La plupart des contrôleurs industriels, tels que les contrôleurs logiques programmables (PLC) et les contrôleurs d'automatisation programmables (PACS), peuvent gérer des fonctions de base telles que le contrôle en temps réel des connexions d'entrée / sortie (E / S) discrètes et analogiques. En fait, ce type de fonctionnalité est livré avec la plupart des contrôleurs, et l'accent est principalement mis sur la capacité du nombre de points d'E / S qui peuvent être gérés, ce qui est généralement facile à déterminer.
Afin de mieux s'adapter à la mise en œuvre de l'Internet des objets industriels, lors de l'achat de contrôleurs industriels, les entreprises doivent considérer d'autres fonctionnalités avancées telles que le traitement des données, la communication et le contrôle haut débit. Comprendre comment mettre en œuvre les fonctionnalités nécessaires dans un contrôleur et comment les nouvelles fonctionnalités amélioreront la conception peuvent aider les entreprises manufacturières à améliorer l'efficacité.
Fonctionnalité de traitement des données
Les contrôleurs modernes avec une programmation de nom de balisage avancé offrent souvent une variété de fonctionnalités de traitement des données, y compris la journalisation des données intégrée. Certains contrôleurs avancés peuvent également interagir avec des bases de données standard dans les systèmes de niveau d'entreprise, tels que les systèmes de planification des ressources d'entreprise (ERP).
L'enregistrement des données directement dans un périphérique de stockage USB attaché au contrôleur est une fonctionnalité importante et est souvent une exigence dans de nombreuses applications. Les contrôleurs avec des capacités de journalisation des données prennent généralement en charge les lecteurs de stylo USB formatés ou les mini-cartes SD avec jusqu'à 32 Go de stockage chacun.
L'enregistrement des données est généralement basé sur des événements ou une planification. Les événements sont déclenchés par des changements d'état, tels que les transitions d'état de données de type booléen. L'enregistrement des données planifié devrait se produire à intervalles réguliers, par exemple, chaque minute, toutes les heures, tous les jours ou tous les mois.
Le nombre de jetons qui peuvent être enregistrés est généralement limité, mais au moins 50 valeurs de jeton doivent être configurées pour chaque pièce de répartition ou de pièce déclenchée. Les erreurs du système doivent également être stockées avec l'heure et la date à laquelle l'erreur ou l'événement s'est produit. Les noms de fichiers journaux doivent être configurables ou générés automatiquement en fonction des préférences de l'utilisateur.
En plus de l'enregistrement des données localement, certains contrôleurs peuvent communiquer avec les systèmes d'entreprise informatiques. Un serveur OPC connecté au contrôleur en est un exemple. Le serveur est autorisé à collecter des données en temps réel à partir des contrôleurs sur le plancher de l'usine et à récupérer, ajouter, supprimer et mettre à jour les enregistrements de données dans une base de données standard. Ceci est accompli en prenant en charge les connexions aux bases de données compatibles Microsoft Access, aux serveurs de langage de requête structuré (SQL) ou à la connectivité de la base de données ouverts (ODBC).
Certains outils logiciels sur le marché permettent à l'utilisateur d'établir une connexion entre le système d'entreprise informatique et l'automate afin que les données puissent être collectées auprès de l'automate et stockées dans une base de données. L'effort de configuration de ces serveurs est généralement minime et les utilisateurs peuvent les configurer pour collecter uniquement les données nécessaires pour leurs processus.
Ces fonctions de base de données fournissent des applications pratiques pour le suivi du mouvement des matériaux et des mesures de production. Un contrôleur qui effectue des tâches de production réelles peut suivre les progrès du plancher d'usine pour assurer l'optimisation du temps de fabrication. Il peut également suivre la consommation de matériaux. Ces informations peuvent être utilisées pour ajuster l'inventaire pour s'assurer que les matériaux sont en approvisionnement suffisant en cas de besoin.
En enregistrant les données de production à mesure que les pièces ou les produits sont fabriqués, ces fonctionnalités peuvent également être utilisées pour suivre l'état d'un produit du début à la fin. En enregistrant l'état du produit final, la fonction de date / horodatage intégrée de la base de données peut être utilisée pour répondre aux exigences d'assurance qualité ou d'audit.
Caractéristiques de communication
Une autre fonctionnalité importante à considérer lors de la sélection d'un contrôleur d'automatisation est les capacités de communication. Les ports de communication Ethernet et série multiples devraient être disponibles pour une intégration facile avec les interfaces de machine humaine (HMI), des lecteurs de moteur et d'autres appareils.
Ces ports Ethernet à haut débit peuvent également être utilisés pour les réseaux de systèmes entre pairs (P2P) ou. La prise en charge des protocoles Ethernet / IP et ModBustCP / IP Ethernet est également importante.
En même temps, le contrôleur doit fournir d'autres ports de communication pour USB dans / USB OUT, MINI-USB, MINI-SD, E / S distant, RS -232 et -485.
