การทดสอบครั้งแรกกับแพลตฟอร์ม Bosch Rexroth ctrlX CORE IPC

ประสบการณ์ PLC ที่แตกต่างออกไป

วิศวกรส่วนใหญ่จะเริ่มต้นกับคอนโทรลเลอร์ใหม่ในแบบเดียวกัน เปิดเครื่อง เชื่อมต่ออินพุตบางส่วน สร้างโปรแกรมบันไดอย่างรวดเร็ว และตรวจสอบเอาต์พุต ctrlX CORE ของ Bosch Rexroth เปลี่ยนวิธีการนั้นแทบจะทันที

แทนที่จะทำงานเหมือนแพลตฟอร์ม PLC แบบดั้งเดิม ctrlX CORE นำเสนอสภาพแวดล้อมอัตโนมัติที่เน้นซอฟต์แวร์ซึ่งผสมผสานความยืดหยุ่นของคอมพิวเตอร์อุตสาหกรรมกับวิศวกรรมบนเว็บสมัยใหม่ ผลลัพธ์ทำให้รู้สึกเหมือนไม่ใช่แค่การตั้งค่าคอนโทรลเลอร์ แต่เป็นการกำหนดค่าระบบปฏิบัติการอุตสาหกรรม

ctrlX CORE รวมความสามารถของ PLC การเคลื่อนที่ เครือข่าย และ IIoT ไว้ในแพลตฟอร์มคอมพิวเตอร์อุตสาหกรรมกะทัดรัด

เหตุใดคอมพิวเตอร์อุตสาหกรรมจึงเปลี่ยนแปลงการออกแบบระบบอัตโนมัติ

การเพิ่มขึ้นของคอมพิวเตอร์อุตสาหกรรมสะท้อนการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ที่เกิดขึ้นในอุตสาหกรรมการผลิตและกระบวนการ วิศวกรต้องการแพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์เดียวที่สามารถจัดการตรรกะการควบคุม การประสานงานการเคลื่อนที่ การแสดงผล การวิเคราะห์ และการสื่อสารได้

สถาปัตยกรรม PLC แบบดั้งเดิมมักต้องการโมดูลฮาร์ดแวร์แยกต่างหากสำหรับความสามารถที่เพิ่มขึ้น การควบคุมการเคลื่อนที่ต้องใช้การ์ดเฉพาะ การเชื่อมต่อเครือข่ายขั้นสูงต้องใช้โมดูลขยาย การแสดงผล HMI ต้องพึ่งพาเทอร์มินัลผู้ปฏิบัติงานแยกต่างหาก

ซอฟต์แวร์แทนที่ชั้นฮาร์ดแวร์เฉพาะทาง

แพลตฟอร์ม IPC สมัยใหม่ลดการพึ่งพาฮาร์ดแวร์โดยย้ายฟังก์ชันไปยังแอปพลิเคชันซอฟต์แวร์ โปรเซสเซอร์อุตสาหกรรมที่มีประสิทธิภาพเพียงพอสามารถดำเนินงาน PLC ประสานงานแกนการเคลื่อนที่ รันบริการแสดงผล และจัดการการสื่อสารอุตสาหกรรมได้พร้อมกัน

ctrlX CORE ยึดมั่นในปรัชญานั้นโดยตรง Bosch Rexroth ออกแบบแพลตฟอร์มนี้โดยรอบแอปซอฟต์แวร์แบบโมดูลาร์แทนข้อจำกัดของฮาร์ดแวร์ที่มีฟังก์ชันตายตัว

ผู้ผลิตที่สำรวจโครงสร้างพื้นฐานอัตโนมัติที่กำหนดโดยซอฟต์แวร์มักเปรียบเทียบสถาปัตยกรรมเหล่านี้กับโซลูชันขั้นสูงอื่น ๆ ที่มีอยู่ใน แพลตฟอร์มระบบ PLC และ PAC

ความยืดหยุ่นมาพร้อมกับความรับผิดชอบทางวิศวกรรม

ความยืดหยุ่นของ IPC ยังเปลี่ยนแปลงความต้องการทักษะสำหรับทีมอัตโนมัติ การแก้ไขปัญหา PLC แบบดั้งเดิมพึ่งพาโครงสร้างฮาร์ดแวร์ที่กำหนดได้และสภาพแวดล้อมการทำงานที่จำกัด แพลตฟอร์ม IPC นำเสนอระบบปฏิบัติการ การพึ่งพาซอฟต์แวร์ การจัดการสิทธิ์ และการประสานงานแอปพลิเคชัน

ความซับซ้อนนั้นสามารถมอบข้อได้เปรียบอย่างมหาศาล แต่จะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อทีมวิศวกรมีประสบการณ์ในการจัดการโครงสร้างพื้นฐานที่ขับเคลื่อนด้วยซอฟต์แวร์อย่างมีประสิทธิภาพ

