Téma virtualizace není nové. Poprvé bylo virtuální řešení představeno již v 60. letech minulého století. Od počátku roku 2000 se tato technologie používá stále častěji a v současné době se uplatňuje v mnoha firmách.
Otázkou je, jaké výhody toto řešení nabízí.
Virtuální PLCnext Control umožňuje užší spolupráci IT a OT a větší flexibilitu a škálovatelnost automatizačních řešení.
Vychází z funkcí zavedeného PLCnext Control a rozšiřuje portfolio PLCnext Technology. Jedná se o otevřený ekosystém společnosti Phoenix Contact pro současné i budoucí požadavky na automatizaci. Umožňuje kombinovat automatizační úlohy a požadavky internetu věcí v jediném zařízení.
Z pohledu řídicího hardwaru se ekosystém skládá z modulární softwarové platformy PLCnext Engineer, digitálního tržiště PLCnext Store, informativní komunity PLCnext Community pro sdílení odborných znalostí a možnosti systémové integrace cloudu.
Na rozdíl od tradičního hardwaru PLC je virtuální řídicí jednotka založena na kontejneru OCI (Open Container Initiative), jinými slovy na samotném softwaru. Virtuální řadič je nezávislý na hardwaru. To znamená, že nevyžaduje žádný specifický hardware. Díky tomu lze kontejner instalovat na průmyslové počítače i na edge zařízení. Uživatelé mohou vytvářet procesy ideálně přizpůsobené svým potřebám a nemusí je oddělovat od ostatních procesů. Virtuální řídicí jednotka disponuje všemi známými funkcemi PLCnext Control, což znamená, že kromě obvyklých průmyslových protokolů podporuje také sběrnicové systémy - například PROFINET a Modbus TCP/IP - pro integraci sběrnicových spojek a I/O modulů do automatizačního řešení.
Doplnění klasického hardwaru PLC
Virtuální PLCnext Control se vyznačuje svou flexibilitou. Řídicí jednotka založená na softwaru se nastavuje buď přímo na již běžící struktuře linuxového serveru, nebo na průmyslovém PC. Parametry, jako je rychlost dotazování PROFINET a počet připojených zařízení PROFINET, lze libovolně konfigurovat tak, aby byl dokonale a hospodárně přizpůsoben příslušné aplikaci. Zde si můžeme položit otázku, taková virtuální řídicí jednotka může skutečně řídit důležitý výrobní závod, kde je zásadní parametrem spolehlivost? Vždyť klasický hardware PLC obvykle funguje jako "srdce" stroje nebo systému. Odpověď: Určitě! Klasický řídicí systém se v zásadě také skládá z komponent (průmyslového) PC. V takovém případě je software nainstalován přímo v PLC a nelze jej výrazně upravovat.
Toto oddělení hardware ve prospěch software nemusí znamenat žádné nevýhody z hlediska automatizace. Za určitých okolností se srdce stroje nebo systému přesouvá do výkonných serverových struktur v rozváděči IT. Hardware, sběrnicové vazební členy a I/O moduly zůstávají ve výrobním systému. To má smysl zejména u velkých systémů nebo u netradičních aplikací, v nichž je třeba shromažďovat a zpracovávat data lokálně - klíčovým pojmem jsou zde edge aplikace. Zde je důležité zmínit, že virtuální řídicí jednotka nenahrazuje klasický hardware PLC. Místo toho virtuální řídicí jednotka doplní základní komponenty automatizačního portfolia.
Optimální platforma pro zařízení edge
Virtuální řídicí jednotka však umožňuje mnohem více než jen nahrazení klasického hardwaru PLC a flexibilní použití na rozsáhlých serverových strukturách. Těží z něj i oblast edge aplikací. Termín "edge" se vztahuje k využívání a vyhodnocování lokálních dat. Až dosud byl tento proces striktně oddělen od automatizace - obvykle na straně hardware a software. Tato virtualizace řídicích funkcí znamená, že interakci mezi IT a OT již nic nebrání. Na straně IT lze známý operační systém využít k filtrování a analýze aplikací nebo k využití algoritmů prostřednictvím umělé inteligence (AI). Díky tomuto přístupu se z lokálních dat vytváří přidaná hodnota.
