Өнеркәсіптік интернет PLC икемді өндіріс үшін бірлескен басқару

Оқшауланған автоматтандырудан тыс – Неліктен PLC-лер ынтымақтастық орталықтарына айналуы керек

Өнеркәсіптік автоматтандыру ұзақ уақыт бойы сенімді өндіріс бақылауы үшін PLC-лерге тәуелді болды. Алайда, көпшілік ескі PLC жүйелері оқшауланған түрде жұмыс істейді. Олар сирек жоғары деңгейдегі жеткізушілермен немесе төменгі деңгейдегі дистрибьюторлармен байланысады. Бұл деректердің үзілістерін тудырады. Нәтижесінде зауыттар артық өндіріс немесе нарықтағы өзгерістерге баяу жауап беру мәселелерімен күреседі. Тіпті, дәстүрлі PLC-лер жаппай тапсырыс бойынша өндірісті қолдай алмайды. Оларда заманауи жабдықтау тізбектерінің талап ететін икемділігі мен нақты уақыттағы деректер ағыны жоқ. Ескі PLC-дегі типтік сканерлеу циклі жергілікті енгізу/шығару мен бірнеше қашықтағы рельстерді өңдейді. Бірақ JSON жүктемелерін немесе MQTT хабарларын өңдемейді. Бұл шектеу дистрибьютордың қор деңгейіне қарай өндірісті үш деңгей жоғары реттеу қажет болғанда өте маңызды болады.

PLC-ді қайта анықтау – жергілікті контроллерден өнеркәсіптік тізбек дирижеріне дейін

Өнеркәсіптік интернет пен PLC бірлескен басқару моделі бұл жағдайды мүлдем өзгертеді. Ол жай ғана байланыс қосып қана қоймайды. Оның орнына, өнеркәсіптік интернет протоколдарын тікелей PLC аппараттық және фирмалық бағдарламалық қамтамасыз етуіне енгізеді. Бұл PLC-лерге ERP жүйелерімен, жабдықтау тізбегі платформаларымен және ақылды сенсорлармен нақты уақыт режимінде байланысуға мүмкіндік береді. Нәтижесінде өндіріс деректері шикізат көзінен соңғы жеткізілімге дейін үздіксіз ағады. Ақпараттық таршылықтар жойылады. PLC жеке құрылғы емес, тізбекаралық ынтымақтастық орталығына айналады.

Фирмалық бағдарламалық қамтамасыз ету тұрғысынан бұл TLS 1.2 немесе 1.3 бар жеңіл TCP/IP стекін енгізуді білдіреді. PLC сертификат негізіндегі аутентификацияны қолдауы керек. Сондай-ақ, ол әдетте MQTT немесе AMQP болатын жариялау-жазылу хабар алмасу клиентін қажет етеді. Көптеген инженерлер ресурстық шектеулер туралы сұрайды. Siemens S7-1500 немесе Rockwell CompactLogix 5480 сияқты заманауи PLC-лерде осы стеклерді іске қосуға жеткілікті RAM және флэш бар. Негізгі қиындық – анықталған уақыттылық. Желілік трафик PLC-дің циклдік тапсырмаларын орындауына кедергі келтірмеуі керек. Сондықтан коммуникациялық тапсырмаларды төмен басымдықтағы фондық тапсырмаға бөлу қажет. Немесе арнайы коммуникациялық қос процессорды пайдалану керек.

Тізбек бойынша икемділікті қамтамасыз ететін техникалық ерекшеліктер

Бұл жаңа модельдің тиімді жұмыс істеуін қамтамасыз ететін үш техникалық ерекшелік бар. Біріншіден, PLC ішіндегі шеткі есептеу деректерді жергілікті өңдейді. Бұл бұлттық кідірісті 10 миллисекундтан төмен деңгейге дейін азайтады. Екіншіден, IEC 61499 стандартына сәйкес ашық бастапқы PLC бағдарламалау құрылымдары брендтер арасында үйлесімділікті қамтамасыз етеді. Үшіншіден, жасанды интеллект негізіндегі алдын ала техникалық қызмет көрсету PLC-лерге жабдықтағы ақауларды тоқтап қалмас бұрын анықтауға мүмкіндік береді. Осы ерекшеліктер бірге өзін-өзі оңтайландыратын өндірістік тізбекті жасайды. Сонымен қатар, олар бір ғана жеткізушіге тәуелділікті азайтады.

