ประสบการณ์ PLC ในรูปแบบที่แตกต่าง

วิศวกรส่วนใหญ่มักเริ่มต้นใช้งานตัวควบคุมใหม่ในลักษณะเดียวกัน เปิดเครื่อง ต่ออินพุตสองสามจุด สร้างรูทีนแลดเดอร์อย่างรวดเร็ว แล้วตรวจสอบเอาต์พุต ctrlX CORE ของ Bosch Rexroth เปลี่ยนแปลงขั้นตอนดังกล่าวแทบจะในทันที

แทนที่จะทำงานเหมือนแพลตฟอร์ม PLC แบบดั้งเดิม ctrlX CORE นำเสนอสภาพแวดล้อมระบบอัตโนมัติที่เน้นซอฟต์แวร์เป็นศูนย์กลาง ผสานความยืดหยุ่นของพีซีอุตสาหกรรมเข้ากับวิศวกรรมสมัยใหม่บนเว็บ ผลลัพธ์ที่ได้ให้ความรู้สึกเหมือนการกำหนดค่าระบบนิเวศการทำงานทางอุตสาหกรรม มากกว่าการเริ่มใช้งานตัวควบคุม

ctrlX CORE รวมความสามารถด้าน PLC การควบคุมการเคลื่อนที่ เครือข่าย และ IIoT ไว้ในแพลตฟอร์มพีซีอุตสาหกรรมขนาดกะทัดรัด

เหตุใดพีซีอุตสาหกรรมจึงกำลังเปลี่ยนแปลงการออกแบบระบบอัตโนมัติ

การเติบโตของพีซีอุตสาหกรรมสะท้อนการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ที่กำลังเกิดขึ้นทั่วทั้งอุตสาหกรรมการผลิตและกระบวนการทางอุตสาหกรรม วิศวกรต้องการแพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์หนึ่งเดียวมากขึ้นเรื่อย ๆ ที่สามารถจัดการตรรกะการควบคุม การประสานงานการเคลื่อนที่ การแสดงผลภาพ การวิเคราะห์ และการสื่อสารได้

สถาปัตยกรรม PLC แบบดั้งเดิมมักต้องใช้โมดูลฮาร์ดแวร์แยกต่างหากสำหรับความสามารถแต่ละอย่างที่เพิ่มเข้ามา การควบคุมการเคลื่อนที่ต้องใช้การ์ดเฉพาะ การเชื่อมต่อเครือข่ายขั้นสูงต้องใช้โมดูลขยาย ส่วนการแสดงผล HMI ต้องพึ่งพาเทอร์มินัลสำหรับผู้ปฏิบัติงานแยกต่างหาก

ซอฟต์แวร์เข้ามาแทนที่ชั้นฮาร์ดแวร์เฉพาะด้าน

แพลตฟอร์ม IPC สมัยใหม่ลดการพึ่งพาฮาร์ดแวร์เหล่านั้นด้วยการย้ายฟังก์ชันการทำงานมาไว้ในแอปพลิเคชันซอฟต์แวร์ โปรเซสเซอร์อุตสาหกรรมที่มีประสิทธิภาพเพียงพอสามารถทำงาน PLC ควบคุมการประสานงานของแกนการเคลื่อนที่ เรียกใช้บริการแสดงผลภาพ และจัดการการสื่อสารในภาคอุตสาหกรรมได้พร้อมกัน

ctrlX CORE นำแนวคิดดังกล่าวมาใช้อย่างเต็มที่ Bosch Rexroth ออกแบบแพลตฟอร์มนี้โดยยึดแอปซอฟต์แวร์แบบโมดูลาร์เป็นหลัก แทนที่จะจำกัดอยู่กับข้อจำกัดของฮาร์ดแวร์ที่ทำหน้าที่เฉพาะ

