Poznejte nově vydanou otevřenou automatizační platformu

Schneider Electric EcoStruxure Automation Expert mění pravidla průmyslové automatizace tím, že vytváří novou kategorii softwarově orientovaného systému průmyslové automatizace. Jedná se o první univerzální nabídku automatizace, která zahajuje novou éru interoperability, kdy si koncoví uživatelé mohou vybrat z nejlepších technologií pro splnění jakéhokoli požadavku bez ohledu na dodavatele. Obrázek poskytla společnost Schneider Electric a databáze nových produktů pro techniky CFE Media Schneider Electric EcoStruxure Automation Expert mění pravidla průmyslové automatizace tím, že vytváří novou kategorii softwarově orientovaného systému průmyslové automatizace. Jedná se o první univerzální nabídku automatizace, která zahajuje novou éru interoperability, kdy si koncoví uživatelé mohou vybrat z nejlepších technologií pro splnění jakéhokoli požadavku bez ohledu na dodavatele. Obrázek poskytla společnost Schneider Electric a databáze nových produktů pro techniky CFE Media

Jak otevřená je vaše automatizace? Otevřenost u průmyslové automatizace může být různá. Podívejme se na historii otevřenosti automatizačních systémů a na to, jak může být norma IEC 61499 prospěšná pro distribuovaný řídicí systém.

Vzhledem k tomu, že výrobci automatizace považují digitální transformaci a inteligentní výrobu za součást svých strategických misí, přichází společnost Schneider Electric s konceptem plně otevřené automatizace prostřednictvím softwarově orientovaného systému průmyslové automatizace Schneider Electric EcoStruxure Automation Expert.

Otevřená automatizace má dlouhou historii. Míra otevřenosti průmyslové automatizace bývá různá. Zahrnuje otevřenost průmyslových komunikačních protokolů, otevřenost hardwaru (založeného na průmyslovém PC) a otevřenost programování řídicího softwaru, jehož jádrem je PLCopen.

Přispěje snaha společnosti Schneider Electric k otevřenosti průmyslové automatizace? Lze realizovat plně otevřenou automatizaci? Jakou platformou je EcoStruxure Automation Expert od Schneider Electric? Jaké problémy s otevřeností lze řešit? Jaký je stav a budoucnost platformy? Wang Qiangjun, šéf projektu EcoStruxure Automation Expert v Číně, se podílí na vývoji platformy a je marketingový manažer divize průmyslové automatizace společnosti Schneider Electric (China). 

Co je to otevřená automatizační platforma?

V oblasti automatizace má téměř každá velká továrna vlastní platformu. Kromě toho existují platformy IIoT, cloudové platformy, platformy pro sběr dat a další platformy. Co umí otevřená automatizační platforma Schneider Electric? Je vůbec platformou?

Qiangjun říká, že EcoStruxure Automation Expert je více než software; je to kompletní sada systémů. Jedná se o integrovaný vývojový nástroj, integrované vývojové prostředí (IDE). Jedná se o nástroj pro vývoj aplikací průmyslové automatizace. Je možné v něm vyvíjet, konfigurovat, modelovat a navrhovat automatizační a jiné projekty. Dokáže automaticky generovat rozhraní člověk–stroj (HMI), které lze nasadit do průmyslového nebo jiného počítače.

Má databázi, do které lze archivovat a ukládat události, záznamy, trendy a další data. K dispozici jsou určité soubory knihoven, včetně průmyslových knihoven různých odvětví.

Zahrnuje automatizační hardware, jako je řídicí jednotka M580 pro velké řídicí systémy, programovatelný logický automat (PLC) řady M251 pro automatizaci strojů, měnič Altivar podporující Ethernet atd.

K dispozici je také běhové prostředí, což je softwarový programovatelný automat (PAC), který lze spustit v počítači. Společně tvoří platformu pro vývoj automatizace. 

Proč je tato platforma otevřenou automatizační platformou?

Otevřená automatizace znamená propojení a interoperabilitu automatizačních produktů, plug-and-play, opakované použití a přenositelnost softwarového kódu. Tato otevřenost je cílem automatizačního průmyslu. Kdy je automatizační platforma považována za otevřenou automatizační platformu?

Qiangjun poukázal na to, že otevřená automatizace se nerovná otevření zdrojového kódu. Jedná se o praktickou integraci automatizačního systému s dalšími systémy a hardwarem od jiných výrobců; tato integrace se nazývá horizontální.

Některé technologie, jako je analýza velkých dat, internet věcí a umělá inteligence, je potřeba snadno integrovat do průmyslového řídicího systému (ICS) – tomu se říká vertikální integrace. 