IEC 61499 туралы кеңейтіп айтайын, себебі көптеген инженерлер әлі де IEC 61131-3 терминдерінде ойлайды. IEC 61499 оқиғаға негізделген функция блоктарын қолданады. Бұл циклдік сканерлеу моделінен түбегейлі өзгеше. IEC 61499-де функция блогы тек оқиға алған кезде іске қосылады. Бұл таратылған, ынтымақтастық жүйелеріне мінсіз сәйкес келеді. Мысалы, жеткізушінің PLC-і шикі материал сапасы ауысқанда сіздің PLC-ге оқиға жібере алады. Содан кейін сіздің PLC нашар материал желіге енбес бұрын рецептті түзетуді іске қосады. Бұл дәстүрлі саты логикасымен таза жасалмайды. 4diac FORTE сияқты ашық бастапқы фреймворктер ресурстары шектеулі құрылғыларда IEC 61499-ді жүзеге асырады. Оны Raspberry Pi-де немесе Linux негізіндегі кейбір PLC-лерде тікелей іске қосуға болады.

Алдын ала техникалық қызмет көрсету үшін PLC жергілікті машина оқыту болжамын қажет етеді. Шикі діріл деректерін бұлтқа жібермеңіз. Бұл кешігулер мен өткізу қабілеті шығындарын тудырады. Оның орнына PLC-де немесе оған жақын шеткі шлюзде жеңіл модельді іске қосыңыз. Isolation forests немесе autoencoders сияқты алгоритмдерді қолданыңыз. Модельді тарихи ақау деректері бойынша офлайн оқытыңыз. Содан кейін болжам қозғалтқышын функция блоктарының жиынтығы ретінде орналастырыңыз. PLC аномалияны анықтағанда, дереу әрекет ете алады. Мысалы, желі жылдамдығын азайту немесе төменгі станцияны тексеруге белгілеу.

Тізбектер арасындағы PLC-лер үшін коммуникация протоколдары мен деректер моделін жасау

Ынтымақтастықтағы PLC бірнеше протоколдармен сөйлесуі керек. Ол зауыт ішіндегі машинадан машинаға байланыс үшін OPC UA-ны сақтайды. Бұлттық және зауыттар арасындағы деректер алмасу үшін MQTT немесе Sparkplug B қосады. Сондай-ақ ERP жүйелерін тікелей сұрау үшін REST API мүмкіндіктері қажет. Көптеген инженерлер Sparkplug B туралы сұрайды. Бұл спецификация MQTT үшін стандартты жүктеме форматтарын анықтайды. Ол күйді басқару және туу-сенімхаттарын қамтиды. Құрылғыларды автоматты түрде табу қажет болса, Sparkplug B-ны қолданыңыз. Егер экожүйеңізде OPC UA болса, оны қолданбаңыз.

Деректер моделін жасау да маңызды. Сіз ERP жүйесіне шикі PLC тег атауларын жібере алмайсыз. ERP "DB42.DBX12.4" дегенді түсінбейді. Сондықтан семантикалық сәйкестендіру қабатын анықтаңыз. Asset Administration Shell немесе Digital Twin стандарты (IEC 62832) қолданыңыз. Әр өндірістік активтің стандартталған қасиеттері бар сандық егізі болады. PLC физикалық сенсорларды оқып, мәндерді сандық егіздің қасиеттеріне жазады. Сандық егіз содан кейін барлық жоғары деңгейдегі коммуникацияны басқарады. Бұл басқару логикасын деректер алмасу логикасынан бөледі.

