การทดสอบครั้งแรกกับแพลตฟอร์ม IPC Bosch Rexroth ctrlX CORE

ประสบการณ์ PLC ที่แตกต่างออกไป

วิศวกรส่วนใหญ่มักเริ่มต้นใช้งานตัวควบคุมใหม่ในลักษณะเดียวกัน เปิดเครื่อง ต่ออินพุตสองสามจุด สร้างรูทีนแลดเดอร์อย่างรวดเร็ว แล้วตรวจสอบเอาต์พุต Bosch Rexroth ctrlX CORE เปลี่ยนขั้นตอนดังกล่าวแทบจะในทันที

แทนที่จะทำงานเหมือนแพลตฟอร์ม PLC แบบดั้งเดิม ctrlX CORE นำเสนอสภาพแวดล้อมระบบอัตโนมัติที่มีซอฟต์แวร์เป็นศูนย์กลาง ซึ่งผสานความยืดหยุ่นของพีซีอุตสาหกรรมเข้ากับวิศวกรรมสมัยใหม่บนเว็บ ผลลัพธ์ที่ได้ให้ความรู้สึกเหมือนการกำหนดค่าเส้นทางระบบปฏิบัติการอุตสาหกรรม มากกว่าการเริ่มใช้งานตัวควบคุม

ctrlX CORE รวมความสามารถด้าน PLC การเคลื่อนที่ ระบบเครือข่าย และ IIoT ไว้ในแพลตฟอร์มพีซีอุตสาหกรรมขนาดกะทัดรัด

เหตุใดพีซีอุตสาหกรรมจึงกำลังเปลี่ยนรูปแบบการออกแบบระบบอัตโนมัติ

การเติบโตของพีซีอุตสาหกรรมสะท้อนการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ที่กำลังเกิดขึ้นในอุตสาหกรรมการผลิตและกระบวนการ วิศวกรต้องการแพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์เดียวที่สามารถจัดการลอจิกควบคุม การประสานการเคลื่อนที่ การแสดงผล การวิเคราะห์ และการสื่อสารได้มากขึ้นเรื่อย ๆ

สถาปัตยกรรม PLC แบบดั้งเดิมมักต้องใช้โมดูลฮาร์ดแวร์แยกกันสำหรับความสามารถแต่ละด้านที่เพิ่มเข้ามา การควบคุมการเคลื่อนที่ต้องใช้การ์ดเฉพาะ การเชื่อมต่อเครือข่ายขั้นสูงต้องใช้โมดูลขยาย ส่วนการแสดงผล HMI ต้องอาศัยเทอร์มินัลผู้ปฏิบัติงานแยกต่างหาก

ซอฟต์แวร์เข้ามาแทนที่ชั้นฮาร์ดแวร์เฉพาะทาง

แพลตฟอร์ม IPC สมัยใหม่ลดการพึ่งพาฮาร์ดแวร์เหล่านั้นด้วยการย้ายฟังก์ชันต่าง ๆ ไปไว้ในแอปพลิเคชันซอฟต์แวร์ โปรเซสเซอร์อุตสาหกรรมที่มีประสิทธิภาพเพียงพอสามารถทำงาน PLC ประสานแกนการเคลื่อนที่ เรียกใช้บริการการแสดงผล และจัดการการสื่อสารในภาคอุตสาหกรรมได้พร้อมกัน

ctrlX CORE นำแนวคิดดังกล่าวมาใช้อย่างเต็มรูปแบบ Bosch Rexroth ออกแบบแพลตฟอร์มนี้โดยยึดแอปซอฟต์แวร์แบบโมดูลาร์เป็นหลัก แทนข้อจำกัดของฮาร์ดแวร์แบบฟังก์ชันตายตัว

ผู้ผลิตที่กำลังสำรวจโครงสร้างพื้นฐานระบบอัตโนมัติแบบกำหนดด้วยซอฟต์แวร์ มักเปรียบเทียบสถาปัตยกรรมเหล่านี้กับโซลูชันขั้นสูงอื่น ๆ ที่มีอยู่ใน แพลตฟอร์มระบบ PLC และ PAC