ผู้ผลิตที่กำลังสำรวจโครงสร้างพื้นฐานระบบอัตโนมัติแบบกำหนดด้วยซอฟต์แวร์ มักเปรียบเทียบสถาปัตยกรรมเหล่านี้กับโซลูชันขั้นสูงอื่น ๆ ที่มีให้ใช้งานบนแพลตฟอร์มระบบ PLC และ PAC

ความยืดหยุ่นมาพร้อมความรับผิดชอบด้านวิศวกรรม

ความยืดหยุ่นของ IPC ยังเปลี่ยนแปลงข้อกำหนดด้านทักษะสำหรับทีมระบบอัตโนมัติด้วย การแก้ไขปัญหา PLC แบบดั้งเดิมอาศัยโครงสร้างฮาร์ดแวร์ที่มีการทำงานแบบกำหนดแน่นอนและสภาพแวดล้อมการทำงานที่จำกัด แพลตฟอร์ม IPC นำระบบปฏิบัติการ การพึ่งพาซอฟต์แวร์ การจัดการสิทธิ์ และการประสานการทำงานของแอปพลิเคชันเข้ามา

ความซับซ้อนดังกล่าวสามารถมอบข้อได้เปรียบมหาศาล แต่จะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อทีมวิศวกรรมมีประสบการณ์ในการจัดการโครงสร้างพื้นฐานที่ขับเคลื่อนด้วยซอฟต์แวร์อย่างมีประสิทธิภาพ

ภายในสถาปัตยกรรม ctrlX CORE

เมื่อมองทางกายภาพ ctrlX CORE มีขนาดกะทัดรัดและดูเรียบง่ายอย่างไม่น่าเชื่อ แต่ความสามารถด้านการสื่อสารทำให้แตกต่างจาก PLC ขนาดกะทัดรัดทั่วไปได้อย่างชัดเจนในทันที

แพลตฟอร์มนี้มีอินเทอร์เฟซอีเทอร์เน็ต RJ45 หลายพอร์ต พร้อมการเชื่อมต่อ USB-C ที่สำคัญยิ่งกว่านั้น พอร์ตเหล่านี้รองรับโปรโตคอลอุตสาหกรรมหลัก ได้แก่ EtherCAT, Ethernet/IP และ PROFINET โดยไม่ต้องใช้ฮาร์ดแวร์การสื่อสารเพิ่มเติม

การรองรับอีเทอร์เน็ตอุตสาหกรรมในตัวช่วยลดความจำเป็นในการใช้โมดูลขยายการสื่อสารเฉพาะทาง

ระบบนิเวศระบบอัตโนมัติที่ขับเคลื่อนด้วยแอป

หนึ่งในการตัดสินใจด้านวิศวกรรมที่น่าสนใจที่สุดเบื้องหลัง ctrlX CORE คือโครงสร้างที่อิงแอปพลิเคชัน Bosch Rexroth เลือกใช้แนวทางที่คล้ายกับระบบนิเวศสมาร์ตโฟนสมัยใหม่

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

แนวทางนี้ช่วยให้การขยายระบบในอนาคตง่ายขึ้น เพราะฟังก์ชันการทำงานพัฒนาผ่านการติดตั้งซอฟต์แวร์ แทนการเปลี่ยนฮาร์ดแวร์

I/O ในพื้นที่และการผสานรวม EtherCAT

คอนโทรลเลอร์ยังรองรับโมดูลขยาย I/O ในพื้นที่ผ่านแบ็กเพลน EtherCAT ทำให้เกิดสถาปัตยกรรมแบบไฮบริดที่การประมวลผลด้วย IPC แบบรวมศูนย์ทำงานร่วมกับการเชื่อมต่อในระดับภาคสนามแบบกระจาย

EtherCAT ยังคงมีความน่าสนใจเป็นพิเศษสำหรับแอปพลิเคชันที่เน้นการควบคุมการเคลื่อนที่ เนื่องจากการกำหนดเวลาที่แน่นอนและประสิทธิภาพการซิงโครไนซ์ความเร็วสูง กลยุทธ์การควบคุมแบบกระจายที่คล้ายกันนี้ถูกใช้งานอย่างแพร่หลายในระบบการสื่อสารและเครือข่ายอุตสาหกรรม

