Des de la introducció dels controladors lògics programables (PLCS), diversos controladors d'automatització han migrat a aplicacions industrials, inclosos els controladors d'automatització programables (PAC) i els actuals controladors industrials programables Edge (EPIC). Els consumidors tenen més opcions en termes de cost, empremta, densitat d'entrada/sortida (I/O), compatibilitat de bus de camp, comunicació, capacitats de programació i velocitat de processament, i la competència entre els principals venedors de controladors s'intensifica.
La diversitat sovint és bona per al mercat, però també pot ser frustrant per als enginyers i usuaris finals. Escollir una plataforma de control és una inversió a llarg termini que comporta costos associats, com ara contractes de formació i suport. Els responsables polítics volen obtenir una relació qualitat-preu.
Però abans de donar suport al tema, mirem com ha crescut la indústria. Quin és el motor del desenvolupament de diferents solucions de control? Com es desenvolupen aquestes tendències ara? Com poden els usuaris invertir en automatització per garantir l'èxit en el futur?
Patrons d'evolució dels controladors industrials
Tenint en compte els avenços de l'automatització durant les últimes dècades, és evident com les iteracions de tecnologies específiques han impulsat el desenvolupament de noves capacitats d'E/S i de control.
Per exemple, durant el desenvolupament del primer sistema d'E/S, els equips de control i detecció de camp també es basaven en components electromagnètics i pneumàtics, que estaven limitats per propietats físiques i la seva vida útil es veia compromesa. Els components compactes de baixa tensió, com els relés d'estat sòlid, estan impulsant els usuaris a demanar més opcions per integrar E/S directament als seus sistemes. Això va provocar l'aparició de la primera E/S modular, al mateix temps que les empreses d'electrònica van introduir la informàtica d'alta tecnologia al corrent principal. L'electrònica sensible d'aquests sistemes requereix E/S externa per interactuar amb el món real. Aquest va ser el primer bastidor d'E/S adreçable en sèrie, una alternativa a l'E/S basat en bastidor a PLCS.
Des de dispositius d'E/S independents i dedicats fins a E/S modulars, i després a E/S de bus, tots encarnen el concepte de reutilització en el control industrial. Les plataformes de control de nova generació incorporen circuits de processament d'E/S integrats. El mòdul es va expandir d'1 canal d'E/S a 32 canals, i ara l'E/S està integrada en PLC i altres dispositius monòmers. En alguns casos, amb una configuració adequada, cada canal d'E/S pot acceptar una varietat de tipus de senyal diferents.
Aquest model demostra com la innovació s'estén per una indústria: les innovacions individuals es tornen modulars amb el temps, col·laborant amb altres tecnologies i després s'incorporen a aquestes tecnologies com a part d'un nou cicle d'innovació.
Per a PLC i PAC, aquest mode proporciona controladors i mòduls d'E/S més petits. Com que les funcions del processador de programació i matemàtiques s'integren directament a la placa de control i altres dispositius (com ara E/S, transmissors i passarel·les de xarxa), s'aconsegueix més potència de càlcul "per polzada quadrada". Amb el pas del temps, el mateix patró es reflecteix en la migració de noves interfícies de comunicació incrustades i estàndards de protocol als controladors.
La convergència de diferents tecnologies
La tendència d'integració mútua i cicle d'integració entrellaçat, mercat de control industrial fora de la innovació tècnica, també gradualment al controlador. La història de l'E/S del bus mostra com aquesta tendència ha portat al desenvolupament de noves capacitats de controlador.
Des d'E/S de bus sèrie, hi ha busos d'E/S paral·lels i altres solucions que permeten que minis i microordinadors interactuïn amb E/S. Això també va inspirar la idea de desenvolupar un processador de comunicació d'E/S autònom que separi l'E/S de l'ordinador, permetent a qualsevol ordinador amb un port de comunicació interactuar amb ell.
A mesura que els mòduls i processadors d'E/S milloraven, els primers controladors híbrids també proporcionaven capacitats de processament de senyal analògic que llavors només estaven disponibles en sistemes de control distribuït (DCS). Com que els programes de lògica d'escala, un llenguatge de programació PLC, no estaven pensats originalment per gestionar formats de dades analògiques, s'han creat nous llenguatges de programació per a controladors híbrids.
Aleshores, les alternatives de baix cost a l'IBM PC van començar a inundar el mercat. Com que l'ordinador és la funció de control principal dels sistemes híbrids, sorgeixen problemes de fiabilitat. Va ser significatiu que els venedors desenvolupin una alternativa millorada per a la indústria que integrés els components d'E/S, xarxes i programació de la solució híbrida anterior en un sol sistema, que es va convertir en el sistema PAC. Els Pacs utilitzen els mateixos processadors que els PCS i poden proporcionar un conjunt de funcions que omple un nínxol entre el control discret basat en PLC de baix cost i el control de processos basat en DCS d'alt cost.
La innovació a les empreses d'alta tecnologia i al mercat d'ordinadors personals ha aportat oportunitats per al desenvolupament del control industrial. Aquesta tendència s'accelera a mesura que els camps de la tecnologia operativa (OT) i la tecnologia de la informació (TI) s'integren cada cop més. Prenguem, per exemple, l'onada de solucions mòbils que ha sorgit en els darrers anys. També es reflecteix en l'empenta pel big data, l'anàlisi del núvol i el suport a l'aprenentatge automàtic, tecnologies nascudes fora del camp de l'automatització industrial.
Controladors orientats al futur
A mesura que la integració tecnològica més profunda, una major convergència entre les indústries i la tendència cap a una major connectivitat entre dispositius i sistemes continuï, què ens aportaran els controladors del futur?
Com haurien de triar els enginyers per assegurar-se que estan en sintonia amb la tecnologia i ajudar l'organització a treure'n el màxim profit? Els tres suggeriments següents ajudaran els fabricants a triar la tecnologia de control adequada per assolir els seus objectius.
1. Centra't en el disseny, no en la funcionalitat
Comprendre que la tecnologia continuarà millorant i s'integrarà i integrarà més estretament amb el temps fa que cal prioritzar les inversions en sistemes de control que no es poden canviar fàcilment o ràpidament. Els enginyers han de centrar-se en l'arquitectura del sistema de control, en lloc de les característiques atractives del dia.
2. Busca la innovació externa
Si els enginyers dissenyen sistemes que evolucionen amb el temps per seguir el ritme de la transformació digital i reduir el manteniment i el reelaboració, això impressionarà els usuaris finals, que recordaran que les tecnologies que determinen el futur sovint provenen de fora del sector.
3 Mantingueu la ment oberta
La batalla per la quota de mercat en tecnologies patentades sufoca la innovació, mentre que el suport dels estàndards oberts obre possibilitats il·limitades per a tothom. La connectivitat és una de les mètriques objectiu de la indústria 4.0 i, a mesura que augmenta la connectivitat, els enginyers han d'invertir en tecnologies que puguin crear oportunitats perquè diferents sistemes funcionin junts.