Wysoce skomunikowane przedsiębiorstwa nieustannie poszukują sposobów na szybsze i bardziej wydajne pobieranie danych z instalacji przemysłowych. Jednym z nich jest zastosowanie rozwiązań opartych na obsłudze danych w tzw. chmurze, z wykorzystaniem zdalnej komunikacji interfejsów operatorskich HMI. W koncepcji nowoczesnych sieci przemysłowych Przemysł 4.0 oraz idei tzw. Internetu Rzeczy pracownicy i kadry zarządzające dysponują swobodnym i zdalnym dostępem do danych systemowych poziomu obiektowego. Pozwala to na sprawniejsze zarządzanie zasobami, monitorowanie i sterowanie maszynami.
Otwarte połączenia, dzięki korzystaniu z usług za pośrednictwem internetowej chmury danych, pozwalają na dostarczenie ich z hali produkcyjnej do dowolnego interfejsu człowiek-maszyna (ang. Human Machine Interface – HMI), systemu planowania zasobów przedsiębiorstwa (ERP) lub dowolnego innego interfejsu czy platformy systemowej, podłączonego za pomocą dowolnej liczby standardowych metod dostępu. Ponadto połączenie z chmurą zapewnia obsługę wielu protokołów komunikacyjnych, w tym: TCP/IP, Direct SQL i OPC UA, umożliwiając bezproblemową integrację z niemal każdym istniejącym systemem sterowania.
Standard OPC UA jest tu szczególnie ważny dla zapewnienia bezpieczeństwa rozbudowanych systemów przez zastosowanie zintegrowanych technologii szyfrowania. Chroni poufne dane z instalacji przemysłowych, a jednocześnie nie wymaga obsługi eksperckiej.
Standardy bezpieczeństwa zaprojektowane w otwartej specyfikacji OPC UA wysuwają ją na czołową pozycję w branży rozwiązań dedykowanych komunikacji platformy Przemysłu 4.0, których rola będzie umacniać się na rynku przemysłowym w kolejnych etapach rozwoju Internetu Rzeczy.
Wsparcie zaawansowanych interfejsów HMI
Niezależnie od tego, jak skutecznie firmy produkcyjne są w stanie przesyłać dane do chmury, tego rodzaju dostęp może się niestety okazać nieefektywny, jeśli nie zastosuje się solidnego systemu przechwytywania danych i monitorowania/transmisji wszystkich istotnych informacji, w połączeniu z nowoczesnymi interfejsami HMI dla użytkowników na hali produkcyjnej. Efektywne rozwiązania lokalnych HMI odgrywają ważną rolę w zapewnieniu niezawodnego dostępu zdalnego i perfekcyjnego funkcjonowania urządzeń i systemów na hali produkcyjnej przedsiębiorstwa. Systemy paneli obsługi HMI wdrożone do systemu sterowania opartego na komputerach przemysłowych PC oferują bardzo łatwą drogę do dalszego rozwoju rozwiązań opartych na gromadzeniu i przetwarzaniu danych w chmurze oraz bogate możliwości bezpośredniego podglądu i sterowania danymi czerpanymi z instalacji i systemów produkcyjnych.
Systemy silnie zinformatyzowane „hyper-connected” umożliwiają łatwiejszą integrację rozwiązań opartych na chmurze, nie utrudniając przy tym użytkownikom codziennego funkcjonowania w firmie. Rozwiązania bazujące na komputerach PC oferują mnogość funkcji wzbogacających i usprawniających istniejące systemy. Przykładowo technologia multi-touch pozwala na tworzenie znacznie bardziej dynamicznych koncepcji interfejsów HMI, obejmujących instalacje produkcyjne, z możliwością skupienia się na poszczególnych obszarach dzięki funkcji pinch-to-zoom [w wolnym tłumaczeniu: „złap i przybliż” – przyp. tłum.]. Możliwe jest również opracowanie interfejsu, który będzie wykorzystywał jednocześnie do pięciu indywidualnych punktów dotyku. Przy obsłudze większych ilości informacji niż kiedykolwiek wcześniej, możliwość bardziej elastycznej interakcji z interfejsem operatorskim jest kluczowa, aby operator maszyn mógł dotrzymać kroku w drodze do lepszej komunikacji w przedsiębiorstwach i systemach bazodanowych Big Data.
Lepsza łączność
Kolejnych unowocześnień interfejsów HMI z poziomu hali produkcyjnej można się doszukać w postępującej integracji zasilania, wizualizacji danych, obsługi funkcji dotykowej w jednym kablu CAT6 w celu usprawnienia systemu kontroli i zmniejszenia liczby elementów instalacji, co wpływa na obniżenie kosztów ogólnych, a także skrócenie czasu montażu. Ponadto kabel ma zdolność do transmisji danych na odległość do 100 m, uwalniając operatora od konieczności przebywania bezpośrednio obok punktu zbierania danych.
Ta funkcja może być również wykorzystywana w przekazywaniu danych do dodatkowych punktów dostępowych HMI w obrębie danego obiektu, dzięki czemu urządzenia te, niebędące bezpośrednio na hali zakładu, mogą otrzymywać wymagane informacje i działać odpowiednio, w zależności od tego, czy należy dokonać zmian parametrów produkcyjnych, czy poprawić ogólną wydajność instalacji.
Możliwości współpracy globalnej
Fabryki inteligentne – ostateczny cel rozwojowy koncepcji Przemysł 4.0 – wymagają dostępu do informacji z hali produkcyjnej różnymi metodami, w czasie rzeczywistym. Odnosi się to nie tylko do obsługi lokalnych interfejsów HMI, ale także dostępu zdalnego, umożliwiającego kadrze zarządzającej, inżynierom i technikom zebranie informacji i podejmowanie na ich podstawie decyzji. Współpraca z zespołami na całym świecie jest możliwa, ponieważ ich członkowie mogą uzyskać dostęp do danych zarówno w dzień, jak i w nocy, w różnych strefach czasowych.
Trendy w analizie danych wskazują na potrzebę niwelowania przepaści między dostępem na bieżąco oraz dostępem w tzw. chmurze. Systemy sterowania oparte na PC stanowią propozycję rozwiązania tego problemu, gdyż ich otwartość i elastyczność umożliwia prosty, bezproblemowy dostęp do dowolnej liczby platform, języków programowania i standardów komunikacyjnych. Odbywa się to bez konieczności skomplikowanej rozbudowy sprzętu i stosowania różnorodnego oprogramowania. Jedno środowisko programowe oparte na PC łączy tradycyjną technologię automatyki (AT) z możliwościami programowania i systemów teleinformatycznych (IT).
Wybór nowoczesnego rozwiązania opartego na przemysłowych komputerach PC jako systemu sterowania w zakładzie produkcyjnym pozwala połączyć to co najlepsze z tych dwóch dziedzin: skuteczne rozwiązanie oraz skalowalną platformę, której elastyczność pozwala na implementację dowolnej technologii dostępu do chmury. Niezależnie od tego, czy technologia istnieje już teraz, czy zostanie opracowana w przyszłości, systemy kontroli oparte na PC mają już teraz narzędzia, by zniwelować różnice w sposób skuteczny i optymalny kosztowo.
Autorzy: Daymon Thompson i Reid Beilke są specjalistami ds. produktu w firmie Beckhoff Automation
Fot. Beckhoff Automation