ความยืดหยุ่นมาพร้อมความรับผิดชอบด้านวิศวกรรม

ความยืดหยุ่นของ IPC ยังเปลี่ยนแปลงข้อกำหนดด้านทักษะสำหรับทีมระบบอัตโนมัติด้วย การแก้ไขปัญหา PLC แบบดั้งเดิมอาศัยโครงสร้างฮาร์ดแวร์ที่ทำงานได้อย่างกำหนดแน่นอนและสภาพแวดล้อมการทำงานที่มีข้อจำกัด แพลตฟอร์ม IPC เพิ่มระบบปฏิบัติการ การพึ่งพาซอฟต์แวร์ การจัดการสิทธิ์ และการประสานการทำงานของแอปพลิเคชันเข้ามา

ความซับซ้อนดังกล่าวสามารถมอบข้อได้เปรียบมหาศาล แต่จะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อทีมวิศวกรมีประสบการณ์ในการจัดการโครงสร้างพื้นฐานที่ขับเคลื่อนด้วยซอฟต์แวร์อย่างมีประสิทธิภาพ

ภายในสถาปัตยกรรม ctrlX CORE

ในทางกายภาพ ctrlX CORE ดูกะทัดรัดและเรียบง่ายอย่างไม่น่าเชื่อ ทว่าความสามารถด้านการสื่อสารของมันทำให้แตกต่างจาก PLC ขนาดกะทัดรัดทั่วไปได้ทันที

แพลตฟอร์มนี้มีอินเทอร์เฟซ Ethernet แบบ RJ45 หลายพอร์ต พร้อมการเชื่อมต่อ USB-C ที่สำคัญกว่านั้น พอร์ตเหล่านี้รองรับโปรโตคอลอุตสาหกรรมหลัก ได้แก่ EtherCAT, Ethernet/IP และ PROFINET โดยไม่ต้องใช้ฮาร์ดแวร์สื่อสารเพิ่มเติม

การรองรับ Industrial Ethernet ในตัวช่วยลดความจำเป็นในการใช้โมดูลขยายการสื่อสารเฉพาะทาง

ระบบนิเวศระบบอัตโนมัติที่อิงแอป

หนึ่งในการตัดสินใจด้านวิศวกรรมที่น่าสนใจที่สุดเบื้องหลัง ctrlX CORE คือโครงสร้างที่อิงแอปพลิเคชัน Bosch Rexroth เลือกใช้แนวทางที่คล้ายกับระบบนิเวศสมาร์ตโฟนสมัยใหม่

แทนที่จะติดตั้งชุดซอฟต์แวร์ขนาดใหญ่ด้วยตนเอง ผู้ใช้สามารถเพิ่มฟังก์ชันการทำงานผ่านแอปเฉพาะทางได้ การควบคุมการเคลื่อนที่ สภาพแวดล้อมรันไทม์ PLC บริการ IIoT การแสดงผล และการผสานรวม Node-RED ล้วนทำงานเป็นองค์ประกอบซอฟต์แวร์แบบโมดูลาร์ได้

แนวทางนี้ช่วยให้การขยายในอนาคตง่ายขึ้น เพราะฟังก์ชันการทำงานพัฒนาด้วยการติดตั้งซอฟต์แวร์แทนการเปลี่ยนฮาร์ดแวร์

I/O ภายในเครื่องและการผสานรวม EtherCAT

คอนโทรลเลอร์ยังรองรับโมดูลขยาย I/O ภายในเครื่องผ่านแบ็กเพลน EtherCAT ทำให้เกิดสถาปัตยกรรมแบบไฮบริดที่การประมวลผลด้วย IPC แบบรวมศูนย์ทำงานร่วมกับการเชื่อมต่อระดับฟิลด์แบบกระจาย