Нақты уақыттағы қорларды синхрондау үшін қарапайым модельді қолданыңыз. Әр PLC әр секунд сайын жүрек соғу хабарламасын жариялайды. Хабарламада ағымдағы буфер деңгейлері, машина күйі және жинақталған өндіріс саны болады. Төменгі деңгейдегі PLC-лер осы тақырыптарға жазылады. Олар өздерінің азықтандыру жылдамдықтарын сәйкесінше реттейді. Бұл орталық үйлестірушісіз виртуалды желілік білік жасайды. Егер бір PLC байланыс жоғалтса, төменгі деңгейдегі PLC-лер үш жүрек соғу хабарламасын жібермегеннен кейін қауіпсіз әдепкі жылдамдықтарға оралады.

Тиімділіктен тыс бизнес құндылығы – сұранысқа негізделген және тұрақты

Көптеген кәсіпорындар бұл модельді тек тиімділік құралы ретінде көреді. Бірақ оның шынайы құндылығы тереңірек. Зауыттар сұранысқа негізделген өндіріс режиміне ауыса алады. Олар нақты уақыттағы дистрибьютор тапсырыстарына сәйкес өнімді реттейді. PLC желісі арқылы мониторинг энергияны оңтайландырады, көміртегі ізін айтарлықтай азайтады. Көпұлтты компаниялар үшін бұл модель ғаламдық нысандарда өндіріс процестерін стандарттайды. Сапа тұрақты болады. Қысқасы, өнеркәсіптік тізбек икемді, тұтынушыға бағытталған экожүйеге айналады.

Энергияны оңтайландыруды қарастырыңыз. Ынтымақтастықтағы PLC желісі сұранысқа жауап бере алады. Коммуналдық қызмет MQTT арқылы баға сигналы немесе қысқарту сұрауын жібереді. Барлық PLC-лер оны бір уақытта қабылдайды. Әр PLC жергілікті түрде маңызды емес жүктемелерді азайту туралы шешім қабылдайды. Бояу желісі пештің алдын ала қыздыру циклін тоқтатуы мүмкін. Компрессор қысым орнатуын 10% төмендетуі мүмкін. PLC-лер өндірісті тоқтатпай жалпы жүктемені азайту үшін үйлеседі. Бұл үшін орталықтандырылған энергия басқару жүйесі қажет емес. Ақыл-ой таралған.

Сапаны стандарттау үшін барлық ғаламдық нысандарда бірдей PLC код базасын қолданыңыз. Кодты нұсқаларды басқару қоймасында сақтаңыз. Оны контейнерленген орындау ортасы арқылы енгізіңіз. Иә, PLC кодын контейнерлерде іске қосуға болады. CODESYS және басқа SoftPLC платформалары Docker контейнерлерін қолдайды. Бұл сізге бүкіл әлем бойынша нашар жаңартуды бірнеше минут ішінде қайтаруға мүмкіндік береді. Сондай-ақ, A/B тестілеуді жүзеге асырады. Жаңа рецептіні бір PLC-де 24 сағат іске қосыңыз. Сапа көрсеткіштерін автоматты түрде салыстырыңыз. Егер сәтті болса, барлық PLC-лерге таратыңыз.

Маман кеңесі – Талант пен Ашық Архитектура маңызды

Өнеркәсіптік автоматтандыру саласында 15 жыл жұмыс істегеннен кейін, мен жүйелердің оқшаулануы өсуге кедергі келтіретінін көрдім. Бұл ынтымақтастық моделі тек техникалық жаңарту ғана емес. Бұл стратегиялық қажеттілік. Бір маңызды мәселе – талант. Инженерлер PLC бағдарламалауды және Өнеркәсіптік Интернет протоколдарын меңгеруі керек. Сондықтан мен бар қызметкерлерге арналған аралас оқыту бағдарламаларына инвестиция салуды ұсынамын. Сонымен қатар, жабдықтаушыға тәуелділіктен аулақ болу үшін ашық архитектуралы PLC-лерді таңдаңыз. Болашақ – деректерді тек жергілікті бақылау емес, ынтымақтастыққа айналдыратын кәсіпорындарға тиесілі.

