Физикалык PLCлерден виртуалдык башкарууга: SIMATIC S7-1500V баардык иштөөлөрдү программалык жол менен аныктаган автоматташтырууну өнүктүрөт

SIMATIC S7-1500V Киришүү

01PLC функцияларын арналган аппараттык жабдуулардан программалык камсызатка которуу

Арткы автоматташтыруу системасында ар бир PLC - бүтүндөй аппараттык комплект. Анын процессору, эс тутуму, байланыш интерфейстеринин, иштеп жаткан ортосунун жана башкаруу программасынын бардыгы тыгыз байланышкан. Бул жайгашуу сенарийдеги иштөө өнүмдүүлүгүн камсыз кылат, бирок башкаруу кубаттуулугун көбөйтүү үчүн адатта дагы бир контроллер, артык шкаф көлөмү, кошумча сымдар жана жаңы сакталган бөлүктөрдү пландоо талап кылынат.

Бул SIMATIC S7-1500V бул мамиле PLС иштөө убактысын арналган контроллердик куралдан ажыратуу аркылуу өзгөртөт. Башкаруу программасы резервдеги компьютердик инфраструктураларда виртуалдуу программалык нуска катары иштейт. Демек, башкаруу кубаттуулугу айрым аппараттык бирдиктердин чектөөлөрүнө турат эмес, ар бир колдонуу иштөө талаптарына ылайык уюштуруу мүмкүн.

Бул модель өзүнчө өндүрүштүн модулдарын тез арада кошуп, жаңы өнүмдүн өзгөртүлгөн варианттарын киргизип же талаптардын өзгөрүшүнө ылайык жабдууларды ыңгайлаштырып турган өндүрүшчүлөр үчүн айрыкча маанилүү. Компания бир нече окшош өндүрүштүн уялары үчүн стандартдаштырылган виртуалдык контроллердин конфигурацияларын түзүшү мүмкүн. Көбүрөөк капаситет керек болгондо, инженерлер ар бир колдонуу үчүн толук жаңы башкаруу шкафын долбоорлоого турган эмес, башка бир расмий тастыкталган нускасын ишке ашыра алышат.

Автоматташтыруу командасы үчүн тааныштык да жалпы мааниге ээ. Виртуалдык контроллер SIMATIC ортосунун кеңири чегинде үзгүлтүсүздүктү сактайт, ошондуктан инженерлер белгилүү PLC программалоо концепцияларын, диагностикалык ыкмаларды жана автоматташтыруу структураларын уланта берет. Бул көпчүлүк учурда ири архитектуралык өзгөртүүлөр менен байланышкан тоскоолдуктарды азайтат.

Виртуалдык башкаруу постепалдуу модернизацияны да колдойт. Заводдор өзүнчө бар контроллерлери жыйындысын бир гана долбоордо алмаштырууга турган эмес. Физикалык S7 контроллерлери убакыт-критикалык машиналарды башкарууну уланта берет, ал эми виртуалдык PLC модулдук технологиялык бөлүктөр, кошумча системалар, пилоттук орнотмолор же ишке киргизүүгө ичке талаа талап кылган колдонулуштар үчүн киргизилет.

Контроллерди программалык камсызатка көчүрүү инженердик дисциплинанын керегин жок кылбайт. Убакыттын чыныгы иштешүүсүнүн сапатында процессордун ресурстары, тармактын дизайны, киргизүү/чыгаруу архитектурасы, цикл узактыгынын талаптары жана кырсыкка учурунда системанын иштешүүсү маанилүү. Ар бир виртуалдуу контроллер колдонулушу туура сыналган, сыналган, ишке киргизилген жана документтелген болушу керек.

02Индустриялык Edge-ти кошуп алуу, WinCC OA , жана мурдатан бар IT-инфраструктурасы

Виртуалдуу PLC маанилүү баалуулугун толук алат, эгерде ал координацияланган индустриялык программалык ортодо иштесе. Бул архитектурада Siemens Industrial Edge контроллер колдонулуштарын жергиликтүү маалыматты иштетүү менен, визуализация системалары менен жана борбордук IT-ресурстар менен байланыштырат.

Бул S7-1500V автоматташтыруу логикасын башкарат, ал эми Индустриалдык Edge колдонулуштар иштетүү өндүрүш маалыматын машина же өндүрүшкө жакын жерде иштетүү. Жергиликтүү иштетүү аркылуу натыйжалуулук көрсөткүчтөрүн эсептөө, тез арада аномалдык шарттарды аныктоо жана бардык баштапкы сигналдарды алыскы дата-борборго жөнөтпөй, ишканалык системалар үчүн тандалган маалыматтарды даярдоо мүмкүн.

WinCC Open Architecture силикон WinCC OA , масштабдалуучу SCADA мүмкүнчүлүктөрүн кошот . Индустриалдык Edge жана виртуалдык PLC менен бирге колдонулганда, виртуалдаштырылган башкаруу иштөөлөрүнө жакын жерде визуализация жана көзөмөл функцияларын орнотууга мүмкүндүк берет. Бул тармагы таралган заводдор, энергетикалык объекттор, инфраструктуралык тармактар жана гибриддик көзөмөл архитектурасын талап кылган чоң өндүрүш сайтылары үчүн пайдалуу.

Практикалык орнотуу төмөнкүлөрдү камтышы мүмкүн: таркалган I/O жана талаа деңгээлиндеги приборлор, башкаруу үчүн S7-1500V инстанциясы, Индустриалдык Edge колдонулуштар жергиликтүү иштетүү үчүн жана WinCC OA оператордун визуализациясы үчүн. Борбордук IT инфраструктурасы андан соң идентификацияны башкаруу, программалык камсыздануу репозиторийлери, резервдик көчүрмөлөр, системаны көзөмөлдөө жана тарыхый маалыматтарды сактоо үчүн колдонулат.