Ces connexions permettent un accès de programmation simple, une connexion à des dispositifs à grande vitesse tels que les lecteurs et l'intégration avec l'interface de machine humaine de supervision (HMI) de l'opérateur. Ils prennent également en charge l'envoi de connexions par e-mail, scanner / client et adaptateur / serveur et autres fonctions de communication pour l'accès à distance.
Applications de surveillance à distance qui permettent aux utilisateurs de se connecter au contrôleur à l'aide d'un lien Wi-Fi ou réseau cellulaire. Les utilisateurs distants peuvent surveiller le contrôleur local en configurant les balises utilisateur pour un accès à distance dans la base de données de balises.
Dans les configurations matérielles liées à l'accès à distance, où les fonctionnalités distantes doivent être activées, les contrôleurs modernes doivent avoir une sécurité intégrée et la balise correspondante dans la base de données doit être sélectionnée pour permettre l'accès à distance. De plus, comme c'est vrai pour tout appareil accessible depuis Internet, il est fortement recommandé qu'un pare-feu soit utilisé pour la sécurité. Bien que la fonction d'accès à distance du contrôleur puisse et doit être configurée avec une protection par mot de passe, une connexion sécurisée et cryptée de réseau privé virtuel (VPN) est une meilleure option en raison des risques de sécurité Internet!
Une autre fonctionnalité protectrice associée à l'accès à la télécommande est la configuration de séparation du compte et de l'adresse IP, qui permet à un utilisateur de télécharger, télécharger ou modifier un programme pour une connexion à distance donnée. Un compte ne doit pas permettre la surveillance à distance et la modification du programme.
Le contrôleur doit prendre en charge la surveillance à distance des applications et inclure la sécurité nécessaire. Les utilisateurs autorisés pourront connecter un smartphone ou une tablette au contrôleur pour une surveillance à distance via une connexion Wi-Fi ou cellulaire.
Les fonctionnalités supplémentaires du serveur Web dans le contrôleur peuvent permettre le dépannage à distance des problèmes via des balises système, des journaux d'erreur et l'historique des événements, et permettre aux utilisateurs distants d'inspecter les fichiers de données enregistrés sur le disque dur ou la carte mini-SD du contrôleur.
Caractéristiques de contrôle à grande vitesse
Une autre caractéristique de référence importante pour sélectionner un contrôleur moderne est la possibilité de contrôler le mouvement et d'autres applications à grande vitesse. L'exécution de ces fonctions nécessite des E / S à grande vitesse, ainsi qu'un processeur puissant et la capacité de hiérarchiser les tâches à grande vitesse.
Alors que certains contrôleurs offrent une coordination entre plusieurs axes de mouvement, le mouvement coordonné entre deux axes nécessite généralement un matériel spécial et des fonctionnalités de contrôleur intégrées. Tout d'abord, des modules de sortie à grande vitesse et des modules d'entrée à grande vitesse sont nécessaires. Le module de sortie à grande vitesse génère des commandes d'impulsions et de direction pour commander le lecteur servo pour contrôler deux ou plusieurs servomoteurs. Ces commandes d'impulsion et de direction peuvent contrôler une variété d'applications telles que le mouvement de la couture à la longueur, de la couture et de la coordonnée de l'axe XY.
La fonction d'enregistrement peut également être utilisée pour les commandes de mouvement générées par le module de sortie à haute vitesse. La fonction d'enregistrement peut utiliser les E / S intégrées du module pour déclencher plusieurs événements basés sur la position interne et externe. Via les entrées du module d'entrée à haute vitesse, les signaux des capteurs peuvent déclencher le démarrage ou l'arrêt de mouvement, capturer la position de rétroaction du codeur ou activer / désactiver les sorties ou d'impulsion.
Les commutateurs de tambour programmables (PDS) et les commutateurs de limite (PLS) programmables fournissent des capacités de contrôle à grande vitesse supplémentaires. Les PD, tels que les encodeurs, sont capables de surveiller et de contrôler plusieurs dispositifs à des taux allant jusqu'à 1 MHz. Ces signaux d'entrée sont utilisés pour coordonner et contrôler les sorties à un taux de dizaines de milliers de fois par seconde. Ce type de configuration matérielle fournit un contrôle de mouvement précis et précis indépendant du temps de balayage du contrôleur, qui peut varier en fonction de la charge du processeur.
L'instruction PLS fonctionne de manière similaire à une came rotative mécanique avec des interrupteurs de limite, mais la forme virtuelle de la came peut être contrôlée en temps réel. Étant donné que cette fonction fonctionne généralement avec des entrées à grande vitesse, elle est complètement indépendante de la charge du processeur et des temps de numérisation associés, fournissant ainsi un moment précis et reproductible pour les applications à grande vitesse.
Lors de la sélection des PLC, des PAC et d'autres contrôleurs industriels, les utilisateurs doivent envisager des exigences de contrôle et d'E / S qui vont au-delà des fonctionnalités de base. Pour de nombreuses applications, les contrôleurs doivent également avoir des capacités de journalisation et de communication approfondies, ainsi que le contrôle des applications à grande vitesse telles que le mouvement coordonné.