Мен нақты техникалық оқыту бойынша кеңес берейін. Сіздің командаңызға үш дағды қажет. Біріншісі, дәстүрлі PLC дағдылары: саты логикасы, құрылымдық мәтін және нақты уақыттағы шектеулер. Екіншісі, IT дағдылары: TCP/IP, TLS сертификаттары, MQTT және JSON талдауы. Үшіншісі, деректер ғылымының негіздері: уақыттық қатарларды талдау, аномалияларды анықтау және модельдерді енгізу. Барлығын бөлек курстарға жібермеңіз. Оның орнына, алты апталық ішкі оқу лагерін ұйымдастырыңыз:

• 1-апта: PLC сканерлеу циклдерін және тапсырма басымдықтарын қарау
• 2-апта: аутентификациямен жергілікті MQTT брокерін орнату
• 3-апта: JSON жүктемесін жариялайтын құрылымдық мәтін функция блогын жазу
• 4-апта: екі PLC арасында жүрек соғу бақылаушысын іске қосу
• 5-апта: шеткі шлюзде қарапайым аномалияны анықтау моделін енгізу
• 6-апта: бәрін өндірістік пилоттық сызыққа біріктіру

Ашық архитектурада, жеке коммуникациялық кітапханаларды қажет ететін PLC-ларды қолданбаңыз. Егер PLC сатушыға тән шлюзсіз MQTT пакетін тікелей жібере алмаса, оны қабылдамаңыз. Python немесе C++ функция блоктарын тікелей қолдайтын PLC-ларды іздеңіз. Beckhoff TwinCAT және WAGO PFC сериялары жақсы мысалдар. Олар толық Linux ядросында жұмыс істейді. Стандартты ашық бастапқы кітапханаларды орнатуға болады. Бұл максималды икемділікті береді. Кемшілігі – нақты уақыт кепілдіктерін қамтамасыз ету қиынырақ. Бірақ бірлескен басқару үшін миллисекундтан аз дәлдік сирек қажет. Он миллисекундтық ауытқу қабылданады.

Нақты жағдай – Электроника өндірушісі жеткізу уақытын 78% қысқартты

Жаһандық 3C электроника өндірушісі бұл модельді Азия мен Еуропадағы 12 зауытта қолданды. Delta DVP-сериялы PLC-ларды Huawei Өнеркәсіптік Интернет Платформасымен біріктірді. MQTT протоколдары аймақаралық деректерді жіберуді басқарды. Жүйе компоненттер қорын, өндіріс кестелерін және сапа деректерін нақты уақыт режимінде бөлісуге мүмкіндік берді. Нәтижесінде тапсырыстардың жеткізу уақыты 14 күннен 3 күнге дейін қысқарды. Қор шығындары 28%-ға төмендеді. Жеткізушілер PLC-ның сұраныс ескертулері арқылы жеткізу кешігулерін 40%-ға азайтты.

Іс қысқаша мазмұнында айтылмаған техникалық мәліметтерді қосайын. Delta DVP-сериялы PLC-лар MQTT үшін кіріктірілген Ethernet портын қолданды. Әр PLC Sparkplug B клиентін іске қосты. Тақырып кеңістігі қатаң иерархияға сәйкес болды: аймақ/зауыт/сызық/станция/метрик. Мысалы, asia/shanghai/smt3/feeder/reel_A_remaining. Бұл ұсақ жазылымға мүмкіндік берді. Сапаны бақылау станциясы тек өз процесіне әсер ететін алдыңғы станциялардың метрикаларына жазылды. MQTT брокері 99.999% жұмыс уақыты бар кластерленген EMQX орналастыруы болды. Аймақаралық байланыстар TLS және өзара аутентификациямен қорғалды. Әр PLC-ға өндіріс кезінде X.509 сертификаты берілді.

Сұраныс туралы ескерту жүйесі келесідей жұмыс істеді. Жеткізушінің PLC-сы дайын өнім буферін бақылады. Буфер сұраныстың екі сағатынан төмендегенде, PLC ескерту жариялады. Өндірушінің PLC-сы осы тақырыпқа жазылды. Ол өндіріс кестесін қайта есептеді. Сондай-ақ жеткізушіге растау жіберді. Жеткізушінің PLC-сы растауды алып, өндіріс мақсатын арттырды. Бұл бүкіл цикл 500 миллисекундтан аз уақыт ішінде жабылды.

