Първо тестово изпълнение с IPC платформата Bosch Rexroth ctrlX CORE

Различен вид PLC изживяване

Повечето инженери подхождат към нов контролер по един и същи начин. Включват го, свързват няколко входа, създават бърза стълбовидна програма и проверяват изходите. ctrlX CORE на Bosch Rexroth променя този подход почти незабавно.

Вместо да се държи като традиционна PLC платформа, ctrlX CORE въвежда софтуерно ориентирана среда за автоматизация, която съчетава гъвкавостта на индустриалния компютър със съвременно уеб-базирано инженерно проектиране. Резултатът прилича по-малко на пускане в експлоатация на контролер и повече на конфигуриране на индустриална операционна екосистема.

ctrlX CORE съчетава PLC, управление на движението, мрежови и IIoT възможности в компактна платформа на индустриален компютър.

Защо индустриалните компютри променят проектирането на системи за автоматизация

Навлизането на индустриалните компютри отразява по-широка промяна, която се случва в производствената индустрия и индустрията на преработвателните процеси. Инженерите все повече искат една хардуерна платформа, способна да обработва логика за управление, координация на движението, визуализация, анализи и комуникация.

Традиционните PLC архитектури често изискваха отделни хардуерни модули за всяка допълнителна възможност. Управлението на движението изискваше специализирани карти. Усъвършенстваната мрежова свързаност изискваше разширителни модули. HMI визуализацията зависеше от отделни операторски терминали.

Софтуерът заменя специализираните хардуерни слоеве

Съвременните IPC платформи намаляват тези хардуерни зависимости, като преместват функционалността в софтуерни приложения. Достатъчно мощен индустриален процесор може едновременно да изпълнява PLC задачи, да координира оси за движение, да стартира услуги за визуализация и да управлява индустриалната комуникация.

ctrlX CORE възприема тази философия директно. Bosch Rexroth проектира платформата около модулни софтуерни приложения, а не около ограниченията на хардуера с фиксирани функции.

Производителите, които проучват софтуерно дефинирана инфраструктура за автоматизация, често сравняват тези архитектури с други усъвършенствани решения, налични в платформите за PLC и PAC системи.

Гъвкавостта върви с инженерна отговорност

Гъвкавостта на IPC контролерите променя и изискванията към уменията на екипите по автоматизация. Традиционното отстраняване на неизправности при PLC системите разчиташе на детерминистични хардуерни структури и ограничени операционни среди. IPC платформите въвеждат операционни системи, софтуерни зависимости, управление на разрешенията и оркестрация на приложенията.

Тази сложност може да донесе огромни предимства, но само когато инженерните екипи разполагат с опита да управляват ефективно инфраструктура, задвижвана от софтуер.

В архитектурата на ctrlX CORE

Физически ctrlX CORE изглежда компактен и измамно прост. И все пак комуникационните му възможности веднага го отличават от конвенционалните компактни PLC контролери.

Платформата включва множество RJ45 Ethernet интерфейси, както и USB-C свързаност. По-важното е, че тези портове поддържат основни промишлени протоколи, включително EtherCAT, Ethernet/IP и PROFINET, без да е необходим допълнителен комуникационен хардуер.

Вградената поддръжка на индустриален Ethernet намалява необходимостта от специализирани модули за разширение на комуникацията.

Екосистема за автоматизация, базирана на приложения

Едно от най-интересните инженерни решения зад ctrlX CORE е структурата му, базирана на приложения. Bosch Rexroth възприе подход, подобен на съвременните екосистеми за смартфони.

Вместо ръчно да инсталират големи софтуерни пакети, потребителите добавят функционалност чрез специализирани приложения. Управлението на движенията, средите за изпълнение на PLC, IIoT услугите, визуализацията и интеграцията с Node-RED могат да работят като модулни софтуерни компоненти.

Този подход опростява бъдещото разширяване, тъй като функционалността се развива чрез внедряване на софтуер, вместо чрез подмяна на хардуер.

Локални входове/изходи и интеграция на EtherCAT

Контролерът поддържа и локални модули за разширение на входовете и изходите чрез задна шина EtherCAT. Така се създава хибридна архитектура, при която централизираното изчисление чрез IPC се комбинира с разпределена свързаност на полево ниво.

