möhkəm kontrollerləri əvəz etməyəcək. Onlar idarəetmə iyerarxiyasını genişləndirəcək və kritik olmayan avtomatlaşdırma iş yüklərini öz üzərinə götürəcək.

Ən böyük dəyər hibrid sistemlərdə üzə çıxır. Yüksək sürətli deterministik tapşırıqlar xüsusi PLC avadanlığında qalır, orkestrasiya və məlumat məntiqi isə virtual mühitlərə keçir.

Təcrübədə bu, ikiyə bölünmüş arxitektura yaradır. Bir tərəf deterministik idarəetməyə zəmanət verir. Digər tərəf isə miqyaslana bilməni və analitika inteqrasiyasını təmin edir.

Sənaye tam əvəzlənmədən daha çox bu tarazlığa doğru irəliləyir.

Michael Grant, Sənaye sistemləri üzrə müxbir, Siemens və Schneider Electric avtomatlaşdırma inteqrasiyası layihələrində 14 illik təcrübə