Pierwsze uruchomienie testowe platformy IPC Bosch Rexroth ctrlX CORE

Inny rodzaj doświadczenia ze sterownikiem PLC

Większość inżynierów podchodzi do nowego sterownika w ten sam sposób. Włączają go, podłączają kilka wejść, tworzą szybką procedurę drabinkową i sprawdzają wyjścia. ctrlX CORE firmy Bosch Rexroth niemal natychmiast zmienia ten schemat.

Zamiast działać jak tradycyjna platforma PLC, ctrlX CORE wprowadza skoncentrowane na oprogramowaniu środowisko automatyki, które łączy elastyczność komputera przemysłowego z nowoczesnym projektowaniem opartym na technologiach internetowych. Efekt przypomina mniej uruchamianie sterownika, a bardziej konfigurowanie przemysłowego ekosystemu operacyjnego.

ctrlX CORE łączy funkcje PLC, sterowania ruchem, komunikacji sieciowej i IIoT w kompaktowej platformie komputera przemysłowego.

Dlaczego komputery przemysłowe zmieniają projektowanie automatyki

Rozwój komputerów przemysłowych odzwierciedla szerszą zmianę zachodzącą w przemyśle wytwórczym i procesowym. Inżynierowie coraz częściej oczekują jednej platformy sprzętowej zdolnej do obsługi logiki sterowania, koordynacji ruchu, wizualizacji, analityki i komunikacji.

Tradycyjne architektury PLC często wymagały oddzielnych modułów sprzętowych dla każdej dodatkowej funkcji. Sterowanie ruchem wymagało dedykowanych kart. Zaawansowana komunikacja sieciowa wymagała modułów rozszerzeń. Wizualizacja HMI zależała od oddzielnych terminali operatorskich.

Oprogramowanie zastępuje dedykowane warstwy sprzętowe

Nowoczesne platformy IPC ograniczają te zależności sprzętowe, przenosząc funkcjonalność do aplikacji programowych. Wystarczająco wydajny procesor przemysłowy może jednocześnie realizować zadania PLC, koordynować osie ruchu, uruchamiać usługi wizualizacji i zarządzać komunikacją przemysłową.

ctrlX CORE bezpośrednio realizuje tę filozofię. Firma Bosch Rexroth zaprojektowała tę platformę z myślą o modułowych aplikacjach programowych, a nie o ograniczeniach sprzętu o stałej funkcji.

Producenci analizujący infrastrukturę automatyki definiowaną programowo często porównują te architektury z innymi zaawansowanymi rozwiązaniami dostępnymi na platformach systemów PLC i PAC.

Elastyczność wiąże się z odpowiedzialnością inżynieryjną

Elastyczność IPC zmienia również wymagania dotyczące umiejętności zespołów automatyki. Tradycyjne diagnozowanie problemów ze sterownikami PLC opierało się na deterministycznych strukturach sprzętowych i ograniczonych środowiskach operacyjnych. Platformy IPC wprowadzają systemy operacyjne, zależności programowe, zarządzanie uprawnieniami i orkiestrację aplikacji.

Ta złożoność może przynieść ogromne korzyści, ale tylko wtedy, gdy zespoły inżynieryjne mają doświadczenie pozwalające skutecznie zarządzać infrastrukturą sterowaną programowo.

Wewnątrz architektury ctrlX CORE

Fizycznie ctrlX CORE wygląda kompaktowo i zwodniczo prosto. Jednak jego możliwości komunikacyjne od razu odróżniają go od konwencjonalnych kompaktowych sterowników PLC.

Platforma obejmuje wiele interfejsów Ethernet RJ45 oraz łączność USB-C. Co ważniejsze, porty te obsługują najważniejsze protokoły przemysłowe, w tym EtherCAT, Ethernet/IP i PROFINET, bez konieczności stosowania dodatkowego sprzętu komunikacyjnego.

Wbudowana obsługa przemysłowego Ethernetu ogranicza potrzebę stosowania dedykowanych modułów rozszerzeń komunikacyjnych.

Ekosystem automatyki oparty na aplikacjach

Jedną z najciekawszych decyzji inżynierskich stojących za ctrlX CORE jest jego struktura oparta na aplikacjach. Bosch Rexroth przyjął podejście podobne do współczesnych ekosystemów smartfonów.

Zamiast ręcznie instalować duże pakiety oprogramowania użytkownicy dodają funkcje za pomocą dedykowanych aplikacji. Sterowanie ruchem, środowiska uruchomieniowe PLC, usługi IIoT, wizualizacja i integracja z Node-RED mogą działać jako modułowe komponenty oprogramowania.

Takie podejście upraszcza przyszłą rozbudowę, ponieważ funkcjonalność rozwija się poprzez wdrażanie oprogramowania, a nie wymianę sprzętu.

Integracja lokalnych modułów I/O i EtherCAT

Sterownik obsługuje również lokalne moduły rozszerzeń I/O za pośrednictwem magistrali EtherCAT. Tworzy to hybrydową architekturę, w której scentralizowane obliczenia IPC łączą się z rozproszoną łącznością na poziomie obiektowym.