EtherCAT остава особено привлекателен при приложения с интензивно използване на задвижвания, благодарение на детерминираното си времедиаграмиране и високоскоростната си синхронизация. Подобни стратегии за разпределено управление са широко внедрени в системите за промишлена комуникация и мрежова свързаност.

Уебсървърът се превръща в основен интерфейс

Може би най-необичайната особеност за инженерите, свикнали с класически PLC, е липсата на специализиран дисплей, клавиатура или операторски интерфейс.

Взаимодействието с ctrlX CORE се осъществява предимно чрез интегрираната му уебсървърна среда. Инженерите се свързват директно чрез браузър, като използват IP адреса на контролера.

Базираната на браузър инженерна среда намалява зависимостта от специализирани терминали за конфигуриране.

Хибриден инженерeн работен процес

Браузърната среда осигурява диагностика, управление на конфигурацията, внедряване на приложения и системен мониторинг. Усъвършенстваните инженерни задачи обаче, като програмиране на PLC и конфигуриране на движенията, все още изискват допълнителен инженерен софтуер, инсталиран локално на работната станция за програмиране.

Този хибриден подход постига баланс между лесен достъп и професионална инженерна задълбоченост.

Диагностика, разработена за по-бързо отстраняване на неизправности

Една от отличителните характеристики при първоначалното проучване е диагностичната среда. Съобщенията за грешки включват директни хипервръзки към контекстни ресурси за помощ, което значително съкращава времето за отстраняване на неизправности.

За персонала по поддръжката, който обслужва отдалечени операции или разпределени обекти, този тип интегрирана документация може да намали престоя и да улесни изолирането на неизправности.

Диагностичният интерфейс интегрира оперативните предупреждения с контекстни инженерни указания.

Конфигурирането се доближава до методологиите на IT

Средата Settings показва колко тясно съвременната автоматизация се сближава с практиките на корпоративните IT системи. Управлението на потребители, правата за достъп, мрежовата конфигурация, внедряването на приложения и администрирането на слоя за данни се намират в една и съща централизирана среда.

Това сближаване отразява по-широките тенденции на Индустрия 4.0, при които оперативните технологии все по-често се пресичат с киберсигурността, облачната инфраструктура и разпределените изчисления.

Средата за настройки централизира управлението на мрежата, правата за достъп и внедряването на софтуер.

Къде се вписва ctrlX CORE в съвременната автоматизация

ctrlX CORE не се конкурира просто с компактните PLC контролери. Тя е насочена към много по-широка категория, включваща IPC системи, edge контролери, IIoT шлюзове и модулни сървъри за автоматизация.

Най-силните ѝ приложения вероятно ще се проявят при машини, изискващи гъвкаво управление на движенията, усъвършенствана мрежова свързаност, интеграция на данни и мащабируемо внедряване на софтуер. Системите за пакетиране, роботизираните клетки, обработката на материали и модулното производствено оборудване са особено подходящи.

Платформа, създадена за следващата ера на автоматизацията

Най-важният извод от този първи тест е, че Bosch Rexroth не просто модернизира PLC хардуера. Компанията променя начина, по който инженерите взаимодействат със системите за индустриална автоматизация.

ctrlX CORE отразява тенденцията в индустрията към функционалност, управлявана от приложения, уеб-базирано инженерство и софтуерно дефинирана инфраструктура за автоматизация. За опитните инженери по управление преходът е едновременно вълнуващ и disruptive.

На практика успехът с платформи като ctrlX CORE ще зависи по-малко само от уменията за окабеляване и повече от способността на инженера да управлява софтуерни екосистеми, мрежови архитектури и интегрирани цифрови работни процеси.

Автор: Майкъл Донован | Анализатор на индустриални системи

Майкъл Донован има 12 години опит в отразяването на индустриалните изчислителни системи, управлението на движенията и разпределените платформи за автоматизация. Опитът му включва проекти за системна интеграция, използващи технологии на Bosch Rexroth, Beckhoff Automation, Siemens и Rockwell Automation в производствения и логистичния сектор.