PLC's: De sleutel voor de Industrial Internet of Things

In een industriële wereld die steeds complexer wordt, is technologie een enabler. Het stelt ons in staat om data op nieuwe manieren te verzamelen en te begrijpen, wat leidt tot betere beslissingen over hoe we onze bedrijven runnen. Neem de Industrial Internet of Things (IIoT) als voorbeeld.

In onder een eeuw hebben we gezien hoe de industrie getransformeerd is door de derde industriële revolutie. De meest recente voortgang, Industrie 4.0, introduceerde het idee van de slimme fabriek. Nu bereiken we het kantelpunt waar de technologie rijp genoeg is om die visie op wereldschaal werkelijkheid te maken. Jamie Smith van Control Techniques kijkt naar het scharnierpunt dat de Industrial Internet of Things (IIoT) een realiteit maakt.

We zijn een lange weg gekomen sinds Industrie 2.0

Als je ver genoeg teruggaat, naar tijden voordat PLC's bestonden, had men relais, timers en elektrische lusregelaars. Procesbesturingssystemen waren sterk gedistribueerd en hardwired in de fabriek. Het monitoren van deze systemen was tijdrovend en vereiste vaak dat technici de hele dag door de fabriek liepen. Als u zich dat kunt voorstellen, maakte dit foutopsporing zeer moeilijk. Duidelijk een ernstig probleem voor bedrijven met hoge waarde waar downtime miljoenen dollars kon kosten. Dit stimuleerde een groeiende vraag naar geïntegreerde controle. Als gevolg hiervan begonnen ingenieurs te zoeken naar een betrouwbare alternatief voor relaislogica. Hieruit ontstonden programmeerbare logische controllers, of PLC's.

PLC's waren vroeger zo groot dat bedrijven ze in centrale controleruimtes installeerden vanwege hun grootte en omgevingsvereisten. Ze werden op afstand bedraad naar veldapparaten met enorme hoeveelheden kabel. Ondanks al de extra kosten, maakten PLC's een enorme impact. Fouten waren makkelijker te vinden, downtime verminderde, doorvoer nam toe en veiligheid verbeterde. Uiteindelijk kwam het neer op het rendabeler maken van een bedrijf, en de PLC bereikte dat.

Het kantelpunt voor de Industrial Internet of Things (IIoT)

Dankzij de technologische ontwikkeling, zijn PLC's stapsgewijs gekrompen in grootte, kosten en zijn ze in staat om in zwaardere omgevingen te opereren. Dit heeft nieuwe kansen gecreëerd om het controllniveau te verhogen. Nu kunnen we al onze machines met elkaar verbinden, in meerdere fabrieken, in elk deel van de wereld. Die machines kunnen een masterprogramma draaien gevoed vanuit een kleinere centrale controller naar individuele PLC's. Voor minder ingewikkelde processen, verwijdert een simpele outboard PLC op een apparaat de noodzaak voor complexe en dure elektromechanische opties.

Meer bedrijven zullen kunnen profiteren van de Industrial Internet of Things (IIoT) naarmate de technologie betaalbaarder wordt. Bijvoorbeeld, bepaalde goedkope AC-aandrijvingen komen nu met een onboard PLC zonder extra kosten. Dit moet zeer aantrekkelijk zijn voor OEM's.

Enkele van de belangrijkste voordelen van het gebruik van een gedecentraliseerde PLC

1. Grote PLC's kunnen duur zijn. Een optie is om de centrale controller te verwijderen en het werk te spreiden over kleinere PLC's. De kosten kunnen verder worden verlaagd door een AC-aandrijving met onboard PLC te gebruiken.

2. Bij het upgraden of wijzigen van een systeem, kan extra codering vereist zijn. Op een gecentraliseerd controlsysteem zou dit kunnen betekenen dat een hele productielijn moet worden afgesloten. De andere optie is om een lokale controller te hebben die geïsoleerd kan worden, waardoor de rest van de lijn door kan gaan.

3. In sommige gevallen lopen processen te snel voor een centrale controller om direct te reageren. Door een gedecentraliseerde controller te hebben, is het mogelijk om vertraging te verminderen, wat resulteert in meer uptime.

4. Het is makkelijk om te verbinden wanneer de unit lokaal is bij de operator. Dit stelt mogelijkheden in zoals trendanalyse, alarmgeving, batching of zelfs printen.

5. Het kan moeilijk zijn om fouten op te sporen bij het gebruik van één groot systeem, in tegenstelling tot werken op kleinere. Gedistribueerde controlsoftware is makkelijker te onderhouden omdat er minder informatie geanalyseerd hoeft te worden.

6. Veld-gebaseerde gedistribueerde controllers zijn niet volledig afhankelijk van de centrale controller. Dus in het geval dat de centrale controller in fout gaat, zal het hele proces niet faillen. Dit stelt de gebruiker in staat om hun proces door te laten lopen.

7. Een groot voordeel van een gedistribueerd systeem is dat het makkelijker te partitioneren is. U kunt verbeterde veiligheid hebben door gezone interlocks of lichtschermen.

In verdediging van het gecentraliseerde systeem

Er is een reden waarom velen nog steeds gecentraliseerde systemen gebruiken. Ten eerste, ze zijn over veel jaren bewezen als een effectieve manier om fabrieksbrede communicatie te managen. Een systeem veranderen zou duur en counterproductief zijn, waarom onnodige downtime introduceren als iets al goed werkt?

Voor nieuwe apparatuur, kan decentralisatie extra complexiteit toevoegen die niet nodig is. Dus in industrieën waar luchtdeeltjes of temperatuur storingen kunnen veroorzaken, is een simpele opstelling met een geconditioneerde gecentraliseerde PLC de betere optie.

Het allerbelangrijkste is dat u een master in uw systeem nodig hebt. Dat betekent één PLC die de mastercommunicatie naar de rest van uw systeem stuurt. Meestal zijn dit krachtige processors die berichten afsturen naar kleinere follower PLC's. Wat geweldig is aan deze aanpak is dat we controle gecentraliseerd houden, maar profiteren van de autonomie van individuele delen van het systeem.

Het scharnierpunt van verandering

Tot voor kort beïnvloedden grootte, communicatie en softwarestandaarden allemaal onze keuzes. Ze dwongen onze hand bij het bouwen van apparatuur. De mogelijkheden van de Industrial Internet of Things (IIoT) is about to be realised. Voor langer zullen nieuwe bedrijven beginnen te verschijnen, die dezelfde producten aanbieden maar meer intelligente produceren die uptime verhogen.

De vraag is: bent u klaar voor de volgende golf van innovatie en de volwassenwording van de Industrial Internet of Things (IIoT)?