Дискретті және процестік өндіріс үшін арнайы шешімдер

Бұл модель әртүрлі өнеркәсіп салаларына оңай бейімделеді. Электроника немесе машина жасау сияқты дискретті өндіріс үшін модульдік PLC конфигурациялары өнім желісін жылдам ауыстыруды қолдайды. Тамақ және фармацевтика сияқты өңдеу өндірісі үшін PLC-лер DCS және партиялық басқару жүйелерімен интеграцияланады. Бұл FDA және GMP стандарттарына сәйкестікті қамтамасыз етеді. Кіші кәсіпорындар үшін де үнемді нұсқалар бар. Мысалы, Omron CP1H PLC-лері жеңіл өнеркәсіптік интернет шлюздерімен жұптасып, төмен кедергідегі кіру нүктесін ұсынады.

Дискретті өндіріс үшін конфигурация кестесі тәсілін қолданыңыз. Өнімге тән параметрлерді дерекқорда немесе CSV файлында сақтаңыз. PLC жұмыс уақытында кестені оқиды. Өндіріс жаңа өнімге ауысқанда, PLC сәйкес параметрлер жиынтығын жүктейді. Бұған фидер жылдамдықтары, қабылдамау шектері және инспекция рецепттері кіреді. Бірлескен аспект — бұл кестелерді нысандар арасында бөлісу. Бір инженерлік орталық негізгі кестені жасайды. Барлық PLC-лер MQTT арқылы жаңартуларды алады. Нұсқа бақылауы маңызды. Нұсқа идентификаторы ретінде бүкіл кестенің хэшін пайдаланыңыз. PLC іске қосылғанда хэшті тексереді. Егер сәйкес келмесе, жаңартуды қабылдамайды және техникалық қызметке ескертеді.

Өңдеу өндірісі үшін партиялық басқару негізгі мәселе болып табылады. ANSI/ISA-88 партиялық басқару стандарттарын анықтайды. Бірлескен PLC-лер ISA-88 Фаза және Операция логикасын жүзеге асыра алады. PLC MES-тен MQTT арқылы партиялық рецепт алады. Содан кейін рецепт қадамдарын орындайды. Бірақ мұнда бірлескен ерекшелік бар. PLC ағымдағы партия күйін төменгі деңгейдегі бөлімдерге жариялайды. Төменгі деңгейдегі кристаллизатор жоғары деңгейдегі реактордың болжамды аяқталу уақытына негізделіп, өз қаптамасын алдын ала салқындата алады. Бұл партиялар арасындағы ауысу уақытын азайтады. FDA талаптарына сәйкес, PLC барлық рецепт өзгерістері мен параметр түзетулерін тіркеуі керек. Бір рет жазылатын аудит ізін пайдаланыңыз. Журналдарды блокчейнде немесе өзгермейтін дерекқорда сақтаңыз. PLC-де жою құқығы болмауы тиіс.

Кіші кәсіпорындар үшін Omron CP1H тәсілі жақсы жұмыс істейді. Бұл PLC-де жергілікті MQTT жоқ. Industrial Shield M100 сияқты жеңіл шлюз қосыңыз. Шлюз Modbus TCP арқылы PLC тіркеушілерін оқиды. Содан кейін мәндерді MQTT брокеріне жариялайды. Шлюз командаларды да жазылып, оларды PLC тіркеушілеріне қайта жазады. Жалпы жабдық құны 500 АҚШ долларынан төмен. Бұл кіші фабрикаларға бүкіл PLC паркін ауыстырмай бірлескен желіге қосылуға мүмкіндік береді.

B2B операциялары үшін практикалық орналастыру сценарийлері

Орташа көлемдегі автокөлік бөлшектерін жеткізушіні қарастырыңыз. Ол басу, дәнекерлеу және бояу желілерін дәл уақытында жеткізу кестелерімен синхрондау үшін бірлескен PLC-лерді орналастыра алады. Тағы бір сценарий — химиялық партиялық өңдеуші. Мұнда DCS интеграциясы бар PLC-лер шикізаттың қолжетімділігі мен тапсырыстарға негізделген рецепттерді автоматты түрде реттей алады. Бұл сценарийлер бірлескен басқарудың жоғары аралас төмен көлемді және үздіксіз өндіріс орталарында жұмыс істейтінін көрсетеді.