ภายในสถาปัตยกรรม ctrlX CORE

ทางกายภาพ ctrlX CORE ดูกะทัดรัดและเรียบง่ายอย่างน่าหลงเชื่อ แต่ความสามารถในการสื่อสารของมันทำให้แตกต่างจาก PLC กะทัดรัดทั่วไปทันที

แพลตฟอร์มนี้มีอินเทอร์เฟซอีเธอร์เน็ต RJ45 หลายพอร์ตควบคู่กับการเชื่อมต่อ USB-C ที่สำคัญคือพอร์ตเหล่านั้นรองรับโปรโตคอลอุตสาหกรรมหลักรวมถึง EtherCAT, Ethernet/IP และ PROFINET โดยไม่ต้องใช้ฮาร์ดแวร์สื่อสารเพิ่มเติม

การรองรับอีเธอร์เน็ตอุตสาหกรรมในตัวช่วยลดความจำเป็นในการใช้โมดูลขยายการสื่อสารเฉพาะ

ระบบนิเวศอัตโนมัติแบบอิงแอป

หนึ่งในการตัดสินใจทางวิศวกรรมที่น่าสนใจที่สุดเบื้องหลัง ctrlX CORE คือโครงสร้างที่อิงแอป Bosch Rexroth ได้นำแนวทางที่คล้ายกับระบบนิเวศสมาร์ทโฟนสมัยใหม่มาใช้

แทนที่จะติดตั้งชุดซอฟต์แวร์ขนาดใหญ่ด้วยตนเอง ผู้ใช้เพิ่มฟังก์ชันผ่านแอปเฉพาะ การควบคุมการเคลื่อนไหว สภาพแวดล้อมรันไทม์ PLC บริการ IIoT การแสดงผล และการรวม Node-RED สามารถทำงานเป็นส่วนประกอบซอฟต์แวร์แบบโมดูลาร์ได้ทั้งหมด

แนวทางนี้ช่วยให้การขยายในอนาคตง่ายขึ้นเพราะฟังก์ชันการทำงานพัฒนาผ่านการปรับใช้ซอฟต์แวร์แทนการเปลี่ยนฮาร์ดแวร์

การรวม I/O ท้องถิ่นและ EtherCAT

คอนโทรลเลอร์ยังรองรับโมดูลขยาย I/O ท้องถิ่นผ่าน EtherCAT backplane ซึ่งสร้างสถาปัตยกรรมแบบผสมผสานที่รวมการประมวลผล IPC แบบรวมศูนย์กับการเชื่อมต่อระดับฟิลด์แบบกระจาย

EtherCAT ยังคงน่าสนใจเป็นพิเศษในแอปพลิเคชันที่เน้นการเคลื่อนไหวเนื่องจากเวลาที่กำหนดได้และประสิทธิภาพการซิงโครไนซ์ความเร็วสูง กลยุทธ์การควบคุมแบบกระจายที่คล้ายกันถูกใช้อย่างแพร่หลายใน ระบบสื่อสารและเครือข่ายอุตสาหกรรม

เว็บเซิร์ฟเวอร์กลายเป็นอินเทอร์เฟซหลัก

สิ่งที่แปลกที่สุดสำหรับวิศวกรที่คุ้นเคยกับ PLC แบบคลาสสิกคือการไม่มีจอแสดงผล แป้นพิมพ์ หรืออินเทอร์เฟซผู้ปฏิบัติงานเฉพาะ

การโต้ตอบกับ ctrlX CORE ส่วนใหญ่เกิดขึ้นผ่านสภาพแวดล้อมเว็บเซิร์ฟเวอร์ที่รวมอยู่ วิศวกรเชื่อมต่อโดยตรงผ่านเบราว์เซอร์โดยใช้ที่อยู่ IP ของคอนโทรลเลอร์

อินเทอร์เฟซวิศวกรรมบนเบราว์เซอร์ช่วยลดการพึ่งพาเทอร์มินัลการกำหนดค่าเฉพาะ

เวิร์กโฟลว์วิศวกรรมแบบผสมผสาน

สภาพแวดล้อมเบราว์เซอร์ให้บริการวินิจฉัย การจัดการการกำหนดค่า การปรับใช้แอปพลิเคชัน และการตรวจสอบระบบ อย่างไรก็ตาม งานวิศวกรรมขั้นสูง เช่น การเขียนโปรแกรม PLC และการกำหนดค่าการเคลื่อนไหว ยังคงต้องใช้ซอฟต์แวร์วิศวกรรมเสริมที่ติดตั้งในเครื่องทำงานโปรแกรม

แนวทางแบบผสมผสานนี้สร้างสมดุลระหว่างการเข้าถึงที่เบาและความลึกซึ้งของวิศวกรรมระดับมืออาชีพ

การวินิจฉัยที่ออกแบบมาเพื่อการแก้ไขปัญหาอย่างรวดเร็ว

คุณสมบัติเด่นอย่างหนึ่งในระหว่างการสำรวจครั้งแรกคือสภาพแวดล้อมการวินิจฉัย ข้อความแสดงข้อผิดพลาดมีลิงก์โดยตรงไปยังแหล่งช่วยเหลือที่เกี่ยวข้อง ช่วยลดเวลาการแก้ไขปัญหาอย่างมาก

