Na naplnenie koncepcií inteligentnej továrne sú potrebné nové smery a technológie, od výroby po intralogistiku a prepravu. O aplikáciách, ako sú mobilné roboty vo výrobe, autonómne vozidlá v doprave a logistike, priemyselný internet vecí (IIoT), aplikácie rozšírenej reality pre servisných technikov, sa nielen diskutuje, ale v mnohých odvetviach a závodoch sú už realitou. Bezprecedentná spoľahlivosť a nízke oneskorenie, ako aj komplexná IIoT konektivita priemyselného 5G dláždi cestu aplikáciám určujúcim trendy v priemyselnom prostredí.

Programovateľné logické automaty (PLC), ktoré sú považované za jadro priemyselných prevádzok, sa neustále vyvíjajú, aby sa stali najlepšou voľbou pre rôzne aplikácie priemyselnej automatizácie a držali krok s cieľmi konceptu Priemysel 4.0. Možnosti PLC neustále napredujú vďaka väčšej flexibilite programovania, škálovateľnosti, väčšej pamäti, malým rozmerom, vysokorýchlostnému (gigabitovému) ethernetu a zabudovaným bezdrôtovým funkciám. Medzi najnovšie trendy v priemyselnej automatizácii patrí zvýšené využívanie analytických nástrojov, najnovších technológií komunikácie, prenosu dát a cloudových služieb.

Virtualizácia PLC

Ďalšou úrovňou je virtualizácia riadiacich systémov, čo dáva možnosť oddeliť hardvér od softvéru. Virtuálne PLC pracujú s hardvérom, ktorý je fyzicky k dispozícii, zatiaľ čo aplikované služby zostávajú prispôsobiteľné a rozšíriteľné podľa aktuálnych potrieb.

Správa, podobne ako aktualizácia softvéru na PLC, sa často vykonáva manuálne, na mieste a individuálne pre každý riadiaci systém. Pridávanie nových funkcií je s virtuálnym PLC oveľa jednoduchšie, pretože možno spravovať automatizačný softvér pre celú skupinu. Všetky aktualizácie softvéru možno spravovať centrálne. Okrem toho možno pred nasadením zmien prakticky najskôr otestovať rôzne scenáre a konfigurácie. To zjednodušuje administratívne opatrenia a znižuje náklady na údržbu.

Minulosť a súčasnosť virtuálneho PLC

Virtuálne PLC nie sú úplne novým konceptom. Viaceré spoločnosti v minulosti vyvinuli základné systémy so softvérom, ktorý by sa pripájal k priemyselným sieťam, takže by mohli riadiť vstupno-výstupné zariadenia v prevádzke, avšak s obmedzenými funkciami. Hlavným problémom ich využívania bola cena. Výkonné počítače stáli takmer toľko ako PLC, takže nemalo veľký zmysel kupovať špeciálny počítač, ak ste si mohli kúpiť PLC za rovnakú sumu. S počítačovou technológiou, ktorá napreduje rýchlejšie ako PLC, sa nielen náklady znižujú, ale virtuálne PLC majú potenciál priniesť väčšiu ekonomickú hodnotu.

Spoločnosť Siemens nedávno predstavila soft PLC alebo virtuálne PLC S7-1500V. Tento riadiaci systém je úplne virtuálny a možno ho nainštalovať na väčšinu priemyselných serverov alebo počítačov. Regulátor je integrovaný do TIA Portal, PLC a automatizačného softvéru Siemens, ako aj do výpočtovej platformy Industrial Edge. S7-1500V ponúka podporu mobilných zariadení spolu s flexibilitou viacerých inštancií. Interakcia so všetkými zariadeniami v reálnom svete je stále, samozrejme, nevyhnutná pre fungovanie. Podobne ako moderné PLC, aj virtuálne platformy umožňujú konfiguráciu sieťových portov na komunikáciu medzi prakticky nekonečnou kombináciou distribuovaných vstupno-výstupných zariadení a vizualizačných (HMI) aplikácií.

Spoločnosť CODESYS predstavila hardvérovo nezávislé softvérové PLC. Virtuálne PLC je pokročilejší produkt smerom k budúcnosti a umožňuje soft PLC bežať vo virtuálnom prostredí bez potreby fyzického zariadenia. Namiesto toho je zariadenie nahradené kontajnermi a technológiami na virtualizáciu hardvéru počítača, tzv. hypervízora. Do sveta automatizácie sa pripája prostredníctvom virtuálnej siete LAN.

Prvé príklady z priemyslu

Výrobca strojov čelil klasickým výzvam spojeným s udržiavaním softvéru stroja v aktuálnom stave. Tento podnik má inštalovaný centrálny systém, ktorý siaha do všetkých kútov sveta. Predpokladajme, že je k dispozícii nová verzia vrátane aktualizácie zabezpečenia. Tradične musel technik cestovať na miesto, aby nainštaloval nový softvér do PLC. To je teraz minulosť. Aktualizácie sa aplikujú okamžite na diaľku z centrály spoločnosti.

V bežnej automobilovej továrni sú stovky riadiacich systémov PLC. Nie je prekvapením, že to vyžaduje veľa zamestnancov, aby ich všetky spravovali. S virtuálnym PLC a edge computingom sa táto úloha značne zjednodušuje. Všetky riadiace systémy sú teraz na jednom centrálnom mieste a technici môžu na prvý pohľad vidieť, či sú ich verzie aktuálne, prípadne môžu vykonať potrebné zmeny. Ak sa niekedy zmenia požiadavky, riadiaci systém možno jednoducho a nákladovo efektívne škálovať pomocou rôznych virtuálnych PLC. Nehrozí teda žiadne nákladné predimenzovanie. Dôraz je kladený na efektívne využívanie zdrojov, štandardizáciu na IT serveroch, ktoré možno jednoducho aktualizovať alebo nahradiť, a na centralizovanú správu aktualizácií.

Zdroje

[1] PLCs are going virtual. Are you ready? Siemens Blog. [online]. Publikované 2. 11. 2022. Citované 14. 6. 2023. 
[2] Siemens Releases a New Virtaul PLC, the S7-1500V. Control Automation. [online]. Publikované 8. 6. 2023. Citované 14. 6. 2023. 
[3] CODESYS Virtaul PLC. CODESYS. [online]. Citované 14. 6. 2023. 

-pev-