Studiul nostru tehnic cu tema „Adecvarea celei mai recente generații de relee inteligente pentru soluții de automatizare” ilustrează posibilitățile micilor controlere de astăzi în comparație cu un PLC.
PLC sau relee inteligente? Cu doar câțiva ani în urmă, alegerea ar fi fost evidentă. În ceea ce privește funcționalitățile, cele mai puternice PLC-uri au avut de obicei mai multe de oferit, dar au avut și un preț mai ridicat. Pe măsură ce capacitățile releelor de comandă au crescut, acestea oferă acum o alternativă chiar și în aplicații industriale de complexitate medie. Și nu numai din motive de rentabilitate, așa cum arată exemplul easyE4 al companiei Eaton.
Pentru a fi pregătit pentru Internetul Industrial al Obiectelor (IIoT), specificațiile pentru componentele cheie din soluțiile de automatizare devin și mai complexe. În mod ideal, acestea ar trebui să reziste la proba timpului deoarece folosesc cele mai recente progrese înregistrate în digitalizare – fie că este vorba de proiectarea unei noi instalații sau o retehnologizare, extinderea unui mecanism existent sau implementarea unui sistem sofisticat de automatizare a clădirii.
Când vine vorba despre rețeaua digitală a echipamentelor și dispozitivelor (precum și a datelor pe care le furnizează), controlerele logice programabile (PLC-urile) sunt adesea opțiunea standard. Dar poate că aceasta este doar puterea obișnuinței? De fapt, pentru o lungă perioadă de timp, releele inteligente au fost considerate doar o alternativă rentabilă la releele mecanice temporizate. Această etichetă a persistat, chiar dacă releele de comandă au fost utilizate cu succes în proiecte de automatizare industrială și a clădirilor timp de mulți ani. Cu toate acestea, releele inteligente nu au fost cu adevărat o opțiune atunci când s-a ajuns la încorporarea de noi funcții cu valoare adăugată, cum ar fi monitorizarea stării, întreținerea predictivă și de la distanță sau procesele de construcție inteligente.
Dar acest lucru se schimbă rapid. Linia care separă PLC-urile de releele inteligente devine din ce în ce mai neclară, deoarece acestea din urmă oferă și limbaje de programare de ultimă generație, sisteme de operare care se pot actualiza, tratarea întreruperilor și funcții de ceas în timp real și de supraveghere.
Având în vedere funcționalitatea și flexibilitatea dispozitivelor de ultimă generație (de exemplu, easyE4 de la Eaton), clienții pot compara acum PLC-urile și releele de comandă dintr-un întreg catalog de criterii de selecție, incluzând complexitatea aplicației în cauză, cât de rezistentă la proba timpului trebuie să fie și sfera și scalabilitatea sa funcțională, precum și considerațiile privind resursele umane, cum ar fi calificările profesionale cerute programatorilor, inginerilor de punere în funcțiune și personalului de întreținere.
În multe aplicații industriale de complexitate mică până la medie, releul inteligent easyE4 poate înlocui acum un PLC.
Comenzi flexibile pentru aplicații de dimensiuni mici și mijlocii
Alertă „spoiler”: Doar pentru aplicațiile complexe PLC-urile sunt încă opțiunea preferată. În toate celelalte domenii, ceea ce diferențiază cele două concepte de automatizare este, în general, factorul de cost. Releele de comandă sunt de obicei o afacere mai bună, nu în ultimul rând pentru că digitalizarea a schimbat regulile jocului și nu mai contează doar costul hardware-ului, ci și investițiile asociate, de exemplu în ceea ce privește formarea profesională a personalului.
Specificațiile tehnice și arhitectura sistemului adaptat pentru IIoT din ultima generație de relee inteligente demonstrează mai departe că acestea oferă acum o bună alternativă la un PLC. De exemplu: Pentru a facilita colectarea și evaluarea datelor de stare la nivel de câmp, fiecare unitate de bază easyE4 poate fi extinsă prin adăugarea de până la 11 module de intrare/ieșire digitale și analogice sau intrări speciale, care pot fi de asemenea combinate fără nicio limitare. Specificațiile aplicației pot fi astfel adaptate individual, fără a mai fi necesar să treceți mai târziu la un PLC.
Arhitecturile de sistem bazate pe Ethernet oferă noi posibilități
Sunt necesare structuri interconectate pentru a schimba echipamentul și pentru a prelucra date pentru activități precum planificarea producției sau întreținerea predictivă. Magistralele de câmp bazate pe Ethernet, precum Modbus-TCP, facilitează comunicațiile la nivel de sistem și conexiunea la cloud. Fiecare dispozitiv easyE4 poate acționa ca un server Modbus TCP. Iar clienții Modbus TCP, precum PLC-ul XC300 de la Eaton, pot prelua apoi datele dintr-o rețea easyE4 pentru procesare ulterioară. Gateway-urile și routerele IoT pot fi ușor integrate în astfel de arhitecturi bazate pe Ethernet, făcând astfel posibilă conectarea oricărei aplicații la cloud – cu drepturile de acces necesare pentru a asigura securitatea.