สำหรับเจ้าหน้าที่บำรุงรักษาที่สนับสนุนการปฏิบัติงานระยะไกลหรือสถานที่กระจาย การมีเอกสารบูรณาการแบบนี้ช่วยลดเวลาหยุดทำงานและทำให้การแยกปัญหาง่ายขึ้น

อินเทอร์เฟซการวินิจฉัยรวมการแจ้งเตือนการปฏิบัติงานกับคำแนะนำทางวิศวกรรมตามบริบท

การกำหนดค่าก้าวเข้าใกล้วิธีการ IT มากขึ้น

สภาพแวดล้อมการตั้งค่าชี้ให้เห็นว่าระบบอัตโนมัติสมัยใหม่กำลังบูรณาการอย่างใกล้ชิดกับแนวปฏิบัติ IT ขององค์กร การจัดการผู้ใช้ การอนุญาต การกำหนดค่าเครือข่าย การปรับใช้แอป และการบริหารชั้นข้อมูลทั้งหมดอยู่ในสภาพแวดล้อมศูนย์กลางเดียวกัน

การบูรณาการนี้สะท้อนแนวโน้ม Industry 4.0 ที่เทคโนโลยีปฏิบัติการมีการตัดกันมากขึ้นกับความปลอดภัยทางไซเบอร์ โครงสร้างพื้นฐานคลาวด์ และการประมวลผลแบบกระจาย

สภาพแวดล้อมการตั้งค่ารวมการจัดการเครือข่าย การอนุญาต และการปรับใช้ซอฟต์แวร์ไว้ในที่เดียว

ตำแหน่งของ ctrlX CORE ในระบบอัตโนมัติสมัยใหม่

ctrlX CORE ไม่ได้แข่งขันเพียงแค่กับ PLC ขนาดกะทัดรัดเท่านั้น แต่ยังมุ่งเป้าไปที่หมวดหมู่ที่กว้างกว่ามากซึ่งรวมถึง IPCs ตัวควบคุมขอบ IIoT เกตเวย์ และเซิร์ฟเวอร์ระบบอัตโนมัติแบบโมดูลาร์

แอปพลิเคชันที่แข็งแกร่งที่สุดน่าจะเกิดขึ้นในเครื่องจักรที่ต้องการการควบคุมการเคลื่อนไหวที่ยืดหยุ่น เครือข่ายขั้นสูง การบูรณาการข้อมูล และการปรับใช้ซอฟต์แวร์ที่ขยายได้ ระบบบรรจุภัณฑ์ เซลล์หุ่นยนต์ การจัดการวัสดุ และอุปกรณ์การผลิตแบบโมดูลาร์เป็นตัวอย่างที่เหมาะสมอย่างยิ่ง

แพลตฟอร์มที่สร้างขึ้นสำหรับยุคระบบอัตโนมัติถัดไป

ข้อสรุปที่สำคัญที่สุดจากการทดสอบครั้งแรกนี้คือ Bosch Rexroth ไม่ได้เพียงแค่ปรับปรุงฮาร์ดแวร์ PLC ให้ทันสมัยเท่านั้น บริษัทกำลังเปลี่ยนแปลงวิธีที่วิศวกรมีปฏิสัมพันธ์กับระบบอัตโนมัติในอุตสาหกรรม

ctrlX CORE สะท้อนถึงอุตสาหกรรมที่กำลังมุ่งสู่ฟังก์ชันการทำงานที่ขับเคลื่อนด้วยแอป วิศวกรรมบนเว็บ และโครงสร้างพื้นฐานระบบอัตโนมัติที่กำหนดโดยซอฟต์แวร์ สำหรับวิศวกรควบคุมที่มีประสบการณ์ การเปลี่ยนแปลงนี้รู้สึกทั้งน่าตื่นเต้นและท้าทาย

ในทางปฏิบัติ ความสำเร็จกับแพลตฟอร์มอย่าง ctrlX CORE จะขึ้นอยู่กับทักษะการเดินสายไฟเพียงอย่างเดียวลดลง และขึ้นอยู่กับความสามารถของวิศวกรในการจัดการระบบนิเวศซอฟต์แวร์ สถาปัตยกรรมเครือข่าย และเวิร์กโฟลว์ดิจิทัลแบบบูรณาการมากขึ้น

ผู้เขียน: ไมเคิล โดโนแวน | นักวิเคราะห์ระบบอุตสาหกรรม

ไมเคิล โดโนแวน มีประสบการณ์ 12 ปีในการรายงานข่าวเกี่ยวกับการคอมพิวเตอร์อุตสาหกรรม การควบคุมการเคลื่อนไหว และแพลตฟอร์มระบบอัตโนมัติแบบกระจาย ประวัติของเขารวมถึงโครงการบูรณาการระบบที่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีของ Bosch Rexroth, Beckhoff Automation, Siemens และ Rockwell Automation ในภาคการผลิตและโลจิสติกส์