Мисалы, технологияларга колдоо Microsoft Hyper-V жана Red Hat OpenShift ошондой эле өнөрөттүк иш жүктөрүн корпоративдик IT-командалар тарабынан баштан танылган инфраструктурага кошуп берет. Бирок милдеттер ачык болушу керек. Контролдогон инженерлер процесске байланыштуу риск жана машиналардын иштөөсүн түшүнөт, ал эми IT-маманын виртуалдаштыруу, эсептөө ресурстары, кирүүнү башкаруу жана киберкоопсуздук боюнча тажрыйбасы бар.

Кибербезник архитектурага баштан эле киргизилүү керек. Тор бөлүгү, рольго негизделген кирүү , коопсуздугу камсыз кылган байланыш, сертификаттарды башкаруу, түзөтүүлөрдү орнотуу жана надёждуу резервдик көчүрмөлөр зарыл. Виртуалдаштыруу иштөөнүн иштөөсүн жакшыртат, бирок өнөрөттүк иштөөсүн адатта офис IT-иш жүктөрүнө окшотуп карашпагыла.

03Кеңейтүү, жаңыртуу жана жашоо циклини башкарууга иштөөнүн иштөөсүн жакшырткан ыкма

Программалык-аныкталган башкаруунун эң ачык пайдасы – автоматтандыруу системаларын эффективдүүрөөк масштабдоо мүмкүнчүлүгү. Железа-ориентирдүү долбоордо кеңейтүү үчүн дагы бир PLC, корпусдун өзгөртүлүшү, кошумча электр камсыздоо, жаңы байланыш аппараттары жана белгиленип койулган электр иштери талап кылынат. Ал эми виртуалдык PLC менен кошумча башкаруу капаситети жетиштүү компьютр ресурстары, тармактын өнүмдүүлүгү, лицензиялоо жана резервдөө туурасында жакшы пландоо жасалган учурда жаңы программалык инстанция аркылуу түзүлөт.

Бул модулдуу өндүрүш үчүн баалуу. Фармацевтикалык скиттер, суу иштетүү бирдиктери, энергияны башкаруу системалары, материалдарды ташуу жабдуулары жана ийлүү жыйнак станциялары көбүнчө кайталануучу функционалдык бирдиктерден турат. Стандартташтырылган виртуалдык контроллер шаблондору окшош бирдиктерди бир нече линияларда же заводдордо орноткондо инженердик убакытты кыскартат жана үйлэштирилгэндиги жогорулатат.

Программалык-аныкталган башкаруу апгрейддарды башкаруу ыкмасын да өзгөртөт. Себеби, контроллердин иштөө убактысы бир физикалык аппаратка туруктуу байланыштырылган эмес, ошондуктан программалык жана компьютингдик аппараттык версиялар ар кандай циклдеги өнүгүү тартибинде иштей алышат. Инженердик команда жаңыртылган ортого даярдалып, аны контролдогон шарттарда сынап, өзгөртүүлөрдү документтештирүү жана расмий түрдө белгиленген техникалык кызмат көрсөтүү мезгилинде аны киргизе алышат.

Резервдик көчүрмөлөр жана калыбына келтирүү дагы системалуу болушу мүмкүн. Расмий түрдө кабыл алынган конфигурациялар, контроллер программалары жана виртуалдык инстанцияларды борборлоштурулуп башкарууга болот, бул техникалык кызмат көрсөтүү командаларына ар бир сайтта нене орнотулганын татаал түрдө көрсөтөт. Эгерде компьютингдик платформа алмаштырылышы керек болсо, текшерилген контроллер ортосу толук колдонмо программаны баштан түзүп чыгып, кайрадан түзүлбөй-а гана калыбына келтириле алышат.

Бул артыкчылыктар өнөр жай жаңыртууларын рисксиз кылбайт. Ар бир өзгөрүш үчүн совместимдүүлүк текшерүүлөрү, функционалдык сыноо, киберкоопсуздук баалоо жана аныкталган калыбына келтирүү ыкмасы талап кылынат. Чындыгында, циклдеги пайда — татаалдык менен иштөөнүн жакшырышы, анын ичинде негизги версияларды башкаруу, ачык деплоймент жана көп санда контроллердун аппараттык вариацияларына таянычынын азайышы.

04Корутунду

SIMATIC S7-1500V — бул физикалык PLCни виртуалдык ортого которгондон көбүрөөк. Ал өнөр жай контроль системаларын долбоорлоо, кеңейтүү жана карау ыкмаларындагы кеңири өзгөрүштү белгилейт.

Siemens Industrial Edge менен иштеп WinCC OA , жана орнотулган IT инфраструктурасы менен виртуалдык PLC автоматташтыруу логикасын жергиликтүү маалыматтарды иштетүүгө, масштабдалуучу визуализацияга жана борборлоштурулган системаны башкарууга бириктирет. Жаңы контроль капаситетин ишке ашыруу ичкерисинде иштетүүгө мүмкүнчүлүк берет, программалык жаңыртууларды системалуу даярдоого мүмкүнчүлүк берет жана циклдеги маалыматтарды ачык башкарууга мүмкүнчүлүк берет.

Эң чындыкка жакын болочок — гибриддик. Физикалык PLC-лер машина деңгээлиндеги надёждуу башкарууну сактап калат, ал эми виртуалдык PLC быстрого развертывания, стандартных конфигураций и масштабируемой вычислительной мощности приоритеттеринде гибкосту кошот. Бул менен S7-1500V , Siemens бул эки дүйнөнү бириктирип, өндүрүшчүлөргө программалык-аныкталган автоматташтыруу .

05Сунушталган өнүмдөр