Első tesztfuttatás a Bosch Rexroth ctrlX CORE IPC platformmal

Egy másfajta PLC-élmény

A legtöbb mérnök ugyanúgy közelít meg egy új vezérlőt. Bekapcsolja, beköt néhány bemenetet, létrehoz egy gyors létradiagram-rutinprogramot, majd ellenőrzi a kimeneteket. A Bosch Rexroth ctrlX CORE-ja szinte azonnal megváltoztatja ezt a rutint.

A hagyományos PLC-platformoktól eltérően a ctrlX CORE szoftverközpontú automatizálási környezetet kínál, amely az ipari PC-k rugalmasságát modern, webalapú mérnöki megoldásokkal 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 feldolgozóiparban zajló nagyobb változást tükröz. 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 minden új képességhez külön hardvermodulokat igényeltek. A mozgásvezérléshez dedikált kártyák kellettek. A fejlett hálózatkezeléshez bővítőmodulokra volt szükség. A HMI-vizualizáció külön kezelői termináloktól függött.

A szoftver kiváltja a dedikált hardverrétegeket

A modern IPC-platformok azáltal csökkentik ezeket a hardverfüggőségeket, hogy a funkcionalitást szoftveralkalmazásokba helyezik át. Egy kellő teljesítményű ipari processzor egyidejűleg képes PLC-feladatokat végrehajtani, mozgástengelyeket összehangolni, 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 egyéb fejlett megoldásokkal.

A rugalmasság mérnöki felelősséggel jár

Az IPC-k rugalmassága az automatizálási csapatokkal szemben támasztott szakmai követelményeket is megváltoztatja. A hagyományos PLC-k hibakeresése determinisztikus hardverstruktúrákra és korlátozott működési környezetekre támaszkodott. Az IPC-platformok operációs rendszereket, szoftverfüggőségeket, jogosultságkezelést és alkalmazás-összehangolást vezetnek be.

Ez az összetettség hatalmas 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 egyszerűnek tűnik. Kommunikációs képességei azonban azonnal megkülönböztetik a hagyományos kompakt PLC-ktől.

A platform több RJ45-ös Ethernet-csatlakozót kínál USB-C-kapcsolat mellett. Ennél is fontosabb, hogy ezek a portok további kommunikációs hardver nélkül támogatják a legfontosabb ipari protokollokat, köztük az EtherCAT, az Ethernet/IP és a PROFINET protokollt.

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 alkalmazásokkal adhatnak hozzá új funkciókat. A mozgásvezérlés, a PLC-futási környezetek, az IIoT-szolgáltatások, a vizualizáció és a Node-RED-integráció egyaránt moduláris szoftverösszetevőként működhet.

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

Helyi I/O és EtherCAT-integráció

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

Az EtherCAT különösen vonzó a mozgásintenzív 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 kezelőfelületté

A klasszikus PLC-khez szokott mérnökök számára talán a legszokatlanabb tényező a dedikált kijelző, billentyűzet vagy kezelői felület hiánya.

A ctrlX CORE vezérlővel való interakció elsősorban az integrált webszerverkörnyezetén 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. Az olyan haladó mérnöki feladatokhoz azonban, mint a PLC-programozás és a mozgáskonfiguráció, továbbra is kiegészítő, helyileg telepített mérnöki szoftverre van szükség a programozási munkaállomáson.

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

Gyorsabb hibaelhárításra tervezett diagnosztika

A kezdeti felfedezés során az egyik kiemelkedő funkció a diagnosztikai környezet. A hibaüzenetek közvetlen hiperhivatkozásokat tartalmaznak a kontextushoz kapcsolódó súgóanyagokhoz, ami jelentősen csökkenti a hibaelhárítás idejét.

A távüzemeltetést 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 IT-módszertanokhoz

A Beállítások környezet jól mutatja, milyen szorosan közeledik egymáshoz a modern automatizálás és a vállalati IT gyakorlata. A felhasználókezelés, a jogosultságok, a hálózati konfiguráció, az alkalmazások telepítése és az adatréteg adminisztrációja mind ugyanabban a központosított környezetben érhető el.

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, amely magában foglalja az IPC-ket, az edge-vezérlőket, az IIoT-átjárókat és a moduláris automatizálási szervereket.

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

A ctrlX CORE az iparág elmozdulását tükrözi az alkalmazásvezérelt funkcionalitás, a webalapú mérnöki munka és a szoftveresen definiált automatizálási infrastruktúra felé. A tapasztalt vezérléstechnikai mérnökök számára az átállás egyszerre izgalmas és felforgató.

Gyakorlati szempontból az olyan platformok, mint a ctrlX CORE sikeressége kevésbé önmagában a huzalozási ismereteken, inkább azon múlik majd, hogy a mérnök mennyire képes kezelni a szoftveres ökoszisztémákat, a hálózati architektúrákat és az integrált digitális munkafolyamatokat.

Szerző: Michael Donovan | Ipari rendszerelemző

Michael Donovan 12 éves tapasztalattal rendelkezik az ipari számítástechnika, a mozgásvezérlés és az elosztott automatizálási platformok területén. Hátteréhez olyan rendszerintegrációs projektek tartoznak, amelyekben Bosch Rexroth, Beckhoff Automation, Siemens és Rockwell Automation technológiákat alkalmaztak a gyártási és logisztikai szektorban.