Zamonaviy avtomatlashtirishda virtual boshqaruv tizimlari va vPLC

Boshqaruv tizimlari shkafdan hisoblash qatlamiga o‘tmoqda

Sanoat boshqaruvi maxsus rack uskunalaridan dasturiy ta’minot orqali aniqlanadigan ijro muhitiga asta-sekin o‘tmoqda. Ko‘pincha vPLC deb ataladigan virtual PLC’lar endi an’anaviy boshqaruv shkaflari o‘rniga sanoat serverlarida ishlaydi.

Bu o‘zgarish avtomatlashtirish mantiqini almashtirmaydi. U faqat uning joylashuvini o‘zgartiradi. Boshqaruv mexanizmi IT infratuzilmasiga yaqinlashadi, dala qurilmalari esa ishlab chiqarish maydonida o‘zgarishsiz qoladi.

1-rasm. Avtomobil ishlab chiqarish liniyalari dasturiy ta’minot orqali aniqlanadigan boshqaruv ijrosi modellarini tobora ko‘proq sinab ko‘rmoqda.

Virtual PLC’ni aslida nima boshqacha qiladi

An’anaviy PLC mustahkam bitta qurilmada apparat va ish vaqti mantiqini birlashtiradi. vPLC esa bu qatlamlarni ajratadi. Ish vaqti muhiti standartlashtirilgan hisoblash infratuzilmasida ishlaydi.

Bu ajratish joylashtirish moslashuvchanligini ta’minlaydi. Muhandislar butun boshqaruv tizimini qayta loyihalashtirmasdan, boshqaruv nusxalarini serverlar bo‘ylab klonlashi, ko‘chirishi yoki masshtablashi mumkin.

2-rasm. An’anaviy PLC tizimlari hanuz deterministik dala darajasidagi boshqaruv muhitlarida ustunlik qiladi.

Ayrim joriy etishlarda Siemens avtomatlashtirish platformalari chekka boshqaruv va IT darajasidagi orkestratsiyani birlashtiruvchi gibrid arxitekturalarni qo‘llab-quvvatlash uchun virtual ish vaqti qatlamlari bilan kengaytiriladi.

Arxitektura qayerda buziladi va qayerda masshtablanadi

Hisoblash resurslari kengayganda virtual PLC’lar samarali masshtablanadi. Xotira va qayta ishlash quvvatini apparatni almashtirish sikllari o‘rniga standart serverlarni yangilash orqali oshirish mumkin.

Bu model modulli avtomatlashtirishni qo‘llab-quvvatlaydi. Muhandislar kiritish-chiqarish tuzilmalarini qayta loyihalashtirmasdan, yangi ishlab chiqarish liniyalari uchun qo‘shimcha boshqaruv nusxalarini ishga tushirishlari mumkin.

3-rasm. Boshqaruv dasturiy ta’minot orqali aniqlanadigan muhitlarga ko‘chirilganda ham taqsimlangan I/O asosan o‘zgarishsiz qoladi.

Zavodlarda joriy etish va amaliy cheklovlar

PROFINET va EtherNet/IP kabi sanoat Ethernet protokollari hanuz dala qurilmalarini ulaydi. Asosiy arxitektura o‘zgarishi boshqaruv ijrosi qatlamining yuqori qismida yuz beradi.

Bu IT va OT integratsiyasi bilan bog‘liq muammolarni keltirib chiqaradi. Tarmoq segmentatsiyasi, VLAN dizayni va kiberxavfsizlik zonalashuvi barqaror ishlash uchun muhim ahamiyat kasb etadi.

4-rasm. Sanoat serverlari endi boshqaruv mantiqi va IIoT xizmatlarini o‘z ichiga olgan bir nechta avtomatlashtirish ish yuklamalarini joylashtiradi.

Katta ko‘lamda ortiqchalilik zarur bo‘ladi. RAID xotirasi, VM’lar uchun avtomatik qayta ishga tushirish va klasterlangan serverlar yirik ishlab chiqarish muhitlarida ishlamay qolish xavfini kamaytiradi.

Nega bu o‘zgarish aynan hozir tezlashmoqda

Zamonaviy zavodlar allaqachon tahlil, OEE monitoringi va ma’lumot to‘plash uchun sanoat kompyuterlariga tayanadi. vPLC’lar ushbu hisoblash qatlamini real vaqt boshqaruviga kengaytiradi.

Bu yaqinlashuv IIoT arxitekturalarini qo‘llab-quvvatlaydi. Protokol tarjimasidagi to‘siqlarsiz ma’lumotlar boshqaruv mantiqidan bulutli tahlilga osonroq oqadi.

Chekka hisoblash texnologiyasining joriy etilishi ham ushbu tendensiyani kuchaytirmoqda. Ishlab chiqaruvchilar dala darajasidagi deterministik xatti-harakatni qurbon qilmasdan, tezroq tahliliy xulosalarga ega bo‘lishni istaydi.

O‘tish jarayoniga dala muhandisi nigohi

Virtual PLC’lar muhim xavfsizlik konturlaridagi mustahkam kontrollerlarning o‘rnini bosmaydi. Ular boshqaruv ierarxiyasini kengaytiradi va muhim bo‘lmagan avtomatlashtirish ish yuklamalarini o‘z zimmasiga oladi.

Eng katta qiymat gibrid tizimlarda namoyon bo‘ladi. Yuqori tezlikdagi deterministik vazifalar maxsus PLC apparatida qoladi, orkestratsiya va ma’lumotlar mantiqi esa virtual muhitlarga ko‘chadi.

Amalda bu bo‘lingan miya arxitekturasini yaratadi. Bir tomon deterministik boshqaruvni kafolatlaydi. Ikkinchi tomon esa masshtablash va tahlil tizimlari bilan integratsiyani ta’minlaydi.

Sanoat to‘liq almashtirishdan ko‘ra, aynan shu muvozanat tomon harakatlanmoqda.

Michael Grant, sanoat tizimlari muxbiri, Siemens va Schneider Electric avtomatlashtirish integratsiyasi loyihalarida 14 yillik tajribaga ega