PLC-ovi su se pojavili kao proizvod Industrial 3.0 ere. Tokom više od pet decenija razvoja, tehnologija je kontinuirano inovirala, a asortiman proizvoda se stalno širio. Kao mozak koji kontroliše industrijske proizvodne sisteme, PLC-ovi su zamijenili releje koji su se ranije koristili za kontrolu opreme velike{3}}e snage. Ova tranzicija je uštedjela proizvodni prostor, smanjila potrošnju energije i smanjila radno opterećenje za inženjere u održavanju opreme.
Trenutno, kako industrijska proizvodnja prelazi u industriju 4.0, proizvodna preduzeća moraju proći transformaciju i nadogradnju. Ovo uključuje ne samo povećanje nivoa automatizacije proizvodne opreme, već i integraciju internet tehnologije sa industrijskim kontrolnim sistemima. Koristeći podatke potrošača, upravljanje lancem nabavke može se optimizirati, a fabričko planiranje proizvodnje racionalizirati. Shodno tome, u industrijskoj automatizaciji, PLC, koji služi kao "mozak", igra ključnu ulogu u ovom novom talasu industrijske transformacije.
Današnji PLC-ovi više nisu tradicionalni PLC-ovi
Jednostavno rečeno, PLC je računar posvećen industrijskoj kontroli. Koristi programabilnu memoriju za pohranjivanje instrukcija, izvršavanje logike, sekvenciranje, mjerenje vremena i računske funkcije. Preko analognih ili digitalnih I/O modula, kontrolira različite mehaničke proizvodne procese. CPU služi kao mozak PLC-a, izvršavajući korisničke programe dok agregira, analizira i obrađuje informacije prikupljene iz drugih modula.
Pametne fabrike karakterišu sveobuhvatno otkrivanje, optimizovano{0}}donošenje odluka i precizno izvršenje, omogućavajući autonomno upravljanje poslovanjem i proizvodne operacije. Za postizanje pametne proizvodnje potrebni su multifunkcionalni industrijski kontroleri visokih-performansi. U prošlim industrijskim postavkama, jedan komad opreme, procesnog segmenta ili proizvodne linije mogao bi zahtijevati više kontrolera-na primjer, industrijska robotska platforma koja koristi robotski kontroler + PLC, ili fleksibilnu jedinicu za obradu koja koristi CNC + PLC. Buduće pametne fabrike zahtevaju jedan "mozak" za kontrolu svih jedinica.
Dr Wei Rong Xiao, predsjednik B&R Greater China, izjavio je u online predavanju da današnji PLC-ovi više nisu tradicionalni PLC-ovi. On je istakao da tradicionalni PLC-ovi izvršavaju više zadataka uzastopno, ponavljajući ciklus. Nasuprot tome, B&R-ova nova generacija PLC-a, zasnovana na više zadataka unutar jednog projekta, dijeli sistem na više nivoa zadataka. Svaki zadatak odgovara ciklusu, sa nivoima prioriteta postavljenim prema trajanju ciklusa.
Ovo pokazuje da novi PLC-ovi ne izvršavaju samo jednostavne logičke zadatke, već su sposobni za rukovanje složenijim procesima na proizvodnim linijama. U hitnim situacijama, mogućnosti multitaskinga nove generacije PLC-a sprečavaju potrebu za rukovanjem prekidima, za razliku od tradicionalnih PLC-ova. Drugim riječima, današnji sistemi industrijske proizvodnje zahtijevaju visoko inteligentan PLC kao njihov "mozak".
Stručnjaci iz industrije također primjećuju da su moderni veliki-PLC sistemi inherentno distribuirani računarski sistemi zasnovani na sabirnicama polja i lokalnim mrežama. Primjena tehnologija koje podržavaju-bazirano distribuirano računarstvo na industrijsku kontrolu će revolucionirati arhitekturu sistema, tehničke okvire, oblike proizvoda i metode primjene. Kako proizvodnja prelazi na inteligentnu proizvodnju, brojne istraživačke teme ostaju u polju PLC-a.
Koja vrsta PLC-a ispunjava zahtjeve industrije 4.0?
U pozadini Industrije 4.0, fabričke mreže evoluiraju od zatvorenih lokalnih mreža do međusobno povezanih sistema sa eksternim entitetima. Prema tome, komunikacijski model za PLC-ove također se mora prilagoditi. PLC komunikacioni sistemi mogu formirati složenije kontrolne mreže koristeći protokole kao što su Profinet, CC-Link ili DeviceNet. Međutim, mnogi PLC-ovi ostaju nekompatibilni sa skenerima bar kodova, RFID čitačima, senzorima i industrijskim kamerama potrebnim u pametnim fabrikama. Pametna proizvodnja zavisi od prikupljanja podataka. Fabrički podaci-uključujući upravljanje materijalom i nadzor opreme-moraju se integrirati u MES sisteme kako bi se obezbijedile čvrste hardverske osnove za sveobuhvatnu digitalizaciju u proizvodnji, logistici, skladištenju i marketingu.
Ovo otkriva značajne izazove u razvoju PLC-a usklađenog sa industrijom 4.0, koji čekaju rješenje od strane stručnjaka za istraživanje i razvoj.
