Қазіргі заманғы автоматтандырудағы виртуалды басқару жүйелері мен vPLC

Бақылау жүйелері шкафтан есептеу қабатына көшуде

Өнеркәсіптік бақылау біртіндеп арнайы шкафтық жабдықтан бағдарламалық қамтамасыз етумен анықталатын орындауға көшуде. Виртуалды PLC-лер, көбінесе vPLC деп аталады, дәстүрлі бақылау шкафтарының орнына өнеркәсіптік серверлерде жұмыс істейді.

Бұл өзгеріс автоматтандыру логикасын алмастырмайды. Ол оны қайта орналастырады. Бақылау қозғалтқышы IT инфрақұрылымына жақындайды, ал алаңдағы құрылғылар өзгеріссіз қалады.

1-сурет. Автомобиль өндіріс желілері бағдарламалық қамтамасыз етумен анықталатын бақылау орындау модельдерін кеңінен сынап жатыр.

Виртуалды PLC-ді өзгешелендіретін нәрсе неде

Дәстүрлі PLC аппараттық құрал мен орындау логикасын бір берік құрылғыда біріктіреді. vPLC бұл қабаттарды бөледі. Орындау стандартталған есептеу инфрақұрылымында іске асады.

Бұл бөліну орналастыру икемділігін қамтамасыз етеді. Инженерлер бақылау нұсқаларын серверлер арасында қайта жасау, көшіру немесе масштабтау мүмкіндігіне ие болады, бүкіл бақылау жүйесін қайта жобалаусыз.

2-сурет. Дәстүрлі PLC жүйелері әлі де анықталған алаң деңгейіндегі бақылау орталарында үстемдік етеді.

Кейбір орналастыруларда Siemens автоматтандыру платформалары сияқты экожүйелер виртуалдандырылған орындау қабаттарымен кеңейтіліп, шекаралық бақылау мен IT деңгейіндегі оркестрацияны біріктіретін гибридтік архитектураларды қолдайды.

Архитектура қай жерде бұзылады және қай жерде масштабталады

Виртуалды PLC-лер есептеу ресурстары кеңейген сайын тиімді масштабталады. Жад пен өңдеу қуаты аппараттық ауыстыру циклдарына қарағанда стандартты сервер жаңартулары арқылы арта алады.

Бұл модель модульдік автоматтандыруды қолдайды. Инженерлер жаңа өндіріс желілері үшін қосымша бақылау нұсқаларын I/O құрылымдарын қайта жобаламай іске қоса алады.

3-сурет. Бақылау бағдарламалық қамтамасыз етумен анықталатын ортаға көшкенде де таралған I/O негізінен өзгеріссіз қалады.

Зауыттағы орналастырулар және нақты шектеулер

Өнеркәсіптік Ethernet протоколдары, мысалы PROFINET және EtherNet/IP, әлі де алаң құрылғыларын қосады. Негізгі архитектуралық өзгеріс бақылау орындау қабатында жоғары жағында болады.

Бұл IT мен OT интеграциясының қиындықтарын тудырады. Желіні сегменттеу, VLAN жобалау және киберқауіпсіздік аймақтарын бөлу тұрақты жұмыс үшін маңызды болады.

4-сурет. Өнеркәсіптік серверлер қазір бақылау логикасы мен IIoT қызметтерін қоса алғанда бірнеше автоматтандыру жүктемелерін орналастырады.

Үлкен көлемде қайталанушылық маңызды болады. RAID сақтау, VM ауысуы және кластерлік серверлер ірі өндіріс орталарында тоқтап қалу тәуекелін азайтады.

Неліктен бұл өзгеріс қазір жеделдеді

Қазіргі зауыттар аналитика, OEE бақылау және деректер жинау үшін өнеркәсіптік ПК-ларға сенеді. vPLC-лер бұл есептеу қабатын нақты уақыттағы бақылауға кеңейтеді.

Бұл конвергенция IIoT архитектураларын қолдайды. Деректер бақылау логикасынан бұлттық аналитикаға протокол аударма кедергілерісіз оңай ағады.

Шекаралық есептеуді қабылдау да осы үрдісті жылдамдатады. Өндірушілер алаң деңгейінде анықталған мінез-құлықты құрбан етпей жылдам түсініктер алғысы келеді.

Алаң инженері көзімен көшу

Виртуалды PLC-лер маңызды қауіпсіздік циклдарындағы берік контроллерлерді алмастырмайды. Олар бақылау иерархиясын кеңейтеді және маңызды емес автоматтандыру жүктемелерін өзіне алады.

Ең үлкен құндылық гибридтік жүйелерде көрінеді. Жоғары жылдамдықты анықталған тапсырмалар арнайы PLC аппаратында қалады, ал оркестрация мен деректер логикасы виртуалды ортаға ауысады.

Практикада бұл екі ми архитектурасын жасайды. Бір жағы анықталған бақылауды қамтамасыз етеді. Екінші жағы масштабталу мен аналитика интеграциясын қолдайды.

Өнеркәсіп толық алмастырудан гөрі осы тепе-теңдікке қарай жылжуда.

Майкл Грант, Өнеркәсіптік жүйелер репортері, Siemens және Schneider Electric автоматтандыру интеграция жобаларында 14 жыл тәжірибе