Propojte automatizaci a zbavte se trápení

Obrázek 1: Siemens TIA Portal usnadňuje správu automatizačního systému, protože spojuje konfiguraci a programování všech komponent a moderních produktových řad v jednom softwarovém rámci. Obrázky poskytla společnost Siemens Obrázek 1: Siemens TIA Portal usnadňuje správu automatizačního systému, protože spojuje konfiguraci a programování všech komponent a moderních produktových řad v jednom softwarovém rámci. Obrázky poskytla společnost Siemens

Standardizace, komunikace napříč platformami, zabezpečení, efektivní simulace a další automatizační nástroje představují pět způsobů, jak zmírnit bolestivá místa automatizačního hardwaru a softwaru.

S postupným prosazováním digitálních trendů na trzích průmyslové automatizace uvažuje stále více koncových uživatelů o tradičních limitách automatizačních zařízení a hledá řešení, která by zlepšila jejich použitelnost. Téměř každý programátor PLC zažil frustrující problémy s nesouladem verzí softwaru a firmwaru, matoucí indikace stavových bitů a další nepříjemnosti.

V praxi nás stále trápí i nekompatibilní komunikační protokoly a programovací knihovny jednotlivých výrobců. S přílivem dat běhajících v průmyslových sítích, do cloudu a z cloudu je potřeba zjednodušit používání a propojení automatizačních zařízení více než kdy jindy. Standardizací pomocí vhodných integrovaných sad softwaru a hardwaru získáte výhody, jako jsou:

  • diagnostika systému a procesů;
  • opakovaně použitelné logické knihovny;
  • sady technických nástrojů pro různá zařízení;
  • dlouhodobá udržovatelnost a kompatibilita verzí;
  • koncepce digitalizace.

Diagnostika systému a procesu

V mnoha automatizačních systémech jsou operátoři skeptičtí vůči diagnostice systému, která indikuje základní stavy zařízení, jako jsou přerušení vodičů, zkraty, výpadky napájení, poruchy komunikace a přetečení vyrovnávací paměti. Tato nedůvěra nemusí být nutně způsobena nespolehlivostí hardwaru, ale častěji tím, že diagnostická upozornění jsou špatně pochopena nebo nejsou standardizována pro různé stroje v rámci závodu. Tato diagnostika se často programuje ručně a liší se podle programátora.

Uživatelé se mohou tomuto problému vyhnout implementací již připravené sady hardwaru a softwaru se spolehlivou a konzistentní systémovou diagnostikou. To je pro výrobce OEM významným prodejním argumentem, protože jim to umožňuje koncovým uživatelům zaručit zjednodušení provozu a omezení odstávek. Nedávná vylepšení protokolu OPC UA navíc podporují přenos diagnostiky systému napříč platformami, aniž by bylo potřeba vlastní programování.

Kromě systémové diagnostiky je důležité integrovat do standardních bloků kódu PLC také procesní diagnostiku, která upozorňuje provozní pracovníky na problémy v procesu nebo v provozu zařízení. To zvyšuje spolehlivost a usnadňuje provoz zařízení ve srovnání s programováním po částech a s mapováním značek.

CTL2111 MAG2 F3 Cloud Edge Machine Siemens Fig2Obrázek 2: Společnost Siemens poskytuje nativní režimy kompatibility, v nichž mohou zařízení s různými verzemi firmwaru pracovat společně, naprogramovaná stejným softwarem

Opakovaně použitelné logické knihovny pro PLC a HMI

Mnoho automatizačních prostředí obsahuje PLC a rozhraní HMI různých schopností a velikostí. Při implementaci produktů od různých dodavatelů vývojáři často narážejí na nekompatibilitu knihoven a nakonec přepisují podobné bloky kódu ve více programovacích prostředích. Dokonce i v rámci jednoho výrobce zařízení poskytují výrobci často odlišný software pro programování svých různých produktů. To ztěžuje nebo znemožňuje export či opakované použití programovatelných funkčních bloků.

Dokonce i v případech, kdy lze programovací šablony PLC a HMI použít opakovaně, některá softwarová prostředí nepodporují on-line úpravy. To znamená nutnost odstávky, kdykoli je třeba provést aktualizace, záplaty a další programátorská vylepšení, a navíc to klade další nároky na programátory, kteří musejí provádět úpravy rychle s omezeným časem na ladění.