EtherCAT ยังคงมีความน่าสนใจเป็นพิเศษในแอปพลิเคชันที่ใช้การเคลื่อนไหวอย่างเข้มข้น เนื่องจากการกำหนดเวลาที่แน่นอนและประสิทธิภาพการซิงโครไนซ์ความเร็วสูง กลยุทธ์การควบคุมแบบกระจายที่คล้ายกันนี้ถูกใช้งานอย่างแพร่หลายในระบบสื่อสารและเครือข่ายอุตสาหกรรม

เว็บเซิร์ฟเวอร์กลายเป็นอินเทอร์เฟซหลัก

สิ่งที่อาจดูแปลกที่สุดสำหรับวิศวกรที่คุ้นเคยกับ PLC แบบดั้งเดิม คือการไม่มีจอแสดงผล แป้นพิมพ์ หรืออินเทอร์เฟซสำหรับผู้ปฏิบัติงานโดยเฉพาะ

การโต้ตอบกับ ctrlX CORE ส่วนใหญ่ดำเนินการผ่านสภาพแวดล้อมเว็บเซิร์ฟเวอร์ในตัว วิศวกรเชื่อมต่อโดยตรงผ่านเบราว์เซอร์โดยใช้ที่อยู่ IP ของคอนโทรลเลอร์

อินเทอร์เฟซวิศวกรรมบนเบราว์เซอร์ช่วยลดการพึ่งพาเทอร์มินัลกำหนดค่าเฉพาะทาง

เวิร์กโฟลว์วิศวกรรมแบบไฮบริด

สภาพแวดล้อมเบราว์เซอร์มีฟังก์ชันการวินิจฉัย การจัดการการกำหนดค่า การติดตั้งแอปพลิเคชัน และการตรวจสอบระบบ อย่างไรก็ตาม งานวิศวกรรมขั้นสูง เช่น การเขียนโปรแกรม PLC และการกำหนดค่าการเคลื่อนที่ ยังคงต้องใช้ซอฟต์แวร์วิศวกรรมเพิ่มเติมที่ติดตั้งไว้ในเครื่องเวิร์กสเตชันสำหรับการเขียนโปรแกรม

แนวทางแบบไฮบริดนี้สร้างสมดุลระหว่างการเข้าถึงที่ใช้งานง่ายและภารกิจวิศวกรรมระดับมืออาชีพที่ลึกซึ้ง

การวินิจฉัยที่ออกแบบมาเพื่อแก้ไขปัญหาได้รวดเร็วยิ่งขึ้น

ฟีเจอร์ที่โดดเด่นระหว่างการสำรวจเบื้องต้นคือสภาพแวดล้อมการวินิจฉัย ข้อความแสดงข้อผิดพลาดมีไฮเปอร์ลิงก์โดยตรงไปยังแหล่งข้อมูลช่วยเหลือตามบริบท ซึ่งช่วยลดเวลาในการแก้ไขปัญหาได้อย่างมาก

สำหรับบุคลากรฝ่ายบำรุงรักษาที่ดูแลการปฏิบัติงานระยะไกลหรือสถานที่ปฏิบัติงานแบบกระจาย ฟังก์ชันเอกสารแบบบูรณาการลักษณะนี้สามารถลดเวลาหยุดทำงานและช่วยให้แยกแยะจุดขัดข้องได้ง่ายขึ้น

อินเทอร์เฟซการวินิจฉัยผสานการแจ้งเตือนด้านการปฏิบัติการเข้ากับคำแนะนำทางวิศวกรรมตามบริบท

การกำหนดค่าขยับเข้าใกล้ระเบียบวิธีของไอทีมากขึ้น

สภาพแวดล้อม Settings แสดงให้เห็นว่าระบบอัตโนมัติสมัยใหม่กำลังบรรจบกับแนวปฏิบัติด้านไอทีระดับองค์กรอย่างใกล้ชิดเพียงใด การจัดการผู้ใช้ สิทธิ์การเข้าถึง การกำหนดค่าเครือข่าย การติดตั้งแอป และการดูแลจัดการชั้นข้อมูล ล้วนอยู่ภายในสภาพแวดล้อมแบบรวมศูนย์เดียวกัน