เว็บเซิร์ฟเวอร์กลายเป็นอินเทอร์เฟซหลัก

สิ่งที่อาจดูแปลกที่สุดสำหรับวิศวกรที่คุ้นเคยกับ PLC แบบคลาสสิก คือการไม่มีจอแสดงผล แป้นพิมพ์ หรืออินเทอร์เฟซสำหรับผู้ปฏิบัติงานโดยเฉพาะ

การโต้ตอบกับ ctrlX CORE เกิดขึ้นผ่านสภาพแวดล้อมเว็บเซิร์ฟเวอร์ในตัวเป็นหลัก วิศวกรเชื่อมต่อโดยตรงผ่านเบราว์เซอร์โดยใช้ที่อยู่ IP ของคอนโทรลเลอร์

อินเทอร์เฟซวิศวกรรมบนเบราว์เซอร์ช่วยลดการพึ่งพาเทอร์มินัลกำหนดค่าเฉพาะทาง

เวิร์กโฟลว์วิศวกรรมแบบไฮบริด

สภาพแวดล้อมเบราว์เซอร์มีเครื่องมือวินิจฉัย การจัดการการกำหนดค่า การติดตั้งแอปพลิเคชัน และการตรวจสอบระบบ อย่างไรก็ตาม งานวิศวกรรมขั้นสูง เช่น การเขียนโปรแกรม PLC และการกำหนดค่าการเคลื่อนที่ ยังคงต้องใช้ซอฟต์แวร์วิศวกรรมเสริมที่ติดตั้งไว้ในเครื่องเวิร์กสเตชันสำหรับเขียนโปรแกรม

แนวทางแบบไฮบริดนี้สร้างสมดุลระหว่างการเข้าถึงที่สะดวกและน้ำหนักเบา กับความลึกซึ้งระดับวิศวกรรมมืออาชีพ

การวินิจฉัยที่ออกแบบมาเพื่อแก้ไขปัญหาได้รวดเร็วยิ่งขึ้น

ฟีเจอร์ที่โดดเด่นอย่างหนึ่งระหว่างการสำรวจเบื้องต้นคือสภาพแวดล้อมการวินิจฉัย ข้อความแสดงข้อผิดพลาดมีไฮเปอร์ลิงก์โดยตรงไปยังแหล่งข้อมูลความช่วยเหลือตามบริบท ซึ่งช่วยลดเวลาในการแก้ไขปัญหาได้อย่างมาก

สำหรับบุคลากรฝ่ายบำรุงรักษาที่ดูแลการปฏิบัติงานระยะไกลหรือสถานที่ปฏิบัติงานแบบกระจาย เอกสารประกอบแบบบูรณาการลักษณะนี้ช่วยลดเวลาหยุดทำงานและทำให้การแยกหาสาเหตุของข้อขัดข้องง่ายขึ้น

อินเทอร์เฟซการวินิจฉัยรวมการแจ้งเตือนด้านการปฏิบัติงานเข้ากับคำแนะนำทางวิศวกรรมตามบริบท

การกำหนดค่าเข้าใกล้แนวทางของไอทีมากขึ้น

สภาพแวดล้อม Settings แสดงให้เห็นว่าระบบอัตโนมัติสมัยใหม่กำลังหลอมรวมเข้ากับแนวทางปฏิบัติของไอทีระดับองค์กรอย่างใกล้ชิดเพียงใด การจัดการผู้ใช้ สิทธิ์การเข้าถึง การกำหนดค่าเครือข่าย การปรับใช้แอป และการดูแลจัดการชั้นข้อมูล ล้วนอยู่ภายในสภาพแวดล้อมแบบรวมศูนย์เดียวกัน