Na straně OT je virtuální řídicí jednotka díky využití automatizačního softwaru PLCnext Engineer stejně dobrá jako klasická řídicí jednotka. To znamená, že zodpovědné oddělení - například IT oddělení společnosti, které spravuje PC - může i v budoucnu pracovat v prostředí, které zná, a není nutné školit zaměstnance na nové řešení. Na míru šité licenční modely a množstevní struktury umožňují použití virtuální řídící jednotky v aplikacích s vysokými nároky stejně jako v jednoduchých a nákladově náročných projektech. Nehrozí, že by na začátku projektu bylo použito předimenzované PLC, které by pokrylo všechna možná budoucí rozšíření.
Startovací sada založená na kompaktním průmyslovém počítači
VL3 UPC 2440 Edge, základem tohoto zařízení je kompaktní průmyslový počítač, s jehož pomocí lze optimálně spojit popsané výhody do zařízení edge. Kromě obvyklého uživatelsky přívětivého desktopového operačního systému Linux je zde předinstalován kontejnerový runtime a Virtual PLCnext Control pro okamžitou implementaci automatizačního řešení.
Sběr dat probíhá ve známém prostředí IEC 61131. Pro následné vyhodnocení je k dispozici obvyklé prostředí Linuxu se všemi softwarovými rozšířeními a aplikacemi PLCnext. Díky použití vysoce výkonného čtyřjádrového procesoru Intel Atom a 16 GB RAM lze i složité analytické postupy provádět lokálně na hardwaru, tedy přímo v místě vzniku dat. Přestože toto řešení není hardwarově nezávislé, jako je tomu v případě nákupu kontejneru PLCnext, snadné spuštění desktopové verze systému Linux otevírá také výhody z hlediska rozšiřitelnosti a uživatelské přívětivosti virtuálního regulátoru ve srovnání s klasickými, minimalistickými a izolovanými řídicími systémy.
Konvergence IT a OT
Použití virtuálního řídicího systému stále více sbližuje svět OT a IT ve výrobních podnicích. Zatímco zaměstnanci se nemusí přizpůsobovat odlišným inženýrským a programátorským přístupům, řídicí jednotka může být nakonfigurována nákladově optimálně a přesně pro zamýšlené použití. Žádné změny nenastanou ani pro uživatele zaměřené na IT. Místo toho odpadne přenastavování. Otevřený řídicí systém, jako je PLCnext Control, již dlouho umožňuje instalaci dalšího softwaru nebo aplikací. Díky hardwarově nezávislé řídicí jednotce mohou nyní uživatelé používat známý operační systém s jednoduchou podporou všech rozhraní uživatelsky přívětivým způsobem. Zejména tyto výhody znamenají, že virtuální řízení otevírá další významný pokrok pro okrajové aplikace, v nichž jsou data shromažďována prostřednictvím OT nástrojů a analyzována lokálně na zařízení. Virtualizace řídicí jednotky je přístup orientovaný na budoucnost a může být obzvláště efektivní, zejména ve velkých systémech. Namísto instalace co největšího, často předimenzovaného PLC do stroje nebo systému lze kontejner přizpůsobit novým požadavkům na budoucí rozšíření.
Co je to virtuální řídicí jednotka?
Virtuální řídicí jednotky jsou softwarové systémy, které plní funkce tradičních hardwarových řídicích jednotek. Běží na standardním hardwaru - například na průmyslových počítačích a serverech - a využívají virtualizační technologie, jako jsou kontejnery a hypervizory, k provozu více řadičů na jedné hardwarové platformě. Největší výhodou virtuální řídicí jednotky ve srovnání s klasickým hardwarovým PLC je její flexibilita, a tedy i využití v rozsáhlých a komplexních aplikacích.
PHOENIX CONTACT, s.r.o.
Dornych 47b, 617 00 Brno
Tel.: +420 542 213 401
E-mail: Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.
www.phoenixcontact.cz
