Поскольку потребность в более быстрых циклах разработки при минимизации рисков постоянно растет, многие компании полагаются на цифровых двойников для ускорения приложений промышленной автоматизации. Gartner прогнозирует, что к 2021 году 50% крупных промышленных компаний будут использовать цифровых двойников для создания новых бизнес-моделей и дальнейшего развития процессов промышленной автоматизации. Объем рынка цифровых двойников составлял 3,8 миллиарда долларов в 2019 году и, по оценкам, вырастет до 35,8 миллиарда долларов к 2025 году.

Потребность в более гибких, рентабельных и надежных установках также привела к модельным испытаниям этих установок. Чтобы широко и тщательно использовать эти модели для проверки промышленного оборудования на всех этапах разработки, необходимы цифровые двойники от проектирования до пуско-наладочных работ. Цифровые двойники - это цифровая копия физической системы, например производственного цеха. Чтобы протестировать новые алгоритмы управления, инженеры могут использовать цифрового двойника вместо выключения производственного цеха для проверки алгоритмов физической системы. Благодаря такому использованию цифрового двойника компания может быстрее перейти от тестирования и проверки к внедрению новых алгоритмов управления, не теряя при этом денег, поскольку производство не останавливается. Постоянно тестируя и проверяя алгоритмы, инженеры могут повысить качество и функциональность имитационной модели.

Более того, они могут обнаруживать ошибки кодирования на очень ранней стадии процесса разработки. Для работы этих систем необходимы программируемые логические контроллеры (ПЛК). Но почему ПЛК стимулируют рост и почему они имеют решающее значение для таких приложений, как профилактическое обслуживание, виртуальный ввод в эксплуатацию и других тем индустрии 4.0, таких как умный завод и заводские приемочные испытания?

ПЛК контролируют производственные процессы

ПЛК - это промышленные цифровые компьютеры, управляющие производственными процессами. Они варьируются от небольших модульных устройств до больших модульных устройств. Кроме того, они часто подключаются к другим ПЛК и системам Диспетчерского управления и сбора данных (SCADA). Области применения ПЛК - это сборочные линии, роботизированные устройства (например, коботы) или любая деятельность, требующая высокой надежности, простоты программирования и диагностики сбоев процесса.

Вкратце: чтобы все процессы выполнялись должным образом, ПЛК должен соответствующим образом реагировать на вводимые данные в течение короткого периода времени. Причина, по которой ПЛК лежат в основе процессов промышленной автоматизации, также может быть объяснена историей, которая подводит меня к следующему пункту.

ПЛК здесь, чтобы остаться

ПЛК, впервые представленные автомобильной промышленностью в конце 1960-х годов, произвели революцию в отрасли автоматизации. Идея отказа от реле заключалась в том, чтобы найти способ управлять производственными процессами с помощью компьютеров. Новизна ПЛК заключалась в том, что изобретатель Дик Морли нашел способ изобразить мышление компьютерных ученых так, чтобы инженеры-проектировщики могли проникнуться этим изобретением.

Первый ПЛК, Modicon 084, еще не стал кассовым хитом, но ситуация изменилась с появлением Modicon 184. С тех пор спрос неуклонно рос, что также подпитывало конкуренцию между недавно основанными производителями ПЛК, что приводило к инновациям и меньшим устройствам. (первый ПЛК от Modicon, Modicon 084, был размером с чемодан), чтобы еще больше облегчить поддержку и обслуживание завода. Помимо того, что ПЛК стали меньше, следует отметить скорость. Тот факт, что ПЛК могут обрабатывать сигналы все быстрее, сокращает время цикла и расширяет возможности связи. ПЛК также имеют больший объем памяти. Вкратце: ПЛК становятся лучше, меньше и быстрее.

В зависимости от области применения инновации и новые решения ПЛК будут становиться все более и более важными. Чем больше они могут сделать, тем важнее правильно применить тестирование ПЛК. По словам Филиппа Х. Ф. Валлнера, отраслевого менеджера по промышленной автоматизации и оборудованию в MathWorks, современный ПЛК может запускать сложные алгоритмы управления и обрабатывать сложные сигналы данных в режиме реального времени, что было бы невозможно 10 лет назад. Первые многоядерные процессоры на ПЛК уже используются в производстве. Кроме того, интеллектуальные датчики стали настолько доступными, что машиностроители теперь устанавливают их там, где это было экономически невозможно несколько лет назад .

ПЛК имеют все больше и больше возможностей

Новые возможности в производительности оборудования также привели к дальнейшему развитию ПЛК. Эта разработка актуальна, потому что она предлагает более индивидуальные и экономичные возможности процесса, разработанные с учетом конкретных требований.

Филип Валлнер очень наглядно иллюстрирует это в своей статье 5 тенденций, меняющих отрасль с использованием наших смартфонов. Хотя оболочка, то есть каркас смартфона, остается неизменной на протяжении многих лет, программное обеспечение меняется с каждым загружаемым обновлением. Это проливает свет на то, как индустрия промышленной автоматизации хочет подходить к роли ПЛК. Это не вопрос ежегодной перестройки всего физического предприятия (это не имеет смысла только по соображениям стоимости), а создание инфраструктуры программного обеспечения и управления, которая позволяет обновлять отдельные компоненты, чтобы вся система оставалась актуальной.

ПЛК могут справиться с будущими сложностями

Чем больше возможностей, тем сложнее. Развивается не только сам ПЛК, но и изобретения, которые необходимы для ПЛК, такие как протоколы связи. Эти улучшения возможны благодаря развитию процессоров: поскольку процессоры становятся все быстрее и быстрее, а объем памяти все больше и больше, возникают решения и возможности ПЛК, которые ранее были немыслимы. К ним относятся интеграция систем машинного зрения, управление движением, а также синхронизированная поддержка нескольких протоколов связи.

ПЛК ускоряют внедрение инноваций в промышленной автоматизации

Хотя тестирование ПЛК становится все более сложным, оно необходимо для промышленной автоматизации. Многочисленные возможности, которые возникают в результате этого, вероятно, откроют двери для новых изобретений и революционных инноваций в будущем.

Заключение

Таким образом, следует предположить, что решения ПЛК будут продолжать развиваться в будущем, чтобы стимулировать инновации в отрасли. Новые задачи, такие как внедрение алгоритмов машинного обучения, профилактического обслуживания и виртуального ввода в эксплуатацию или создание цифрового двойника всего завода, будут по-прежнему приводить к усложнению ПЛК.

История ПЛК также показывает, что эти контроллеры развивались с течением времени и будут продолжать развиваться в сторону открытых контроллеров в будущем. Благодаря гибкости и дальнейшему развитию этой технологии в будущем появится множество инновационных возможностей в области промышленной автоматизации, которые были бы немыслимы без ПЛК.

Первоначально опубликовано на https://www.unlikelytechie.com 10 ноября 2020 г.