IEC 61131-3: nesnadná interoperabilita

Již v roce 1993 vytvořila Mezinárodní elektrotechnická komise (IEC) mezinárodní standard IEC 61131-3 pro sjednocení programovacích systémů PLC, distribuovaných řídicích systémů (DCS), IPC, počítačového číslicového řízení (CNC) a systémů pro dohledové řízení a sběr dat (SCADA), což byl první krok k otevření automatizace. V současné době většina automatických řídicích prvků podporuje programovací specifikaci IEC 61131-3.

IEC 61131-3 je programovací standard pro jedno zařízení. Program vyvinutý pro řídicí prvek lze nasadit pouze na řídicí prvek. Program je obtížné přenést na hardware jiného dodavatele.

Pokud je třeba systém rozšířit a modernizovat, je nutné opakovaně programovat a definovat rozhraní mezi systémy. 

IEC 61499: nezávislost

Pro splnění požadavků komplexních průmyslových systémů a požadavků na opakovanou použitelnost, přenositelnost a provozuschopnost začala organizace IEC v roce 2000 vyvíjet standard IEC 61499 pro DCS a její vydání dokončila v roce 2005.

IEC 61499 je specifikace spustitelného modelovacího jazyka na systémové úrovni. Navrhuje aplikační model nezávislý na základním systémovém vybavení, zapouzdřuje komponentně orientovaný řídicí software do softwarových komponent ve formě funkčních bloků a modeluje řídicí algoritmus ve formě intuitivní grafiky propojením funkčních bloků. Díky standardizovanému balení funkčních bloků je zajištěna opakovaná použitelnost softwaru, takže dochází k oddělení softwaru od hardwaru. Proto je IEC 61499 návrhem nejvyšší úrovně otevřené automatizace.

Od vývojového konceptu až po různé funkční bloky je Schneider Electric EcoStruxure v souladu se standardem IEC 61499, což z něj činí otevřenou automatizační platformu. Jinými slovy, pokud jsou software nebo funkční blok a průmyslová knihovna vyvinuty podle standardu IEC 61499, lze je v této platformě použít. Pomocí této platformy lze programovat a konfigurovat hardware podporující operační prostředí IEC 61499. 

Jaká je hodnota otevřené automatizace?

Jakou hodnotu může otevřená automatizační platforma přinést uživatelům? Qiangjun říká, že jádrem systému EcoStruxure Automation Expert je standard IEC 61499, který má své výhody. Standard IEC 61499 zajišťuje oddělení softwaru od hardwaru prostřednictvím balíčkování funkčních bloků. To usnadňuje vzájemné propojení, interoperabilitu, přenositelnost softwaru a jeho opakované použití mezi různým hardwarem a systémy, což přináší velkou flexibilitu.

Do funkčního bloku lze například zapouzdřit řízení průmyslového, automaticky řízeného vozidla nebo manipulátoru. Při každém použití automaticky řízeného vozidla (AGV) nebo manipulátoru je možné použít funkční blok ze softwaru bez nutnosti programování.

Standard IEC 61499 rovněž používá objektově orientovanou metodu zapouzdření funkčního bloku. Namísto procesu provádění programu založeného na časovém skenování v původních programovacích jazycích IEC 61131-3 se mění na proces provádění založený na funkčním bloku řízeném událostmi, který je více v souladu s moderním softwarovým inženýrstvím. Může usnadnit technikům pochopení provozních technologií (PT) a snížit obtížnost aplikování informačních technologií (IT) v oblasti automatizace. Tento objektově orientovaný způsob zapouzdření založený na komponentách je navíc v souladu s informačním modelem OPC UA, takže lze kombinovat standardy IEC 61499 a OPC UA.

Například po zapouzdření čerpadla do funkčního bloku se jeho nejrůznější logika a parametry nacházejí ve funkčním bloku a mohou komunikovat navenek bez ohledu na to, jaký systém SCADA, systém MES (Manufacturing Execution System) nebo systém 3D simulace se používá. Pokud se přijme OPC UA, může se jen s malým úsilím stát informačním modelem OPC UA, což snižuje obtížnost integrace dat nebo inženýrské integrace. Technici IT a PT tak musejí pouze pochopit, jak používat rozhraní mimo funkční blok. Není třeba rozumět algoritmu uvnitř funkčního bloku.

Autorem článku je Stone Shi, výkonný šéfredaktor časopisu Control Engineering China. Upravil Mark T. Hoske, obsahový ředitel 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