Práce s programováním a standardy zařízení prostřednictvím integrovaného portfolia tato omezení odstraňuje, takže je snadné znovu použít práci z jednoho projektu do druhého (obrázek 1). Kromě toho standardy zjednodušují škálování projektů.

Kromě rychlejšího vývoje snižuje opakované použití kódu riziko logických chyb po otestování bloků. Následné použití často vyžaduje pouze minimální testování, pokud vůbec nějaké. Postupem času si mohou organizace vytvořit kompletní knihovny programovacích standardů PLC a HMI, což zjednodušuje a urychluje vývoj, uvádění do provozu a testování.

CTL2111 MAG2 F3 Cloud Edge Machine Siemens Fig3Obrázek 3: Portfolio Siemens Industrial Edge zahrnuje rozsáhlou knihovnu připravených aplikací a možností připojení

Sady technických nástrojů pro různá zařízení

S mnoha automatizačními zařízeními na základní provozní úrovni a v řídicí místnosti může být obtížné spravovat a aktualizovat programovací postupy kvůli různým softwarovým aplikacím, které jsou nutné pro připojení a konfiguraci každého zařízení. Moderní integrované automatizační softwarové sady poskytují centrální místo pro správu několika typů kompatibilního hardwaru, jako jsou PLC, HMI, vzdálené vstupy/výstupy (I/O), ovládače pohonů, bezpečnostní ovládače a síťové přepínače.

Většina zkušených programátorů a pracovníků údržby má alespoň jednu zkušenost, kdy připojili notebook údržby závodu k problematickému řídicímu systému za účelem řešení problémů, jen aby zjistili, že nemá nainstalovaný potřebný software pro PC. Odstávky po výpadku zařízení lze zkrátit pomocí zjednodušeného softwarového prostředí a volbou standardizace na zařízeních se sdíleným softwarovým ekosystémem pro veškerou konfiguraci a programování.

Tento jednotný přístup (začlenění PLC, HMI, I/O, bezpečnostních, polohovacích a síťových komponent do společného softwarového rámce) činí standardizaci automatizačního systému dosažitelnější a vytváří intuitivní, systémově orientovanou metodiku, která nahrazuje komplikované školicí programy specifické pro jednotlivá zařízení.

CTL2111 MAG2 F3 Cloud Edge Machine Siemens Fig4Obrázek 4: Vestavěný přehledový panel a vizualizační prvky v portálu Siemens TIA Portal zlepšují informovanost obsluhy, což vede k lepšímu rozhodování a efektivitě

Pět způsobů, jak zmírnit bolestivá místa

Díky velkému množství iterací a vylepšení se automatizační komponenty rychleji nasazují a snáze se udržují než v minulosti. Organizace však mohou zlepšit celkovou efektivitu svých zařízení vyhodnocením a standardizací komponent, které pomáhají zmírnit nebo redukovat obvyklá problematická místa, o nichž se v tomto článku hovoří.

Automatizační hardware a software by měl:

  • zajistit jednotnou a spolehlivou diagnostiku systému a procesů;
  • využívat opakovaně použitelné funkční bloky pro konzistentní programovací postupy, které zahrnují i diagnostiku;
  • co nejvíce konsolidovat sady technických nástrojů pro různá zařízení;
  • usnadnit údržbu zařízení v průběhu času pomocí kompatibility verzí pro podporu snadné migrace programu a rychlé obnovy po odstávce;
  • poskytovat moderní digitální funkce, jako jsou simulace a virtuální uvedení do provozu, vestavěné zabezpečení zařízení, připojení k okraji a cloudu a přehledy o výkonu založené na datech.

Tyto důležité stavební prvky poskytují závodům základní nástroje pro efektivní a ziskový provoz automatizace na mnoho let do budoucna.

John DeTellem je manažer produktového marketingu TIA Portal pro společnost Siemens Industry USA. Upravil Chris Vavra, ředitel pro webový obsah časopisu Control Engineering, CFE Media and Technology, Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript..

Control Engineering Česko

Control Engineering Česko je přední časopis o průmyslové automatizaci. Je vydáván v licenci amerického Control Engineering, které poskytuje novinky z této oblasti více než 60 let.

www.controlengcesko.com