Zamonaviy avtomatlashtirishda virtual boshqaruv tizimlari va vPLC

Boshqaruv tizimlarining shkafdan hisoblash qatlamiga ko‘chishi

Sanoat boshqaruvi asta-sekin maxsus shkaf uskunalaridan dasturiy ta’riflangan bajarishga o‘tmoqda. Virtual PLClar, ko‘pincha vPLClar deb ataladi, endi an’anaviy boshqaruv shkaflari o‘rniga sanoat serverlari ichida ishlaydi.

Bu o‘zgarish avtomatlashtirish mantiqini almashtirmaydi. U uni joyini o‘zgartiradi. Boshqaruv dvigateli IT infratuzilmasiga yaqinlashadi, maydon qurilmalari esa zavod polida o‘zgarmay qoladi.

1-rasm. Avtomobil ishlab chiqarish liniyalari dasturiy ta’riflangan boshqaruv bajarish modellari bilan tobora ko‘proq tajriba o‘tkazmoqda.

Virtual PLCni haqiqatan farqlantiradigan narsa nima

An’anaviy PLC bitta mustahkam qurilmada apparat va ishga tushirish mantiqini birlashtiradi. vPLC esa bu qatlamlarni ajratadi. Ishga tushirish standartlashtirilgan hisoblash infratuzilmasida bajariladi.

Bu ajratish joylashtirishda moslashuvchanlikni ta’minlaydi. Muhandislar butun boshqaruv tizimini qayta loyihalashtirmasdan boshqaruv nusxalarini ko‘paytirishi, ko‘chirish yoki serverlar bo‘ylab kengaytirishi mumkin.

2-rasm. An’anaviy PLC tizimlari hali ham deterministik maydon darajasidagi boshqaruv muhitlarida hukmronlik qiladi.

Ba’zi joylashtirishlarda Siemens avtomatlashtirish platformalari kabi ekotizimlar virtual ishga tushirish qatlamlari bilan kengaytiriladi, bu esa chekka boshqaruv va IT darajasidagi orkestratsiyani birlashtirgan gibrid arxitekturalarni qo‘llab-quvvatlaydi.

Arxitektura qayerda buziladi va qayerda kengayadi

Virtual PLClar hisoblash resurslari kengayganda samarali kengayadi. Xotira va ishlov berish quvvati apparat almashtirish sikllari o‘rniga standart server yangilanishlari orqali oshirilishi mumkin.

Ushbu model modul avtomatlashtirishni qo‘llab-quvvatlaydi. Muhandislar yangi ishlab chiqarish liniyalari uchun boshqaruv nusxalarini yaratishi mumkin, I/O tuzilmalarini qayta loyihalashtirmasdan.

3-rasm. Boshqaruv dasturiy ta’riflangan muhitlarga ko‘chganida ham taqsimlangan I/O asosan o‘zgarmaydi.

Zavod joylashtirishlari va haqiqiy cheklovlar

PROFINET va EtherNet/IP kabi sanoat Ethernet protokollari hali ham maydon qurilmalarini bog‘laydi. Asosiy arxitektura o‘zgarishi boshqaruv bajarish qatlamida yuqoriroqda sodir bo‘ladi.

Bu IT va OT integratsiyasi muammolarini keltirib chiqaradi. Tarmoq segmentatsiyasi, VLAN dizayni va kiberxavfsizlik zonalari barqaror ishlash uchun muhim bo‘ladi.

4-rasm. Sanoat serverlari endi boshqaruv mantiqi va IIoT xizmatlari kabi bir nechta avtomatlashtirish ish yuklarini joylashtiradi.

Keng ko‘lamda zaxira nusxa muhim bo‘ladi. RAID saqlash, VM failover va klasterlangan serverlar katta ishlab chiqarish muhitlarida ish vaqtining to‘xtash xavfini kamaytiradi.

Nima uchun bu o‘zgarish hozir tezlashmoqda

Zamonaviy fabrikalar allaqachon tahlil, OEE kuzatuvi va ma’lumot yig‘ish uchun sanoat PClariga tayanadi. vPLClar ushbu hisoblash qatlamini real vaqt boshqaruviga kengaytiradi.

Ushbu birlashma IIoT arxitekturalarini qo‘llab-quvvatlaydi. Ma’lumotlar boshqaruv mantiqidan bulut tahliliga protokol tarjimasi to‘siqlarsiz oson oqadi.

Chekka hisoblashni qabul qilish ham bu tendentsiyani rag‘batlantiradi. Ishlab chiqaruvchilar maydon darajasida deterministik xatti-harakatdan voz kechmasdan tezroq tushuncha olishni xohlaydi.

Maydon muhandisining o‘tish haqidagi fikri

Virtual PLClar muhim xavfsizlik halqalarida mustahkam boshqaruvchilarni almashtirmaydi. Ular boshqaruv ierarxiyasini kengaytiradi va muhim bo‘lmagan avtomatlashtirish ish yuklarini o‘zlashtiradi.

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

Amalda bu ikkiga bo‘lingan arxitektura yaratadi. Bir tomoni deterministik boshqaruvni kafolatlaydi. Boshqasi esa kengayish va tahlil integratsiyasini ta’minlaydi.

Sanoat to‘liq almashtirish o‘rniga aynan shu muvozanatga intilmoqda.

Maykl Grant, Sanoat tizimlari muxbiri, Siemens va Schneider Electric avtomatlashtirish integratsiyasi loyihalarida 14 yillik tajriba