การหลอมรวมดังกล่าวสะท้อนแนวโน้ม Industry 4.0 ในวงกว้าง ซึ่งเทคโนโลยีปฏิบัติการเข้ามาบรรจบกับความมั่นคงปลอดภัยไซเบอร์ โครงสร้างพื้นฐานคลาวด์ และการประมวลผลแบบกระจายมากขึ้น

สภาพแวดล้อม Settings รวมการจัดการเครือข่าย สิทธิ์การเข้าถึง และการปรับใช้ซอฟต์แวร์ไว้ในศูนย์กลางเดียว

ตำแหน่งของ ctrlX CORE ในระบบอัตโนมัติสมัยใหม่

ctrlX CORE ไม่ได้แข่งขันกับ PLC ขนาดกะทัดรัดเพียงอย่างเดียว แต่เจาะกลุ่มตลาดที่กว้างกว่ามาก ซึ่งรวมถึง IPC, เอดจ์คอนโทรลเลอร์, เกตเวย์ IIoT และเซิร์ฟเวอร์ระบบอัตโนมัติแบบโมดูลาร์

การใช้งานที่โดดเด่นที่สุดของแพลตฟอร์มนี้น่าจะเกิดขึ้นในเครื่องจักรที่ต้องการการควบคุมการเคลื่อนไหวที่ยืดหยุ่น ระบบเครือข่ายขั้นสูง การบูรณาการข้อมูล และการปรับใช้ซอฟต์แวร์ที่ขยายขนาดได้ ระบบบรรจุภัณฑ์ เซลล์หุ่นยนต์ ระบบขนถ่ายวัสดุ และอุปกรณ์การผลิตแบบโมดูลาร์ล้วนเหมาะสมเป็นอย่างยิ่ง

แพลตฟอร์มที่สร้างขึ้นสำหรับยุคถัดไปของระบบอัตโนมัติ

ข้อสรุปสำคัญที่สุดจากการทดสอบครั้งแรกนี้คือ Bosch Rexroth ไม่ได้เพียงปรับปรุงฮาร์ดแวร์ PLC ให้ทันสมัยเท่านั้น แต่บริษัทยังกำลังปรับเปลี่ยนวิธีที่วิศวกรโต้ตอบกับระบบอัตโนมัติในอุตสาหกรรมด้วย

ctrlX CORE สะท้อนอุตสาหกรรมที่กำลังก้าวไปสู่ฟังก์ชันการทำงานที่ขับเคลื่อนด้วยแอป การพัฒนาวิศวกรรมบนเว็บ และโครงสร้างพื้นฐานระบบอัตโนมัติที่กำหนดด้วยซอฟต์แวร์ สำหรับวิศวกรระบบควบคุมที่มีประสบการณ์ การเปลี่ยนผ่านนี้ให้ความรู้สึกทั้งน่าตื่นเต้นและก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่

ในทางปฏิบัติ ความสำเร็จกับแพลตฟอร์มอย่าง ctrlX CORE จะขึ้นอยู่กับทักษะการเดินสายไฟเพียงอย่างเดียวน้อยลง และขึ้นอยู่กับความสามารถของวิศวกรในการจัดการระบบนิเวศซอฟต์แวร์ สถาปัตยกรรมเครือข่าย และเวิร์กโฟลดิจิทัลแบบบูรณาการมากขึ้น

ผู้เขียน: Michael Donovan | นักวิเคราะห์ระบบอุตสาหกรรม

Michael Donovan มีประสบการณ์ 12 ปีด้านการรายงานข่าวคอมพิวเตอร์อุตสาหกรรม ระบบควบคุมการเคลื่อนไหว และแพลตฟอร์มระบบอัตโนมัติแบบกระจาย ประสบการณ์ของเขาครอบคลุมโครงการบูรณาการระบบที่ใช้เทคโนโลยีของ Bosch Rexroth, Beckhoff Automation, Siemens และ Rockwell Automation ในภาคการผลิตและโลจิสติกส์