Особливості майбутнього висококласного ПЛК

1. Здатність зараховувати бали більше не є критичною, але комунікаційні здібності важливіші. Тепер кожен може побачити, що архітектура системи керування повністю заснована на промисловій мережі Ethernet. Коли понад десять років тому з’явилася польова шина, ми сказали, що ПЛК високого класу повинен мати можливості розподіленого керування, мати можливість переносити багато розподілених сайтів і мати можливість підключатися до польової шини. Тоді при оцінці роботи контролера найважливішим пунктом було вміння набирати бали. З удосконаленням інтелекту польових пристроїв і потребою в системах керування для забезпечення надійності, стабільності та доступності здатність центрального процесора переносити точки більше не є ключем до розрізнення пристроїв високого класу від пристроїв, що не є висококласними. Зараз слід зосередитися на здатності Ethernet-зв’язку охоплювати поле, що безпосередньо визначає рівень контролю системи над польовим технологічним обладнанням. У той же час, оскільки ми зараз перебуваємо в періоді зв’язку минулого з майбутнім, наприклад, польова шина все ще використовується, і не можна сказати, що через оновлення вона більше не сумісна з польовою автобус у минулому. Однак майбутня тенденція розвитку — це світ Ethernet, і підтримка Ethernet має бути важливішою, а сумісність з існуючими протоколами польової шини також є аспектом, який не можна ігнорувати. Раніше Ethernet був методом зв’язку, який використовувався лише для зв’язку між ПЛК і комп’ютерним програмним забезпеченням вищого керівництва. Його перевага полягає в тому, що він може передавати більші обсяги даних, і до цієї мережі можна підключити більше станцій керування. Однак для польового керування, навіть якщо є багато польових станцій вводу/виводу та пристроїв, обсяг зв’язку не такий великий, як між ПЛК і головним комп’ютером. Однак це вимагає вищих вимог до реального часу та надійності, швидкість втрати пакетів є дуже важливою, а також можливість перевірки реального часу та передачі даних дуже важливі. Зараз, з розвитком економічного менеджменту на підприємствах, все більше і більше заводів використовують програмне забезпечення верхнього рівня для управління експлуатацією та обслуговуванням, таке як системи MES і системи управління активами. Звичайно, деякі люди також називають це інтелектуальним виробництвом або цифровими хімічними заводами. Це пов’язано з тим, що все більше і більше замовників процесів починають прагнути до більш економічного контролю, сподіваючись отримати деякі дані на місці через систему ПЛК для прямого використання, покращуючи ефективність і продуктивність у режимі реального часу, тим самим підвищуючи загальну ефективність роботи і управлінські здібності. 2. Інформаційна безпека ПЛК стає необхідною. У випадку «однієї мережі до кінця» виникає проблема: після того, як мережа підключена, і після того, як виробниче обладнання на місці підключено до вищезазначеного програмного забезпечення для керування або навіть до хмара, це відкриває канали для деяких систем управління та аналізу даних і спеціальних систем для нашого промислового контролю, вимоги до забезпечення інформаційної безпеки ще вищі. Коли взаємодія даних здійснюється з польових пристроїв, це означає, що вся комунікаційна мережа підключена. Якщо проблеми з інформаційною безпекою виникають на будь-якому вузлі під час процесу підключення, це може спричинити взаємний вплив. Якщо інформаційна безпека програмного забезпечення верхнього рівня не виконана належним чином, воно може вторгнутися з цього місця та продовжити роботу. Якщо розгортання локальної інформаційної безпеки для з’єднання між мережею керування та мережею керування виконано погано, воно може вторгнутися зверху або знизу, спричинивши серію ланцюгових реакцій. Тоді стороні ПЛК також потрібно добре попрацювати з інформаційної безпеки. У минулому при розробці ПЛК не враховувався аспект інформаційної безпеки, тому що основні ПЛК високого класу були розроблені з використанням технології 20 років тому. У той час не було інформаційної безпеки, і якщо ви захотіли виправити цей аспект пізніше, ви могли лише додати кришку зовні. Або виробник оновив і виправив базову операційну систему, або багато компаній з інформаційної безпеки та так звані команди з інформаційної безпеки зараз роблять такі речі, як додавання брандмауерів, додавання перемикачів безпеки мережі. «Але це лікування не лікує симптоми, як і людина. Ви дуже слабкі, і якщо ви щодня приймаєте загальнозміцнюючі ліки, здається, що вам стає краще, але як тільки виникає нова проблема, ви не можете їй протистояти». Глибинний захист може відігравати роль ізоляції та захисту рівня за рівнем, але справжня безпека все одно вимагає, щоб кожен рівень управління добре виконував свою роботу. Це теж важлива проблема. Нове покоління контролерів високого класу має починати з нуля. Незалежно від того, розгорнули ви його в іншому місці чи ні, принаймні сам ПЛК не повинен бути скомпрометований і мати власні можливості захисту безпеки. 