În contextul Industriei 4.0, flexibilitatea este crucială, iar aplicațiile trebuie să se poată adapta în mod corespunzător. Flexibilitatea nu se referă doar la rentabilitate, ci este și factorul determinant pentru modul în care soluția se va dovedi adaptabilă și rezistentă la proba timpului. În acest sens, funcțiile și limbajele de programare disponibile joacă un rol important, iar importanța lor va continua să crească, întrucât companiile se bazează tot mai mult pe structuri IIoT interconectate, mai curând decât pe soluții izolate, care depind de producători. În același timp, trebuie să fie posibilă și integrarea funcțională a sistemelor existente în noile concepte de automatizare.
Limbaje de programare: alegerea vă aparține
Instrumentele moderne de programare sunt capabile să facă exact acest lucru. În trecut, alegerea unui anumit model de releu de comandă îi obliga pe dezvoltatori și utilizatori să se bazeze pe un limbaj de programare brevetat, ale cărui posibilități erau deseori epuizate rapid. Astăzi, își pot alege în mod liber limbajul sau limbajele de programare preferat(e). Deși obiceiurile utilizatorilor pot fi un factor în decizia de a păstra limbajul de programare specific dispozitivului din versiunile anterioare, limbajele de programare de ultimă generație – cum ar fi diagrama în scară (LD), diagrama de blocuri funcționale (FBD) și text structurat (ST) – oferă posibilități semnificativ mai mari. Cu easySoft V7, Eaton a dezvoltat un program care le oferă utilizatorilor interfața noastră de programare familiară (EDP, sau programarea simplă a dispozitivului), cu opțiunea de a converti în diagramă în scară sau de a utiliza una dintre numeroasele metode de programare de ultimă generație pentru proiecte noi.
Drept urmare, chiar și blocurile funcționale convenționale definite de producător, care sunt ușor de configurat, oferă acum posibilități de aplicare care depășesc cu mult temporizatoarele și întrerupătoarele din casa scării din trecut. Este chiar posibil să se implementeze sisteme de reglare și control mai sofisticate, cu funcții precum module aritmetice, control în trei puncte, registre de schimb, înregistratoare de date și controlere PID.
Releul inteligent easyE4 le oferă utilizatorilor o mai mare flexibilitate, cu până la 11 extensii per unitate de bază, patru limbaje de programare și opțiuni moderne de comunicare.
Blocuri funcționale personalizate definite de utilizator
Instrumentele de programare precum easySoft V7 le permit utilizatorilor să-și scrie propriile blocuri funcționale reutilizabile și protejate (UF). Aceasta oferă o serie de avantaje: După ce sunt programate și testate, UF-urile pot fi integrate conform cerințelor în dispozitive și sisteme în diferite etape de extindere, în timp ce programul principal poate fi asamblat dintr-un set de instrumente prefabricate. Acest lucru minimizează sursele de erori, economisește cheltuielile și reduce timpul necesar pentru testare și punere în funcțiune.
Mai mult decât atât, UF-urile nu trebuie neapărat să „vorbească” același limbaj de programare ca programul principal, oferindu-le utilizatorilor o libertate și mai mare. Dispozitivele „easy” de folosit de la Eaton le permit utilizatorilor să-și coreleze aplicația cu alte abordări tehnologice.
Acestea fiind spuse, realizarea întregului potențial inerent al tehnologiei necesită și un concept coerent de vizualizare. Iar în timp ce releele inteligente nu sunt în măsură să ofere același număr de funcții ca un PLC, capacitățile lor sunt suficiente pentru majoritatea aplicațiilor. De ceva vreme, afișajele au reprezentat o caracteristică standard a releelor de comandă. Acestea pot fi utilizate nu doar pentru a configura și programa dispozitivele, ci și pentru a afișa valorile actuale de funcționare. Cu blocuri funcționale, parametri precum nivelurile de umplere, temperaturile, cantitățile, orele de funcționare sau textele pot fi ușor setați în instrumentul de programare – o alternativă mult mai ieftină la HMI utilizate frecvent în aplicațiile PLC.
Severul web integrat al easyE4 nu numai că face posibilă transferarea afișajelor locale și a tastelor funcționale de pe panoul de control pe orice dispozitiv mobil – o condiție prealabilă importantă pentru întreținerea la distanță și conceptele de echipamente descentralizate – dar ajută și la crearea unor dispozitive rezistente la proba timpului. Cu alte cuvinte, chiar și când vine vorba de implementarea proiectelor de automatizare cu o complexitate medie, releele inteligente sunt acum în măsură să concureze cu un PLC cu o valoare nominală mai puternică. … Mai ales dacă se ține cont și de factorul de cost.
Pentru informații suplimentare, accesați www.eaton.eu/easy.
Pentru a afla mai multe despre Eaton, vizitaţi www.eaton-electric.ro.