Open-Source Oplossingen voor Moderne Industriële Automatisering

AutomationDirect, Cumming, GA

Afbeelding 1. Traditionele PLC's en klassieke ladder – zoals de AutomationDirect Productivity familie die klassieke ladder logic programmering gebruikt – spelen nog steeds een belangrijke rol en hebben veel moderne mogelijkheden verworven, zelfs als hun ontwikkelomgeving toegewijd is. (Afbeelding: AutomationDirect)

Industriële automatisering is traditioneel gekenmerkt door proprietaire technologieën en leveranciers-specifieke oplossingen. Echter, recente trends verschuiven naar meer openheid in zowel hardware als software, wat de evolutieve behoeften van eindgebruikers, systeemintegrators (SI's), en original equipment manufacturers (OEM's) weerspiegelt.

Initieel vertrouwde industriële automatisering op hardwired systemen, zoals relays en schakelaars. Naarmate automatisering evolueerden, duiken programmable logic controllers (PLC's) op, die gespecialiseerde programmeermethoden gebruikten, typisch ladder logic. Deze PLC's en hun geïntegreerde ontwikkelomgevingen (IDE's) waren proprietair, wat leidde tot vendor lock-in (Afbeelding 1). De controle en softwareomgevingen werden strak beheerd door leveranciers, wat betrouwbaarheid waarborgde, maar flexibiliteit en interoperabiliteit beperkte.

Hoewel dit model goed genoeg werkte voor vele jaren, is de industriële sector steeds complexer geworden, met een grotere behoefte aan customisatie, data-afhandeling en analytics. Dit heeft de vraag naar meer open en flexibele programmeeroplossingen gedreven. Industriële applicaties vereisen nu vaak geavanceerde dataverwerking en integratie met moderne IT-gebaseerde systemen, dus traditionele methodieken zijn soms ontoereikend. Er zijn verschillende ontwikkelingen die leiden tot meer open automatisering:

IEC 61131 Standaarden: Geïntroduceerd in de mid-1990s, was de IEC 61131 standaard een significante stap naar het standaardiseren van industriële programmeertalen. Het omvat ladder diagram (LD), function block diagram (FBD), structured text (ST), en sequential function chart (SFC). Hoewel deze talen een gemeenschappelijk framework bieden, adresseren ze cross-vendor code porteerbaarheidsissues niet volledig.

CODESYS IDE: Om de behoefte aan porteerbaarheid en gebruiksgemak aan te pakken, werd CODESYS ontwikkeld. CODESYS is gebaseerd op IEC 61131-3 en biedt een hardware-agnostische IDE die meerdere platforms ondersteunt. Deze omgeving stelt ontwikkelaars in staat om code een keer te schrijven en te deployen over diverse hardwaresystemen. Het faciliteert codehergebruik en vermindert de leercurve voor gebruikers, hoewel het beperkingen kan hebben in het benaderen van bepaalde hardware-specifieke functies.

Open Microcontrollers: Het opkomen van microcontroller-platforms zoals Arduino en Raspberry Pi heeft moderne programmeertalen, zoals C++ en CircuitPython, geïntroduceerd in industriële applicaties. Deze talen, die vertrouwder zijn voor nieuwere generaties ingenieurs, excelleren in het hanteren van complexe wiskundige operaties en data-intensieve taken. Hoewel deze microcontrollers PLC's niet volledig zullen vervangen, bieden ze additionele opties voor integratie met bestaande systemen en verbeterde dataconnectiviteit.

Terwijl de shift naar open talen en platforms talloze voordelen biedt, waaronder verlaagde licentiekosten en verhoogde flexibiliteit, blijven traditionele PLC's met proprietaire IDE's uitgebreid gebruikt voor real-time controle taken waar betrouwbaarheid en deterministisch gedrag van cruciaal belang zijn.

Afbeelding 2. AutomationDirect biedt veel automatiseringskeuzes, inclusief traditionele PLC's, een PLC compatibel met CODESYS, en de ProductivityOpen familie, die Arduino-compatibele processors benut zodat gebruikers hun automatiseringsapplicaties kunnen programmeren met meer moderne talen, zoals C++ en CircuitPython. (Afbeelding: AutomationDirect)

Het industriële automatiseringslandschap is steeds diverser. Sommige applicaties profiteren van de robuuste capaciteiten van PLC's, terwijl andere moderne, open technologiën benutten voor hogere-niveau verwerking en integratie. In veel gevallen wordt een hybride benadering gebruikt, combineren traditionele PLC's voor kerncontrole functies met open platforms voor dataverwerking en analytics (Afbeelding 2).

Naarmate industriële automatiseringstechnologieën zich blijven ontwikkelen, zal de balans tussen traditionele en open oplossingen waarschijnlijk evolueren. De nadruk zal liggen op het bieden van veelzijdige platforms die uiteenlopende gebruikersbehoeften bevredigen, een omgeving bevorderend waar zowel legacy als moderne systemen kunnen co-existeren en elkaars effectief complementeren.

Dit artikel werd geschreven door Tim Ensminger, Product Manager en Matthew Lappin, Technical Product Manager, beiden bij AutomationDirect (Cumming, GA). Voor meer informatie, bezoek hier.