Egy másfajta PLC-élmény

A legtöbb mérnök ugyanúgy közelít meg egy új vezérlőt. Bekapcsolják, bekötnek néhány bemenetet, gyorsan létrehoznak egy létradiagramot, majd ellenőrzik a kimeneteket. A Bosch Rexroth ctrlX CORE-je szinte azonnal megváltoztatja ezt a rutint.

A hagyományos PLC-platformoktól eltérően a ctrlX CORE szoftverközpontú automatizálási környezetet kínál, amely az ipari PC-k rugalmasságát a modern, webalapú mérnöki munkával ötvözi. Az eredmény kevésbé hasonlít egy vezérlő üzembe helyezésére, inkább egy ipari operációs ökoszisztéma konfigurálására.

A ctrlX CORE a PLC-, mozgásvezérlési, hálózati és IIoT-képességeket egy kompakt ipari PC-platformba egyesíti.

Miért változtatják meg az ipari PC-k az automatizálás tervezését?

Az ipari PC-k térnyerése a gyártó- és folyamatiparban zajló szélesebb körű változás része. A mérnökök egyre inkább olyan hardverplatformot szeretnének, amely képes kezelni a vezérlési logikát, a mozgáskoordinációt, a vizualizációt, az analitikát és a kommunikációt.

A hagyományos PLC-architektúrák gyakran külön hardvermodulokat igényeltek minden újabb funkcióhoz. A mozgásvezérléshez dedikált kártyákra volt szükség. A fejlett hálózatkezeléshez bővítőmodulok kellettek. A HMI-vizualizáció külön kezelőtermináloktól függött.

A szoftver felváltja a dedikált hardverrétegeket

A modern IPC-platformok a funkcionalitás szoftveralkalmazásokba helyezésével csökkentik ezeket a hardverfüggőségeket. Egy kellően nagy teljesítményű ipari processzor egyidejűleg képes PLC-feladatokat végrehajtani, mozgástengelyeket koordinálni, vizualizációs szolgáltatásokat futtatni és ipari kommunikációt kezelni.

A ctrlX CORE közvetlenül ezt a filozófiát követi. A Bosch Rexroth a platformot moduláris szoftveralkalmazások köré tervezte, nem pedig rögzített funkciójú hardverkorlátozásokra építette.

A szoftveresen definiált automatizálási infrastruktúrát vizsgáló gyártók gyakran összehasonlítják ezeket az architektúrákat a PLC- és PAC-rendszerplatformokon elérhető más fejlett megoldásokkal.

A rugalmasság mérnöki felelősséggel jár

Az IPC-k rugalmassága az automatizálási csapatokkal szemben támasztott szakmai követelményeket is megváltoztatja. A hagyományos PLC-k hibaelhárítása determinisztikus hardverstruktúrákra és korlátozott operációs környezetekre épült. Az IPC-platformok operációs rendszereket, szoftverfüggőségeket, jogosultságkezelést és alkalmazáskoordinációt vezetnek be.

Ez a komplexitás óriási előnyöket biztosíthat, de csak akkor, ha a mérnöki csapatok rendelkeznek a szoftvervezérelt infrastruktúra hatékony kezeléséhez szükséges tapasztalattal.

A ctrlX CORE architektúrája

Fizikailag a ctrlX CORE kompakt és megtévesztően egyszerű készüléknek tűnik. Kommunikációs képességei azonban azonnal megkülönböztetik a hagyományos kompakt PLC-ktől.

A platform több RJ45-ös Ethernet-interfészt kínál USB-C-csatlakoztathatóság mellett. Ennél is fontosabb, hogy ezek a portok olyan jelentős ipari protokollokat támogatnak, mint az EtherCAT, az Ethernet/IP és a PROFINET, további kommunikációs hardver nélkül.

A beépített ipari Ethernet-támogatás csökkenti a dedikált kommunikációs bővítőmodulok szükségességét.

Alkalmazásalapú automatizálási ökoszisztéma

A ctrlX CORE egyik legérdekesebb mérnöki döntése az alkalmazásalapú felépítés. A Bosch Rexroth a modern okostelefonos ökoszisztémákhoz hasonló megközelítést alkalmazott.

A nagy szoftvercsomagok kézi telepítése helyett a felhasználók dedikált alkalmazásokon keresztül adhatnak hozzá funkcionalitást. A mozgásvezérlés, a PLC-futtatókörnyezetek, az IIoT-szolgáltatások, a vizualizáció és a Node-RED-integráció egyaránt moduláris szoftverkomponensként működhet.

Ez a megközelítés leegyszerűsíti a jövőbeli bővítést, mivel a funkcionalitás hardvercsere helyett szoftvertelepítéssel fejleszthető.

Helyi I/O és EtherCAT-integráció

A vezérlő az EtherCAT-hátlapon keresztül helyi I/O-bővítőmodulokat is támogat. Ez olyan hibrid architektúrát hoz létre, amelyben a központosított IPC-számítástechnika elosztott, terepi szintű csatlakoztathatósággal párosul.

