Fizikalyq PLC-lerden virtualdyq bасқаруға: SIMATIC S7-1500V baғdarlamalыq-anықталғan avtomatтandыруды дамытады

SIMATIC S7-1500V Кіріспе

01PLC функцияларын арнайы құрылғыдан бағдарламалық қамтамасыз етуге көшіру

Дәстүрлі автоматтандыру жүйесінде әрбір PLC — толық құрамды аппараттық пакет. Оның процессоры, жадысы, байланыс интерфейстері, жұмыс істеу ортасы және басқару бағдарламасы тығыз байланыста болады. Бұл орналастыру болжанатын өнімділік береді, бірақ басқару қабілетін арттыру әдетте тағы бір басқарушы құрылғыны, көбірек шкаф кеңістігін, қосымша сымдарды және жаңа сақтап қою бөлшектерін жоспарлауды қажет етеді.

The SIMATIC S7-1500V pLC іске қосу ортасын арнайы басқарушы құрылғыдан бөлу арқылы осы қатынасты өзгертеді. Басқару бағдарламасы ретінде расталған есептеу инфрақұрылымында виртуалды бағдарламалық нұсқа ретінде жұмыс істейді. Сондықтан басқару қабілеті жеке аппараттық бірліктермен қатал шектелмей, қолданба талаптарына сәйкес ұйымдастырылуы мүмкін.

Бұл модель әсіресе өндірістік модульдерді жиі қосатын, жаңа өнім нұсқаларын енгізетін немесе сұраныс өзгерген сайын жабдықтарды түзететін өндірушілер үшін ерекше маңызды. Компания бірнеше ұқсас өндірістік ұяшықтар үшін стандартталған виртуалды басқаруыш конфигурацияларын құра алады. Қосымша қуаттылық қажет болған кезде инженерлер әрбір қолданыс үшін толығымен жаңа басқару шкафын жобалауға тура келмейтін, расталған тағы бір дананы орнатады.

Автоматтандыру топтары үшін таныстық деңгейін сақтау әлі де маңызды. Виртуалды басқаруыш SIMATIC ортасының кеңістігімен үзіліссіздікті сақтайды, сондықтан инженерлер орнатылған ПЛК бағдарламалау ұғымдарын, диагностикалық әдістерді және автоматтандыру құрылымдарын әрі қарай қолдана береді. Бұл көптеген архитектуралық өзгерістерге тән кедергілерді азайтады.

Виртуалды басқару постепенді модернизацияны да қолдайды. Кәсіпорындар өзінің бар басқаруыштар жинағын бір ғана жобада алмастыруға мәжбүр емес. Физикалық S7 басқаруыштары уақытқа тәуелді машиналарды басқаруды жалғастыра алады, ал виртуалды ПЛК-лер модульдік өндірістік бөлімшелер, көмекші жүйелер, пилоттық орнатулар немесе икемді орнату қажеттілігі бар қолданбалар үшін енгізіледі.

Басқарушыны бағдарламалық қамтамасыз етуге көшіру инженерлік тәртіптің қажеттілігін жоюға әкелмейді. Нақты уақытта жұмыс істеу әлі де процессор ресурстарына, желінің дизайнына, кіріс/шығыс архитектурасына, цикл уақыты талаптарына және ақау кезіндегі жүйенің әрекетіне тәуелді. Әрбір виртуалды басқару қолданбасы дұрыс жобалануы, сынақтан өткізілуі, іске қосылуы және құжаттамасының жасалуы тиіс.

02Өнеркәсіптік Edge-ке қосылу WinCC OA , және бар IT инфрақұрылымы

Виртуалды PLC ең көп пайда әкеледі, егер ол координатталған өнеркәсіптік бағдарламалық жабдық ортасының бір бөлігі ретінде жұмыс істесе. Бұл архитектурада Siemens Industrial Edge басқару қолданбаларын жергілікті деректерді өңдеумен, визуализациялық жүйелермен және орталық IT ресурстарымен байланыстырады.

The S7-1500V автоматтандыру логикасын басқарады, ал Өнеркәсіптік Edge қолданбалары өндіріс процесінің ақпаратын машинаға немесе процеске жақын орналастыру. Жергілікті орындау арқылы өнімділік көрсеткіштерін есептеуге, аномалды жағдайларды анықтауға және әрбір бастапқы сигналды қашықтан орналасқан деректер орталығына жібермей-ақ кәсіпорын жүйелері үшін таңдалған ақпаратты дайындауға болады.

WinCC Open Architecture бастапқы түрде белгілі WinCC OA , масштабталатын SCADA мүмкіндіктерін қосады . Өнеркәсіптік Edge пен виртуалды PLC-мен бірге пайдаланғанда, виртуалданған басқару жұмыстарына жақын орналасқан визуализация мен бақылау функцияларын орналастыруға болады. Бұл таратылған зауыттар, энергетикалық объектілер, инфрақұрылым желілері және икемді бақылау архитектурасын қажет ететін ірі өндірістік алаңдар үшін пайдалы.

Практикалық орнату мыналарды қамтуы мүмкін: таратылған I/O жергілікті деңгейде сенсорлар мен құралдар, S7-1500V басқару үшін Industrial Edge экземпляры, Өнеркәсіптік Edge қолданбалары жергілікті өңдеу үшін Industrial Edge сервисі, WinCC OA операторлардың визуализациясы үшін Industrial Edge visualization экземпляры. Орталық IT инфрақұрылымы содан кейін әртүрлі қызметтерді қолдай алады: әртүрлі субъектілердің тепе-теңдігін басқару, бағдарламалық қамтамасыз ету репозиторийлері, резервтік көшірмелер, жүйелерді бақылау және тарихи деректерді сақтау.