3. Більше не просто пошук швидкості, а й стабільності та надійності. Після початку індустріальної ери в минулому виробничий процес поступово розвивався. На сьогоднішній день нам важко змінити процес, тому що ми змінили в основному все, що можна змінити, а значить, важко внести суттєві зміни в швидкість обробки системи управління в процесі. Для підвищення ефективності або вдосконалення процесу, який найбільше хвилює користувачів, насправді існує два способи його оптимізації. Один з них полягає в управлінні всім виробничим процесом і витонченому управлінні всім матеріалом. Інший — вдосконалене управління обладнанням. Однак, з цієї точки зору, фактично під контролем можливостей попереднього покоління високоякісних контролерів за останні 20 років, наше обладнання не має проблем із швидкістю обробки та може повністю задовольняти вимоги процесу. Швидші системи керування більше не є цінними для покращення та підвищення операційних переваг заводу. Так само, як і бігти по шосе, вам не має сенсу пробігати 500 миль, тому що для стабільності та надійності ми можемо побудувати автомобіль, який може проїхати понад 200 миль, щоб виправдати наші очікування, і цього достатньо. Незалежно від того, як швидко ви біжите, ви не зможете ним скористатися, але це принесе потенційну небезпеку. У цій ситуації для нас більше немає сенсу сліпо шукати швидкість процесора високого класу, як це було в минулому. Але одне залишається таким же, як і раніше, його стабільність і надійність, наприклад, чому я їжджу на машині, а не на мотоциклі? Адже він кращий в безпеці і надійності. Дивлячись на контролери високого класу зараз, справа не в тому, скільки точок вони можуть нести або наскільки швидкою може бути їх швидкість обробки, тому що ці речі більше не були проблемою, коли вони розвинулися до попереднього покоління. Тепер просто візьміть контролер малого та середнього розміру і скажіть, що немає суттєвої різниці між здатністю переносити бали та швидкістю обробки для досягнення рівня великих контролерів. Однак основним є його безпека, стабільність і надійність, а також комунікаційна здатність його системи. У минулому великі ПЛК в основному використовувалися для створення великих систем. Великі системи повинні мати можливість спілкуватися одна з одною, мати можливості спільного управління, спілкуватися з головним комп’ютером і підтримувати можливості. Усі ці можливості використовуються для визначення того, чи є система системою керування високого класу чи системою керування малого чи середнього розміру. 4. Тенденція полягає в тому, щоб мініатюризувати розмір і спростити використання. У минулому ми говорили, що краще бути великим, але в минулому не було можливості, тому що в той час це не можна було зробити маленьким, але насправді його вже зробили якомога меншим. Електронні вироби повинні мати однакову продуктивність, і чим менше вони виготовлені, тим вище їх технічне наповнення. Крім того, ми знаємо, що зараз спостерігається головна тенденція, оскільки промислові продукти все більше сприймаються всіма та починають поширюватися на цивільну сферу. Особливо в останні роки, після того, як промисловий розвиток різних країн досяг певного рівня, існує велика кількість проектів для отримання засобів до існування, таких як багато великих будівель, які почали використовувати PLC для контролю. У минулому використовувалися вбудовані контролери, але їх універсальність і масштабованість обмежені, вимагаючи професійного обслуговування. Популярність ПЛК починає проявлятися через різні причини. У майбутньому розподілені вимоги будуть набувати все більшого поширення. Навіть у традиційних галузях важкої промисловості в минулому вони висувають все більш високі вимоги до розподіленого встановлення систем керування. У минулому ми мали спеціалізовані станції керування, особливо в традиційних галузях промисловості, де всі ПЛК були розміщені на одній головній станції керування. Проте є проблема. При підключенні цих модулів до польових пристроїв існує багато з’єднань, складна конструкція, складне обслуговування та високі витрати, тому існує розподілений ввід/вивід. У майбутньому всі пристрої будуть розвиватися в напрямку інтелекту. У майбутньому двигуни на місці та деякі прилади виявлення можуть мати інтерфейси Ethernet, які безпосередньо підключаються до системи керування через Ethernet. У головній диспетчерській може бути шафа, заповнена контролерами, а потім стек комутаторів з’єднаний зі стопкою мережевих кабелів. У цьому випадку, як ви вважаєте, PLC має бути більшим чи меншим? Зі зміною концепції управління зміниться і дизайн фабрики. У майбутньому екран системи моніторингу буде збільшений, але обладнання буде використовуватися в якомога меншому місці для підвищення комфорту та ефективності. З огляду на це, якщо зараз ми контролюємо ціль у 3000 балів, нам знадобиться десять кабінетів, що зробить майбутнє все більш неможливим. Для того, щоб розмістити мікросхеми високого класу з оригінальними функціями на меншій друкованій платі або інтегрувати мікросхеми з більш потужними функціями, ніж оригінал, на меншу друковану плату, потрібен професійний дизайн і виробничі можливості. Не кожен може зробити це дуже маленьким. Легко зробити електронну систему управління більшою, але важко зробити її меншою, оскільки менший розмір вирішує проблеми електромагнітної сумісності, розсіювання тепла та компонування ланцюга, щоб отримати контролер, який є потужнішим, ніж оригінальний, який є прояв високого класу.