Az EtherCAT különösen vonzó a mozgásigényes alkalmazásokban determinisztikus időzítése és nagy sebességű szinkronizálási teljesítménye miatt. Hasonló elosztott vezérlési stratégiákat széles körben alkalmaznak az ipari kommunikációs és hálózati rendszerekben.

A webszerver válik a fő felületté

A klasszikus PLC-khez szokott mérnökök számára talán az a legszokatlanabb, hogy nincs külön kijelző, billentyűzet vagy kezelőfelület.

A ctrlX CORE vezérlővel való interakció elsősorban az integrált webszerverkörnyezeten keresztül történik. A mérnökök közvetlenül, böngészőből csatlakoznak a vezérlő IP-címének használatával.

A böngészőalapú mérnöki felület csökkenti a dedikált konfigurációs termináloktól való függőséget.

Hibrid mérnöki munkafolyamat

A böngészőkörnyezet diagnosztikát, konfigurációkezelést, alkalmazástelepítést és rendszerfelügyeletet biztosít. A fejlett mérnöki feladatokhoz, például a PLC-programozáshoz és a mozgáskonfigurációhoz azonban továbbra is a programozási munkaállomásra helyileg telepített kiegészítő mérnöki szoftver szükséges.

Ez a hibrid megközelítés egyensúlyt teremt a könnyű hozzáférhetőség és a professzionális mérnöki mélység között.

Gyorsabb hibaelhárítást segítő diagnosztika

A kezdeti felfedezés során az egyik kiemelkedő funkció a diagnosztikai környezet. A hibaüzenetek közvetlen hiperhivatkozásokat tartalmaznak a kontextusba helyezett súgóforrásokhoz, így jelentősen csökkentik a hibaelhárításhoz szükséges időt.

A távoli műveleteket vagy elosztott létesítményeket támogató karbantartó személyzet számára az ilyen integrált dokumentáció csökkentheti az állásidőt, és egyszerűsítheti a hibák behatárolását.

A diagnosztikai felület az üzemeltetési riasztásokat kontextusba helyezett mérnöki útmutatással integrálja.

A konfiguráció közelebb kerül az informatikai módszertanokhoz

A Beállítások környezet megmutatja, milyen szorosan közeledik egymáshoz a modern automatizálás és a vállalati informatikai gyakorlat. A felhasználókezelés, a jogosultságok, a hálózati konfiguráció, az alkalmazások telepítése és az adatréteg adminisztrációja mind ugyanabban a központosított környezetben található.

Ez az összeolvadás az Ipar 4.0 szélesebb körű trendjeit tükrözi, amelyekben az operatív technológia egyre inkább összekapcsolódik a kiberbiztonsággal, a felhőinfrastruktúrával és az elosztott számítástechnikával.

A beállítási környezet központosítja a hálózatkezelést, a jogosultságokat és a szoftvertelepítést.

A ctrlX CORE helye a modern automatizálásban

A ctrlX CORE nem egyszerűen a kompakt PLC-kkel versenyez. Egy jóval szélesebb kategóriát céloz meg, amelybe az IPC-k, az élszámítógépes vezérlők, az IIoT-átjárók és a moduláris automatizálási szerverek is beletartoznak.

Legerősebb alkalmazási területei várhatóan azok a gépek lesznek, amelyek rugalmas mozgásvezérlést, fejlett hálózatkezelést, adatintegrációt és skálázható szoftvertelepítést igényelnek. Különösen jól illeszkedik a csomagolórendszerekhez, a robotcellákhoz, az anyagmozgatáshoz és a moduláris gyártóberendezésekhez.

A következő automatizálási korszakra tervezett platform

Az első tesztelés legfontosabb tanulsága, hogy a Bosch Rexroth nem csupán korszerűsíti a PLC-hardvert. A vállalat átalakítja azt is, ahogyan a mérnökök az ipari automatizálási rendszerekkel kapcsolatba lépnek.

A ctrlX CORE egy olyan iparágat tükröz, amely az alkalmazásalapú funkcionalitás, a webalapú mérnöki megoldások és a szoftveralapú automatizálási infrastruktúra felé halad. A tapasztalt vezérléstechnikai mérnökök számára az átállás egyszerre izgalmas és felforgató.

Gyakorlati szempontból az olyan platformokkal, mint a ctrlX CORE, elért siker kevésbé fog pusztán a vezetékezési készségeken, inkább azon múlni, hogy a mérnök mennyire képes kezelni a szoftveres ökoszisztémákat, a hálózati architektúrákat és az integrált digitális munkafolyamatokat.

Szerző: Michael Donovan | Ipari rendszerek elemzője

Michael Donovan 12 év tapasztalattal rendelkezik az ipari számítástechnika, a mozgásvezérlés és az elosztott automatizálási platformok területén. Hátterébe a Bosch Rexroth, a Beckhoff Automation, a Siemens és a Rockwell Automation technológiáit alkalmazó rendszerintegrációs projektek tartoznak a gyártási és logisztikai ágazatban.