EtherCAT pozostaje szczególnie atrakcyjny w aplikacjach intensywnie wykorzystujących ruch ze względu na deterministyczne taktowanie i wysoką wydajność synchronizacji. Podobne rozproszone strategie sterowania są szeroko stosowane w przemysłowych systemach komunikacji i sieciach.

Serwer internetowy staje się głównym interfejsem

Być może najbardziej nietypowym aspektem dla inżynierów przyzwyczajonych do klasycznych sterowników PLC jest brak dedykowanego wyświetlacza, klawiatury lub interfejsu operatorskiego.

Interakcja ze sterownikiem ctrlX CORE odbywa się głównie za pośrednictwem jego zintegrowanego środowiska serwera internetowego. Inżynierowie łączą się bezpośrednio przez przeglądarkę, używając adresu IP sterownika.

Oparty na przeglądarce interfejs inżynierski zmniejsza zależność od dedykowanych terminali konfiguracyjnych.

Hybrydowy przepływ pracy inżynierskiej

Środowisko przeglądarkowe zapewnia funkcje diagnostyczne, zarządzanie konfiguracją, wdrażanie aplikacji i monitorowanie systemu. Jednak zaawansowane zadania inżynierskie, takie jak programowanie sterowników PLC i konfiguracja ruchu, nadal wymagają dodatkowego oprogramowania inżynierskiego zainstalowanego lokalnie na stacji programistycznej.

To hybrydowe podejście zapewnia równowagę między łatwym dostępem a profesjonalnym poziomem zaawansowania inżynierskiego.

Diagnostyka zaprojektowana z myślą o szybszym rozwiązywaniu problemów

Jedną z wyróżniających się funkcji podczas wstępnej analizy jest środowisko diagnostyczne. Komunikaty o błędach zawierają bezpośrednie hiperłącza do kontekstowych zasobów pomocy, co znacznie skraca czas rozwiązywania problemów.

W przypadku personelu utrzymania ruchu obsługującego zdalne operacje lub rozproszone zakłady tego rodzaju zintegrowana dokumentacja może ograniczyć przestoje i uprościć lokalizowanie usterek.

Interfejs diagnostyczny integruje alerty operacyjne z kontekstowymi wskazówkami inżynierskimi.

Konfiguracja zbliża się do metodyk IT

Środowisko ustawień pokazuje, jak ściśle współczesna automatyka zbliża się do praktyk korporacyjnego IT. Zarządzanie użytkownikami, uprawnieniami, konfiguracją sieci, wdrażaniem aplikacji i administracją warstwą danych odbywa się w tym samym scentralizowanym środowisku.

Ta konwergencja odzwierciedla szersze trendy Przemysłu 4.0, w ramach których technologia operacyjna coraz częściej łączy się z cyberbezpieczeństwem, infrastrukturą chmurową i przetwarzaniem rozproszonym.

Środowisko ustawień centralizuje zarządzanie siecią, uprawnieniami i wdrażaniem oprogramowania.

Miejsce ctrlX CORE we współczesnej automatyce

ctrlX CORE nie konkuruje wyłącznie z kompaktowymi sterownikami PLC. Jest kierowany do znacznie szerszej kategorii obejmującej komputery IPC, sterowniki brzegowe, bramy IIoT i modułowe serwery automatyki.

Jej najbardziej obiecujące zastosowania prawdopodobnie pojawią się w maszynach wymagających elastycznego sterowania ruchem, zaawansowanych sieci, integracji danych i skalowalnego wdrażania oprogramowania. Szczególnie dobrze pasuje do systemów pakowania, gniazd robotycznych, transportu materiałów i modułowych urządzeń produkcyjnych.

Platforma stworzona z myślą o nowej erze automatyki

Najważniejszy wniosek z tego pierwszego testu jest taki, że Bosch Rexroth nie tylko modernizuje sprzęt PLC. Firma zmienia sposób, w jaki inżynierowie korzystają z przemysłowych systemów automatyki.

ctrlX CORE odzwierciedla przejście przemysłu w kierunku funkcjonalności opartej na aplikacjach, inżynierii natywnej dla sieci WWW i infrastruktury automatyki definiowanej programowo. Dla doświadczonych inżynierów automatyków ta transformacja jest jednocześnie ekscytująca i destabilizująca.

W praktyce sukces platform takich jak ctrlX CORE będzie w mniejszym stopniu zależeć wyłącznie od umiejętności okablowania, a w większym od zdolności inżyniera do zarządzania ekosystemami oprogramowania, architekturami sieciowymi i zintegrowanymi przepływami pracy w środowisku cyfrowym.

Autor: Michael Donovan | Analityk systemów przemysłowych

Michael Donovan ma 12 lat doświadczenia w opisywaniu informatyki przemysłowej, sterowania ruchem i rozproszonych platform automatyki. Jego doświadczenie obejmuje projekty integracji systemów wykorzystujące technologie Bosch Rexroth, Beckhoff Automation, Siemens i Rockwell Automation w sektorach produkcji i logistyki.