การบรรจบกันดังกล่าวสะท้อนแนวโน้ม Industry 4.0 ในวงกว้าง ซึ่งเทคโนโลยีปฏิบัติการกำลังเชื่อมโยงกับความมั่นคงปลอดภัยไซเบอร์ โครงสร้างพื้นฐานคลาวด์ และการประมวลผลแบบกระจายมากขึ้น

สภาพแวดล้อมการตั้งค่ารวมศูนย์การจัดการเครือข่าย สิทธิ์การเข้าถึง และการติดตั้งซอฟต์แวร์ไว้ในที่เดียว

ctrlX CORE เหมาะกับระบบอัตโนมัติสมัยใหม่ตรงไหน

ctrlX CORE ไม่ได้แข่งขันกับ PLC ขนาดกะทัดรัดเพียงอย่างเดียว แต่เจาะกลุ่มที่กว้างกว่ามาก ซึ่งรวมถึง IPC คอนโทรลเลอร์เอดจ์ เกตเวย์ IIoT และเซิร์ฟเวอร์ระบบอัตโนมัติแบบโมดูลาร์

การใช้งานที่โดดเด่นที่สุดน่าจะเกิดขึ้นในเครื่องจักรที่ต้องการการควบคุมการเคลื่อนที่ที่ยืดหยุ่น ระบบเครือข่ายขั้นสูง การบูรณาการข้อมูล และการติดตั้งซอฟต์แวร์ที่ปรับขนาดได้ ระบบบรรจุภัณฑ์ เซลล์หุ่นยนต์ ระบบลำเลียงวัสดุ และอุปกรณ์การผลิตแบบโมดูลาร์ ล้วนเหมาะสมเป็นพิเศษ

แพลตฟอร์มที่สร้างขึ้นสำหรับยุคถัดไปของระบบอัตโนมัติ

ข้อสรุปสำคัญที่สุดจากการทดสอบเบื้องต้นครั้งนี้คือ Bosch Rexroth ไม่ได้เพียงปรับปรุงฮาร์ดแวร์ PLC ให้ทันสมัยเท่านั้น แต่บริษัทยังกำลังปรับเปลี่ยนวิธีที่วิศวกรโต้ตอบกับระบบอัตโนมัติในภาคอุตสาหกรรม

ctrlX CORE สะท้อนอุตสาหกรรมที่กำลังก้าวไปสู่ฟังก์ชันการทำงานที่ขับเคลื่อนด้วยแอป การพัฒนาทางวิศวกรรมที่อิงเว็บ และโครงสร้างพื้นฐานระบบอัตโนมัติที่กำหนดด้วยซอฟต์แวร์ สำหรับวิศวกรควบคุมที่มีประสบการณ์ การเปลี่ยนผ่านนี้ให้ความรู้สึกทั้งน่าตื่นเต้นและพลิกโฉม

ในทางปฏิบัติ ความสำเร็จในการใช้แพลตฟอร์มอย่าง ctrlX CORE จะขึ้นอยู่กับทักษะการเดินสายไฟเพียงอย่างเดียวน้อยลง และขึ้นอยู่กับความสามารถของวิศวกรในการจัดการระบบนิเวศซอฟต์แวร์ สถาปัตยกรรมเครือข่าย และเวิร์กโฟลดิจิทัลแบบบูรณาการมากขึ้น

ผู้เขียน: Michael Donovan | นักวิเคราะห์ระบบอุตสาหกรรม

Michael Donovan มีประสบการณ์ 12 ปีในการรายงานข่าวด้านคอมพิวเตอร์อุตสาหกรรม ระบบควบคุมการเคลื่อนที่ และแพลตฟอร์มระบบอัตโนมัติแบบกระจาย ประสบการณ์ของเขาครอบคลุมโครงการบูรณาการระบบที่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีของ Bosch Rexroth, Beckhoff Automation, Siemens และ Rockwell Automation ในภาคการผลิตและโลจิสติกส์