La majoria de controladors industrials, com ara controladors lògics programables (PLCs) i controladors d’automatització programables (PACS), poden gestionar funcions bàsiques com ara el control en temps real de les connexions discretes i analògiques/sortida (E/S). De fet, aquest tipus de funcionalitats inclou la majoria de controladors, i el focus es centra principalment en la capacitat del nombre de punts d'E/S que es poden gestionar, que sol ser fàcil de determinar.
Per tal d’adaptar-se millor a la implementació de l’Internet industrial de les coses, quan compren controladors industrials, les empreses han de considerar altres funcions avançades com ara el processament de dades, la comunicació i el control d’alta velocitat. Comprendre com implementar les funcions necessàries en un controlador i com les noves funcions milloraran el disseny pot ajudar a les empreses fabricants a millorar l’eficiència.
Funcionalitat de processament de dades
Els controladors moderns amb programació avançada de noms de marcatge sovint ofereixen diverses funcions de processament de dades, inclòs el registre de dades integrat. Alguns controladors avançats també poden interactuar amb bases de dades estàndard en sistemes de nivell empresarial, com ara els sistemes de planificació de recursos empresarials (ERP).
La registre de dades directament a un dispositiu d’emmagatzematge USB connectat al controlador és una característica important i sovint és un requisit en moltes aplicacions. Els controladors amb les capacitats de registre de dades solen donar suport a les unitats de ploma USB formatades o mini targetes SD amb fins a 32 GB d’emmagatzematge cadascuna.
El registre de dades es basa generalment en esdeveniments o programació. Els esdeveniments es desencadenen per canvis d’estat, com ara les transicions de l’estat de dades de tipus booleà. El registre de dades programat es defineix a intervals regulars, per exemple, cada minut, cada hora, cada dia o cada mes.
El nombre de fitxes que es poden registrar sol ser limitat, però s’han de configurar almenys 50 valors de token per a cada enviament o peça activada. Els errors del sistema també s’han d’emmagatzemar juntament amb l’hora i la data de l’error o l’esdeveniment. Els noms del fitxer de registre han de ser configurables o generats automàticament en funció de les preferències dels usuaris.
A més de registrar dades localment, alguns controladors poden comunicar -se amb els sistemes empresarials informàtics. Un servidor OPC connectat al controlador n’és un exemple. El servidor pot recopilar dades en temps real dels controladors del sòl de la planta i recuperar, afegir, suprimir i actualitzar els registres de dades en una base de dades estàndard. Això s’aconsegueix donant suport a les connexions a bases de dades compatibles amb Microsoft Access, servidors de llenguatge de consulta estructurat (SQL) o connectivitat de bases de dades obertes (ODBC).
Algunes eines de programari del mercat permeten a l'usuari establir una connexió entre el sistema de TI Enterprise i el PLC de manera que es puguin recollir les dades del PLC i emmagatzemar -les en una base de dades. L’esforç de configuració d’aquests servidors sol ser mínim i els usuaris poden configurar -los per recopilar només les dades necessàries per als seus processos.
Aquestes funcions de bases de dades proporcionen aplicacions pràctiques per al seguiment del moviment de materials i les mètriques de producció. Un controlador que realitza tasques de producció reals pot fer un seguiment del progrés del sòl de la fàbrica per assegurar l’optimització del temps de fabricació. També pot fer un seguiment del consum de materials. Aquesta informació es pot utilitzar per ajustar l’inventari per assegurar -se que els materials siguin suficients quan sigui necessari.
Enregistrant dades de producció a mesura que es fabriquen peces o productes, aquestes funcions també es poden utilitzar per fer un seguiment de l’estat d’un producte des del principi fins al final. Desant l’estat del producte final, la funció de segell de data/hora integrada de la base de dades es pot utilitzar per complir els requisits d’assegurament de la qualitat o d’auditoria.
Característiques de la comunicació
Una altra característica important a tenir en compte a l’hora de seleccionar un controlador d’automatització són les capacitats de comunicació. S'han de disposar de diversos ports de comunicació Ethernet i en sèrie per a una integració fàcil amb interfícies de màquines humanes (HMIS), unitats de motor i altres dispositius.
Aquests ports Ethernet d’alta velocitat també es poden utilitzar per a xarxes de sistemes empresarials o de sistemes empresarials. També és important el suport per als protocols Ethernet/IP i ModBUSTCP/IP Ethernet.
Al mateix temps, el controlador hauria de proporcionar altres ports de comunicació per a USB in/usb out, mini-USB, mini-sd, connexions i/o, rs -232 i rs -485.