Prvo, mora rukovati ogromnim proizvodnim podacima i sve složenijim algoritmima. Pod pametnom proizvodnjom, PLC-ovi neizbježno moraju pohraniti veće količine proizvodnih podataka. S jedne strane, potražnja potrošača za personalizacijom i kvalitetom proizvoda raste, što zahtijeva od tvornica da poboljšaju proizvodne tehnike uz istovremeno smanjenje troškova proizvodnje. Shodno tome, osnovni kontrolni sistem mora obraditi ogromne količine proizvodnih podataka i logičkih odnosa. S druge strane, rukovanje takvim podacima nameće veće zahtjeve za algoritme koji stoje iza PLC hardvera. Razvoj robusnih algoritama inherentno uključuje značajne tehničke prepreke.
Drugo, jednostavnost podrške dizajnu softvera za programiranje je ključna. Kako očekivanja potrošača za proizvode rastu, složenost fabričke proizvodnje neminovno raste. PLC-ovi sada moraju obavljati funkcije kao što su PID kontrola, mrežna komunikacija,-brzi proračuni, kontrola položaja, evidentiranje podataka i prikaz teksta. To znači da poteškoće u programiranju stalno rastu. Nadalje, programski jezici PLC-a variraju u različitim brendovima na tržištu, što zahtijeva od inženjera da vladaju više jezika. Iz perspektive nabavke krajnjeg{6}}korisnika, istinski praktičan PLC proizvod omogućava inženjerima da nauče jednom i primjenjuju svoje vještine univerzalno. Ovo smanjuje korporativne troškove u obuci osoblja, tehničkom savjetovanju, otklanjanju grešaka u sistemu i održavanju softvera.
Treće, razumijevanje operativnih navika inženjera u specifičnim scenarijima daljnje primjene. U upotrebi PLC-a, korisnici se susreću sa razlikama između tako-japanskih i njemačkih sistema, od kojih svaki ima svoje prednosti u programiranju softvera. Kako PLC-ovi integriraju softver i hardver, različiti scenariji primjene zahtijevaju odgovarajuća prilagođavanja softvera. Štaviše, različiti scenariji dovode do različitih operativnih navika među inženjerima. Suprotno tome, dobavljači PLC-a moraju prilagoditi generički PLC softver kako bi zadovoljili ove industrijske{5}}specifične operativne preferencije. Bez obzira na sektor, softversko programiranje za PLC-ove u modernim proizvodnim okruženjima sve više daje prioritet jednostavnosti i lakoći rada.
Konkurentni krajolik kineskog PLC tržišta
Kao najveći svjetski proizvodni centar, Kina se prirodno može pohvaliti masovnom upotrebom PLC-a. Na domaćem tržištu PLC-a dominiraju evropski, američki i japanski brendovi.
Među evropskim i američkim brendovima ističu se Siemens, Rockwell i Schneider. Siemens se ističe u malim, srednjim i velikim-proizvodima, etablirajući se kao primarni dobavljač na kineskom tržištu PLC-a sa tržišnim udjelom od 40,7% samo u 2016. godini. Rockwell zadržava vodeću poziciju u velikom segmentu PLC-a, držeći 10,1% tržišnog udjela. Schneider, kao -odavno uspostavljeni dobavljač PLC-a, konstantno održava tržišni udio od oko 9%. Među japanskim markama ističu se Mitsubishi i Omron. Koristeći svoj omjer troškova{11}}učinaka i prednosti tržišnog kanala, oni održavaju visok nivo konkurentnosti na domaćem tržištu.
Uz to, Delta sa sjedištem u Tajvanu-sa svojom visokom cenom{1}}prednošću performansi je duboko prodrla na OEM tržište. Upornim traganjem za integrisanim rešenjima koja kombinuju PLC sa frekventnim pretvaračima i servo pogonima, Delta je održala brz rast prodaje na tržištu.
Što se tiče domaćih PLC-ova, njihov razvoj traje skoro 40 godina. Ova istorija se može široko podeliti u tri faze: period uvođenja od 1980-ih do 1990-ih, kada su svi PLC-ovi na tržištu bili prekomorski brendovi; početna-faza za domaća preduzeća za industrijsku kontrolu od 1990-ih do 2000. godine, kada su počeli da se pojavljuju domaći brendovi PLC-a; i faza razvoja domaćih PLC brendova nakon 2000. godine.
Domaći brendovi počeli su s malim PLC-ovima, koji imaju niže tehničke barijere, i iskoristili su svoje lokalizirane prednosti kako bi postigli brz rast. Posljednjih godina napravili su značajan prodor na tržište PLC-a srednje veličine.
Zaključak
PLC-ovi su nezamjenjive komponente tvorničke automatizacije i upravljanja industrijskim procesima. U eri pametne proizvodnje, povećani zahtjevi za performansama PLC-a su neizbježni, što zahtijeva fundamentalni redizajn koji uključuje kontrolu visokih-performansi, interoperabilnost, sigurnu komunikaciju, rad na više platformi i buduću-isporuku. Iz perspektive tržišta, PLC-ovi se suočavaju sa barijerama kanala. Tržište za jedan PLC proizvod kompanija za industrijsku automatizaciju obično ima nevidljivi plafon. Uzimajući strane vrhunske{7}}brendove kao primjer: Prvo, iskoristite vlastite snage da identifikujete odgovarajuće ulazne tačke; drugo, nakon što steknu priznanje kupaca, postepeno poboljšati istraživanje i razvoj proizvoda industrijskog lanca, pretvarajući se iz jednog dobavljača u dobavljača rješenja; konačno, iskoristite tehnološku akumulaciju i prednosti brenda da postanete sveobuhvatan dobavljač koji pokriva tržišta srednjeg{8}}do-visokog-vrste.