特性人工智能通信和网络
新一代控制器:plc和pac的新趋势

在推动制造业数字化转型的过程中，工业控制器处于推动传统系统脱离传统系统、推动新技术受益的中心位置。控制器在不断进化;最新的趋势反映了标准化、物联网能力和边缘计算的战略应用。

与控制器连接

传统上，plc(可编程逻辑控制器)控制设备;PACs(可编程自动化控制器)控制生产线或工厂。以前是有分界的，plc使用专有程序，PACs提供更多的标准化、开放性、模块化和通信协议。如今，这些界限已变得模糊。原始设备制造商和工厂运营商有各种各样的控制器，它们符合IEC 61131等标准，提供开放性和模块化，并使用流行的通信协议。

“今天，plc被用于各种自动化应用，从自动化过程，简单的机器功能，甚至整个生产线。说到编程，现在所有的编程语言都是标准化的，”西门子加拿大工厂自动化产品经理安德鲁•科蒂斯(Andrew Cortese)表示。

Cortese解释说:“当plc刚开始出现时，所有不同的制造商都有不同的编程语言。“一个大的是梯形图，现在叫做梯形逻辑。所以所有不同的制造商都将其标准化，包括功能框图。”

标准化的连通性

标准化提供了未来验证，因此控制器可以容纳广泛的新功能。

西门子(Siemens)研发工程经理罗杰•哈特(Roger Hart)表示:“连接的标准化是一个重点。”“在过去几年中，有几个标准变得更加成熟。例如，OPC UA和MTConnect提供了增强的功能，包括对机器人和增材制造的支持。控制器，包括PLC和CNC，在更高的频率下提供更广泛的数据，特别是通过边缘计算设备。”

欧姆龙自动化(Omron Automation)的技术开发工程经理道格•布朗(Doug Browne)将控制器的发展与计算机联系起来。“现在所有的计算机都足够强大，可以运行最新的操作系统，我想你在plc世界也看到了类似的趋势。

“有一种协调和均质化，从你在PLC, PAC，MAC -无论你想叫它是相同的特性集,你看到体现输入单元,”布朗解释说他说的一些例子当用户需要升级CPU或更高性能的PLC是如果他们有很多的运动轴,或如果他们混合功能,如推动数据到云,执行安全功能,和人工智能。

Gremillion说:“人们可能没有考虑到数据收集对机器控制器性能的影响，这是一个误解。

控制器选择的一个关键决定因素是性能。“我认为你只需要看看这些日子选择PLC的大小可能是性能方面的——如果你计划扩大在未来许多不同的应用程序和技术输入和输出模块,“Cortese说。

欧姆龙自动化(Omron Automation)控制器产品经理凯莉•李(Carrie Lee)表示，高性能的plc会带来更好的结果。“人们没有意识到的是，当处理器速度快时，就能获得质量更好的数据。人们会想，‘哦，这不可能。我无法从PLC得到时间序列数据。“不仅你可以，它就在那里。你不需要做任何额外的工作。将PLC直接连接到数据库也是一样。这是我们有能力做到的。”

从数据中提取价值

捕捉、分析和共享数据的能力是数字转型和物联网的承诺。然而，正确的实现需要对需要收集什么数据、在哪里以及如何存储和共享数据以及当然还有安全性进行战略规划。

西门子工业公司的合伙人经理格斯·格里米伦说:“人们可能没有考虑到数据收集对机器控制器性能的影响，这是一个误解。”

“我们有一些客户试图从一台有24轴的机器上获取一些过程数据。因此，当你试图用OPC UA之类的工具在一秒钟内采样这么多数据时，实际上会降低机床的性能，”Gremillion解释道。“如果你需要每5秒、10秒或30秒获取数据，OPC UA就可以了。但如果我们开始研究这些高频数据，我们想要获得每秒几次或数百次的电机电流，OPC UA可能无法做到这一点。”

他说，捕捉高频数据并在通过网络发送之前对其进行总结或压缩的能力，是边缘设备崭露头角的一个例子。

边缘计算

传感器数据也简化了操作——例如，工厂操作人员可以使用视觉能力进行培训和错误检测。

“一个发展迅速的领域是视觉与人工智能的结合。机器学习算法可以训练从捕获的图像中分类特征，”哈特说。“这些经过训练的模型随后可以实时用于过程自动化。边缘计算或专用PLC硬件加速模块是承载这些算法的理想平台。”

Hart解释说，有了机器学习，你就可以用视觉训练工具磨损检测或适当的零件设置等应用。Gremillion补充道:“通过边缘设备，我们可以将人工智能或视觉计算从CNC控制器或PLC中卸载，并在边缘设备中实现。”

边缘控制器也在不断发展，以提供高性能和安全性的操作。Srikumar Srinivasan表示:“像我们这样拥有这些控制器系统的供应商正在向资产投入更多的处理能力，以确保控制器的处理始终可用，因此边缘控制器也将纳入最新的网络安全保护。”霍尼韦尔过程测量与控制副总裁兼总经理。

“因此，对于MQTT、AMQP和其他物联网协议等特定协议，这些边缘控制器将作为数据收集器和集中器，但它们也可以在设备本身的过程中进行一些控制和分析。”

边缘控制器进行处理的能力降低了将所有原始数据发送到云的带宽要求。

“所有的处理都是由边缘控制器本身完成的，因为他们使它变得更强大，现在不仅是数据进入云端，而且数据被转换为良好的分析信息，只有有限的信息进入云端;因此，带宽需求就更少了。”“这就是为什么边缘控制器现在真的成为了一个大趋势。”

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Karen Smock是蒙特利尔的自由撰稿人。

这篇文章发表在2021年5月发行制造业的自动化。