工業智能制造,PLC一體機發展新需求和新基礎各是什么?
自1969年***臺PLC誕生之日起,PLC成為了工業界的掌上明珠。經過近半個世紀的發展,PLC已成為工業自動化系統的核心組成部分。在產業轉型升級的智能化時代,PLC除滿足控制功能外,還具備數據分析、流程優化、網絡安全防護、故障預測等功能,完成了從經典控制到智能控制的轉變。工業智能制造,PLC一體機發展新需求和新基礎各是什么?
新要求
在機器控制領域,需要一些類似于過程控制領域的PID調整、工藝算法,要求PLC具有卓越的算法設計和處理能力;運動控制應用更加廣泛,PLC需要滿足電子齒輪,電子凸輪和定位控制的要求,同時需要開發安全和設備安全要求的產品。為滿足機器人的復雜路徑規劃和矩陣變換,需要將CNC和機器人庫集成到PLC中。
越來越多的傳感器用于監控環境、設備的健康狀態以及生產過程的各種參數,這些工業大數據的有效收集迫使PLC采用嵌入式PLC并盡可能地完成日益復雜的現場,大大提高了無縫連接性,相關控制參數和設備狀態可以直接傳輸到上層系統和應用軟件,甚至發送到云端。
為解決PLC控制系統的工程設計、編程、操作、管理使用不同的軟件,導致同一對象命名不一致的現象,PLCopenInternaTIonal致力于與許多國際標準化組織和基金會合作,開發IEC61131-3,OPCUAClientFB,OPCUAServerFB的信息模型,并建立了一個開放的標準生態系統。
新趨勢
隨著現場設備智能化的提升和控制系統為保障可靠穩定性和可用性的需要,網絡覆蓋能力直接決定了系統對現場工藝設備的控制水平。因此,PLC將從總線、以太網、實時以太網等方面進行接口支持能力增強。以太網更高速度數據傳輸滿足了視頻數據、視覺識別、圖像處理等工業數據傳輸的應用。實時以太網滿足了對于機器人、CNC、運動控制和Safety高速同步控制方面的數據交換能力需求,其數據刷新速度在μs級,同步精度在0.1μs。
為完成智能控制,軟件開發平臺必須具備支持復雜算法的高級語言。高端PLC使用RTOS可以改進實時處理并支持多任務處理。為了實現邏輯和運動控制的統一編程和安全性,PLCopen對程序接口和自定義庫的支持進行標準化。
IEC/PLCopen組織集成了PLCopenLogic、XML、Safety、MoTIon、Hydraulic、IEC61131-3等標準,可以輕松開發基于這些庫的軟件應用程序。通用標準Unicode可以滿足系統的多語言支持庫,確保PLC產品可以支持世界各地的各種語言,使產品能夠在全球范圍內銷售。為了能夠與上層SCADA和管理層的ERP系統連接,微軟和其他自動化制造商聯合開發了用于不同PLC連接的OPC服務器,以確保與管理系統的連接。
為了降低系統的生產和制造成本,PLC產品不斷向模塊化和標準化設計邁進。由于硬件的泛化和標準化降低了系統的成本,并且為了尋求差異化的競爭力,高端PLC將更多地關注軟件功能和行業應用程序庫的開發,而更細分的市場使得應用程序的差異化成為具有競爭力的武器。