Автомобиль сценарийін егжей-тегжейлі түсіндірейін. Жеткізушінің үш штамптау пресі екі дәнекерлеу желісін қамтамасыз етеді. Дәнекерлеу желілері бір бояу желісін қамтамасыз етеді. Ынтымақтастықсыз әр желі қауіпсіздік буферлерімен жұмыс істейді. Ынтымақтастықпен дәнекерлеу желісінің PLC-лері штамптау пресінің PLC-леріне жазылады. Егер бірінші штамптау пресінің цикл уақыты 10% қысқарса, дәнекерлеу желісінің PLC-лері жүктемені қайта бөледі. Олар бірінші штамптау пресінен дәнекерлеу желісі біріне көбірек бөлшектер жібереді. Бояу желісінің PLC-і екі дәнекерлеу желісінің PLC-леріне жазылады. Ол кіретін бөлшектер жылдамдығына қарай конвейер жылдамдығын реттейді. Нәтижесінде жұмыс процесіндегі қор 15% төмендейді. Жүйе ақауларды да тиімді басқарады. Егер екінші штамптау пресі істен шықса, дәнекерлеу желісінің PLC-лері бір секунд ішінде оқиға алады. Олар барлық бөлшектерді бірінші штамптау пресі мен екінші дәнекерлеу желісіне қайта бағыттайды. Бояу желісі PLC-і жаңа өткізу қабілетіне сәйкес жылдамдықты автоматты түрде төмендетеді.

Химиялық сценарийде процессор желімдер жасайды. Шикізаттың қолжетімділігі күн сайын өзгереді. Сатып алу жүйесі ағымдағы қор деңгейлерін көрсететін JSON хабарын таратады. PLC осы тақырыпқа жазылады. Егер негізгі катализатор аз болса, PLC кітапханасынан баламалы рецепт таңдайды. Ол қыздыру профильдері мен араластыру уақытын сәйкес реттейді. PLC жаңа күтілетін өнімді де жариялайды. Орау желісінің PLC-і оны қабылдап, дұрыс барабан өлшемін жоспарлайды. Барлығы адам араласусыз. Оператор тек HMI бақылау тақтасындағы өзгерістерді қарайды.

Ынтымақтастықтағы PLC желілерінің қауіпсіздік мәселелері

Жабдықтау тізбегіндегі PLC-лерді қосу жаңа шабуыл беттерін тудырады. Сондықтан қауіпсіздік кейін қосылмай, бастапқыда енгізілуі керек. Желіні сегменттеу қолданыңыз. Ынтымақтастықтағы PLC-лерді арнайы өнеркәсіптік DMZ-ге орналастырыңыз. Трафикті шектеу үшін брандмауэрлерді қолданыңыз. Тек 8883 портында MQTT (TLS) және 4840 портында OPC UA рұқсат етіңіз. Басқа барлық трафикті блоктаңыз. Әр PLC үшін сертификат негізіндегі аутентификацияны қолданыңыз. Ортақ парольдер жоқ. PLC қызметтен шығарылғанда сертификаттарды дереу қайтарыңыз.

Желіге сенсеңіз де, хабар деңгейінде шифрлауды енгізіңіз. TLS-пен MQTT деректерді тасымалдау кезінде қорғайды. Бірақ сезімтал параметрлер үшін қолданба деңгейіндегі шифрлауды қарастырыңыз. Рецепт формулалары мен сапа шектері – сауда құпиялары. Оларды бүкіл жабдықтау тізбегі бойынша қоғамдық кілтпен шифрлаңыз. Тек мақсатты PLC жеке кілтімен шифрды ашады. Қысқа мерзімді кілттерді қолданыңыз. Оларды әр 90 күн сайын автоматты түрде ауыстырыңыз.