Aquestes connexions, permeten accedir a la programació senzilla, connexió a dispositius d’alta velocitat com ara unitats i integració amb la interfície de màquines humanes de supervisor de l’operador (HMI). També admeten les connexions d’enviament de correu electrònic, escàner/client i adaptador/servidor i altres funcions de comunicació per a l’accés remot.
Aplicacions de control remot que permeten als usuaris connectar-se al controlador mitjançant un enllaç Wi-Fi o de xarxa mòbil. Els usuaris remots poden supervisar el controlador local configurant les etiquetes d’usuari per a l’accés remot dins de la base de dades d’etiquetes.
En les configuracions de maquinari relacionades amb l’accés remot, on s’ha d’activar la funcionalitat remota, els controladors moderns haurien de tenir una seguretat integrada i s’hauria de seleccionar l’etiqueta corresponent a la base de dades per habilitar l’accés remot. A més, com és cert per a qualsevol dispositiu al qual es pugui accedir des d’Internet, és molt recomanable que s’utilitzi un tallafoc per a la seguretat. Tot i que la funció d’accés remot del controlador pot i s’ha de configurar amb protecció de contrasenya, una connexió de xarxa privada virtual segura i xifrada (VPN) és una opció millor a causa dels riscos de seguretat a Internet.
Una altra característica protectora associada a l’accés al controlador remot és la configuració del compte i l’adreça IP, que permet a l’usuari penjar, descarregar o editar un programa per a una connexió d’accés remota determinada. Un compte no ha de permetre tant el control remot com la modificació del programa.
El controlador ha de suportar el control remot de les aplicacions i incloure la seguretat necessària. Els usuaris autoritzats podran connectar un telèfon intel·ligent o una tauleta al controlador per a la supervisió remota mitjançant una connexió Wi-Fi o cel·lular.
La funcionalitat addicional del servidor web al controlador pot permetre la resolució de problemes remots de problemes mitjançant etiquetes del sistema, registres d’errors i historial d’esdeveniments i permetre als usuaris remots inspeccionar els fitxers de dades registrats al disc dur o mini-SD del controlador.
Característiques de control d'alta velocitat
Una altra característica de referència important per seleccionar un controlador modern és la capacitat de controlar el moviment i altres aplicacions d’alta velocitat. Realitzar aquestes funcions requereix E/S d’alta velocitat, així com un potent processador i la capacitat de prioritzar les tasques d’alta velocitat.
Si bé alguns controladors ofereixen coordinació entre múltiples eixos de moviment, el moviment coordinat entre fins i tot dos eixos solen requerir maquinari especial i funcions de controlador integrades. Primer, calen mòduls de sortida d’alta velocitat i mòduls d’entrada d’alta velocitat. El mòdul de sortida d'alta velocitat genera ordres de pols i de direcció per ordenar la unitat de servo per controlar dos o més servo motors. Aquestes ordres de pols i de direcció poden controlar una varietat d'aplicacions com ara el moviment de tall de longitud, costura i l'eix xy coordinat.
La funció de registre també es pot utilitzar per a comandes de moviment generades pel mòdul de sortida d'alta velocitat. La funció de registre pot utilitzar l'E/S integrat del mòdul per desencadenar diversos esdeveniments basats en la posició interna i externa. A través d’entrades del mòdul d’entrada d’alta velocitat, els senyals dels sensors poden desencadenar l’inici o l’aturada del moviment, la posició de retroalimentació del codificador de captura o encendre/desactivar les sortides de pols.
Els interruptors de tambor programables (PDS) i els interruptors de límit programable (PLS) proporcionen capacitats addicionals de control d’alta velocitat. Els PD, com els codificadors, són capaços de controlar i controlar diversos dispositius a taxes de fins a 1 MHz. Aquests senyals d’entrada s’utilitzen per coordinar i controlar les sortides a un ritme de desenes de milers de vegades per segon. Aquest tipus de configuració de maquinari proporciona un control de moviment precís i precís independent del temps d’exploració del controlador, que pot variar segons la càrrega del processador.
La instrucció PLS funciona de manera similar a una càmera rotativa mecànica amb interruptors límit, però la forma virtual de la lleva es pot controlar en temps real. Com que aquesta funció normalment funciona amb entrades d’alta velocitat, és completament independent de la càrrega del processador i dels temps d’exploració associats, proporcionant així un calendari precís i repetible per a aplicacions d’alta velocitat.
Quan seleccioneu PLC, PAC i altres controladors industrials, els usuaris han de considerar els requisits de control i d'E/S que van més enllà de la funcionalitat bàsica. Per a moltes aplicacions, els controladors també han de tenir una extensa funció de registre i comunicació de dades, així com control per a aplicacions d’alta velocitat, com ara el moviment coordinat.