Мысалы, технологияларға қолдау көрсету Microsoft Hyper-V және Red Hat OpenShift сондай-ақ өндірістік жұмыс жүктемелерін корпоративтік IT-тобы әлдеқашан түсінетін инфрақұрылыммен байланыстыруға көмектеседі. Дегенмен, жауапкершіліктер анық болуы керек. Басқару инженерлері процестің қаупі мен машина әрекетін түсінеді, ал IT-мамандары виртуалдандыру, есептеу ресурстары, қатысу басқаруы және киберқауіпсіздік саласындағы тәжірибелерін ұсынады.

Сайбер қауіпсіздігі бастапқыдан-ақ архитектураға енгізілуі керек. Желілік сегментация, рөлге негізделген қатысу қауіпсіз байланыс, сертификаттарды басқару, жаңарту процедуралары және сенімді резервтік көшірмелер міндетті. Виртуалдандыру икемділікті жақсартады, бірақ өндірістік қолжетімділік әдеттегі офистік IT-жұмыс жүктемесі ретінде қарастырылмауы керек.

03Кеңейтуге, жаңартуларға және өмірлік циклды басқаруға икемдірек тәсіл

Baғдарламалық бағдарланған басқарудың ең анық артықшылықтарының бірі — автоматтандыру жүйелерін тиімдірек масштабтау мүмкіндігі. Құрылғыға негізделген жобада кеңейту үшін тағы бір PLC, корпус өзгерістері, қосымша электр қоректендіру құрылғылары, жаңа байланыс құрылғылары мен белгіленген электр жұмыстары қажет болуы мүмкін. Ал виртуалды PLC жағдайында қосымша басқару қуатын жаңа бағдарламалық экземпляр арқылы құруға болады, егер есептеу ресурстары, желі өнімділігі, лицензиялау және резервтеу дұрыс жоспарланған болса.

Бұл модульді өндіріс үшін өте құнды. Фармацевтикалық скридтер, су тазарту қондырғылары, энергия басқару жүйелері, материалдарды тасымалдау жабдықтары мен икемді жинау станциялары жиі қайталанатын функционалды бірліктерден құрылады. Стандартталған виртуалды басқарушы шаблондары ұқсас бірліктерді бірнеше жолдарда немесе зауыттарда орнатқан кезде инженерлік уақытты қысартады және тұрақтылықты жақсартады.

Baғдарламалық бақылау да жаңартуларды басқару әдісін өзгертеді. Себебі бақылаушы орындау ортасы тұрақты түрде бір физикалық құрылғыға бекітілмеген, сондықтан бағдарламалық жасақтама нұсқалары мен есептеу құрылғылары әртүрлі жасақтама циклдарын қолдана алады. Инженерлік топтар жаңартылған ортаны дайындап, бақыланатын жағдайларда оны сынақтан өткізіп, өзгерістерді құжаттап, рұқсат етілген техникалық қызмет көрсету уақытында енгізе алады.

Резервтік көшірме жасау және қалпына келтіру сондай-ақ жүйелі түрде жүргізіле алады. Рұқсат етілген конфигурациялар, бақылаушы бағдарламалары және виртуалды нұсқалар орталықтандырылған түрде басқарылады, бұл техникалық қызмет көрсету топтарына әрбір объектіде қандай бағдарламалық жасақтама орнатылғанын нақты көрсетеді. Егер есептеу платформасын алмастыру қажет болса, расталған бақылаушы ортасын толығымен қайта жинақтауға тура келмей, қалпына келтіруге болады.

Бұл артықшылықтар өндірістік жаңартулардың қауіпсіз екендігін білдірмейді. Кез келген өзгеріс әлі де сыйласымдылық тексерулерін, функционалдық сынақтарды, киберқауіпсіздік бағалауын және анықталған қалпына келтіру процедурасын талап етеді. Нағыз циклдық өмір пайдасы — күрделілікке жақсырақ бақылау орнату, соның ішінде нұсқаларды таза басқару, ашық деплоймент және көптеген контроллер құрылғыларының әртүрлілігіне тәуелділіктің азаюы.

04Қорытынды

SIMATIC S7-1500V — бұл физикалық ПЛК-ны виртуалды ортаға ауыстырудан көп нәрсе. Ол өндірістік басқару жүйелерін құру, кеңейту және қолдану тәсілдеріндегі кеңірек өзгерісті білдіреді.

Siemens Industrial Edge-пен жұмыс істеу арқылы, WinCC OA және орнатылған IT инфрақұрылымы арқылы виртуалды ПЛК автоматтандыру логикасын жергілікті деректерді өңдеуге, масштабталатын визуализацияға және орталықтандырылған жүйе басқаруына байланыстырады. Жаңа басқару қабілетін икемдірек енгізуге, бағдарламалық жаңартуларды жүйелірек дайындауға және циклдық өмір туралы ақпаратты ашық түрде басқаруға болады.

Ең нақты болашақ — гибридтік. Физикалық PLC-лер машина деңгейіндегі сенімді басқаруды әрі қарай қамтамасыз етеді, ал виртуалды ПЛК-лер жылдам орнату, стандартталған конфигурациялар және масштабданатын есептеу мүмкіндіктері басымдыққа ие болған жағдайда икемділік қосады. Бұл S7-1500V арқылы Siemens бұл екі әлемді біріктіреді және өндірушілерге бағдарламалық-анықталған автоматтандыру .

05Ұсынылатын өнімдер