Аномалды трафикті бақылаңыз. Бұзылған PLC әртүрлі әрекет етеді. Ол күтпеген тақырыптарға немесе ерекше жылдамдықпен хабар таратуы мүмкін. Барлық MQTT трафигін тексеретін қауіпсіздік шлюзін орнатыңыз. Мысалы, ережелерді қолданыңыз: 3-ші желідегі PLC тек /factory/line3/ басталатын тақырыптарға хабар таратуы керек. Егер ол /factory/line1/ тақырыбына хабар таратса, блоктап, ескертіңіз. Сондай-ақ хабар тарату жылдамдығын бақылаңыз. Әдетте әр 1000 миллисекунд сайын хабар тарататын PLC кенеттен әр 10 миллисекунд сайын хабар таратса, бұл мәселенің бар екенін көрсетеді.

Болашақ трендтер – Уақытқа сезімтал желілік байланыс және таралған басқару

Келесі эволюция — бірлескен PLC үшін Уақытқа сезімтал желі (TSN). TSN стандартты Ethernet-ке детерминистік кешіктіру қосады. TSN арқылы PLC-лер басқару циклдарын бір микросекундқа дейін синхрондай алады. Бұл таралған қозғалысты басқаруды қамтамасыз етеді. Бір PLC негізгі энкодерді басқара алады, ал үш басқа PLC құл осьтерін басқарады. Арнайы қозғалыс контроллері қажет емес. IEEE 802.1AS уақыт синхрондауын қамтамасыз етеді. 802.1Qbv жоспарланған трафикті қамтамасыз етеді. PROFINET және EtherCAT сияқты өнеркәсіптік Ethernet протоколдары TSN-ді қабылдап жатыр.

Тағы бір үрдіс — функция-блок негізіндегі таралған басқару. Бір PLC бүкіл желіні басқарудың орнына басқару логикасын кіші функция блоктарына бөледі. Бұл блоктарды бірнеше PLC арасында таратады. Әр блок өзінің кіріс-шығысында жұмыс істейді. Блоктар TSN арқылы оқиғалармен байланысады. Бұл сымдарды азайтады және бір ғана ақау нүктесін жояды. IEC 61499 стандарты бұны қолдайды. Бірақ қабылдау баяу жүріп жатыр. PLC қуатты болған сайын және TSN жетілген сайын, келесі үш-бес жылда қабылдау қарқыны артады деп күтілуде.

Бірлескен PLC архитектураларының салыстырмасы

Төмендегі кесте бірлескен PLC желілерін іске асыру үшін үш жалпы архитектураны салыстырады. Оны орналастыру стратегиясын таңдағанда сілтеме ретінде пайдаланыңыз.

Бірлескен басқару үшін ұсынылатын PLC модельдері

Нақты орналастыру тәжірибесіне негізделген, бірлескен басқару жобалары үшін жақсы жұмыс істейтін нақты PLC модельдері. Әр модель әртүрлі бюджет пен өнімділік талаптарына сәйкес келеді.

Қадамдық іске асыру тексеру тізімі

Бірінші бірлескен PLC желісін орналастырғанда осы тексеру тізімін пайдаланыңыз. Ол аппараттық, бағдарламалық және қауіпсіздік тапсырмаларын логикалық тәртіппен қамтиды.

• Әрбір PLC-де бірлескен трафик үшін арнайы Ethernet порты бар екенін тексеру
• Желідегі әрбір PLC үшін X.509 сертификаттарын қамтамасыз ету
• TLS қосылған кластерленген MQTT брокерін (EMQX немесе VerneMQ) орнату
• Код жазбас бұрын тақырып кеңістігі иерархиясын анықтау
• Құрылымдық мәтінде немесе саты блоктарында жүрек соғу функциясын іске асыру
• Сертификаттарды жаңарту және қайтару процедураларын офлайн режимде тексеру
• Edge серверінде семантикалық карталау қабатын (Asset Administration Shell) орналастыру
• Толық жабдықтау тізбегіне кеңейту алдында екі PLC-пен пилоттық сынақ жүргізу
• Барлық тақырып атауларын, жүктеме форматтарын және қате өңдеу ережелерін құжаттау
• MQTT диагностика құралдары сияқты MQTT Explorer-ді пайдалану бойынша техникалық қызмет көрсету персоналын оқыту

PLC және DCS шешімдеріне маманданған өнеркәсіптік автоматтандыру инженері Гу Цзинхун жазған, мұнай, газ және химия өнеркәсіптері үшін.