PLC(프로그래머블 로직 컨트롤러)의 원래 임무와 비교하여 자동화 컨트롤러는 릴레이를 교체하는 것보다 훨씬 더 많은 기능을 가지고 있습니다. 이제 컨트롤러는 로직, 모션, 로봇 공학을 통합하고 다른 기계 및 관리 시스템과 통신할 수 있습니다. 성능은 단순한 장치에서 멀티 코어 프로세서에 이르기까지 다양합니다.
기존 PLC, PAC(프로그래밍 가능한 자동화 컨트롤러) 및 IPC(산업 제어 컴퓨터)의 차이점은 주로 처리 능력 및 성능과 관련이 있지만 둘 사이의 경계가 점차 흐려지고 있습니다. IEC(International Electrotechnical Commission) 61131-3 프로그래밍 사양 준수로 인해 제어 소프트웨어는 어느 정도의 표준화를 달성했습니다. 백그라운드에서 실행되는 강력한 실시간 운영 체제는 Microsoft Windows 운영 체제에 대한 종속성을 방지합니다. 따라서 용어"IPC 기반 제어""Intel 기반 또는 AMD 기반"로 변경하면 더 정확할 수 있습니다. 사용되는 강력한 메인스트림 프로세서를 반영할 수 있습니다.
현재의 자동화 컨트롤러는 로직 처리 외에 더 많은 일을 할 수 있기 때문에 PLC는오래된 용어. 모든 자동화 컨트롤러는 프로그래밍 가능하기 때문에"P" PAC에서도 중복되는 것 같습니다. 컨트롤러는 기본적으로 동일한 프로세서에서 여러 운영 체제(실시간, Microsoft Windows 및 Linux)를 실행할 수 있는 컴퓨터입니다. IPC는 제어, 데이터 수집 및 에지 컴퓨팅과 같이 지속적으로 등장하는 새로운 작업에 사용할 수 있습니다.
기존 PLCI/O 통신의 응답 시간은 네트워크 성능에 따라 달라집니다.노드 수, 통신 볼륨, CPU 성능 및 CPU 부하; 보다 엄격한 통합 및 개방형 IEC61131 기술 설계, 중앙 집중식 소프트웨어 관리 및 분산 프로그램 실행을 사용하면 성능을 향상시킬 수 있습니다.
컨트롤러 기능 고려 사항
동일한 소프트웨어 환경과 동일한 프로그램에서 동일한 프로세서에서 실행되고 모든 기계의 기능을 조정하는 것이 대중적인 추세가 되고 있습니다. 이를 위해서는 기계 기능의 동기화와 체계적이고 응집력 있는 접근을 가능하게 하는 모듈식 코드 구조의 사용이 필요합니다. 그럼에도 불구하고 일부 영역은 단순 응용 프로그램과 같이 통합 제어가 많이 필요하지 않으며 확장 계획이 없습니다. 응용 프로그램의 복잡성과 성능 요구 사항은 컨트롤러의 사양을 결정합니다. 컨트롤러를 선택할 때 고려해야 할 많은 요소가 있습니다. 응용 프로그램에 따라 다음 고려 사항을 고려해야 할 수 있습니다.
논리
논리 제어에 대한 기본 요구 사항은 자동화 컨트롤러를 계속 PLC라고 부르는 이유입니다. PLC open은 IEC61131-3 프로그래밍 표준의 범위를 유지 및 확장하고 방대한 지식, 교육 및 라이브러리를 관리하는 조직입니다. 조직'활동은 스포츠, 보안, OPC 통합 아키텍처(UA), XML 등을 포함하여 논리적 제어 범위를 훨씬 뛰어 넘습니다.
다축 모션
애플리케이션 복잡성 및 움직임 동기화와 같은 다양한 요구 사항에 따라 자동화 컨트롤러는 수십 또는 수백 개의 모션 축을 제어할 수 있습니다. Moore's Law 및 산업 표준의 발전으로 전용 모션 네트워크가 있는 독립 모션 또는 로봇 컨트롤러가 더 이상 필요하지 않습니다.
사이버 보안
북미에서는 유선 네트워크 보안이 여전히 첫 번째 선택입니다. 네트워크 보안 시설과 기계를 제어하는 장비가 동일한 네트워크에서 실행되어 효과적인 제어 기능이 입증되었습니다. 네트워크 보안의 구현은 제어 프로세서의 이중화 코어에서 별도의 안전 컨트롤러, 그리고 소규모 시스템의 안전 입/출력(I/O)으로 구현될 수 있습니다. 사이버 보안은 또한 스포츠 안전 및 로봇 기능으로 확장되어 기계가 직접 종료되는 대신 안전 모드에서 작동하여 탁월한 운영 효율성을 제공할 수 있습니다.
로봇 통합
동일한 자동화 컨트롤러로 여러 Delta 로봇, SCARA 로봇, 다관절 및 갠트리 로봇, 기타 기계 기능을 통합할 수 있습니다. 또한 IEC61131-3 호환 환경에서 모션 기능을 수행할 수 있습니다. 조립 모드에 내장된 스태킹 알고리즘으로 인해 전용 로봇 컨트롤러는 계속해서 가치 있는 기능을 제공할 수 있습니다.
기계 모니터링
기계의 작동 상태를 모니터링하는 것은 유지보수 일정을 예측하고 계획되지 않은 가동 중지 시간을 줄이는 데 핵심적인 부분입니다. 컨트롤러는 실제 상황을 모니터링하기 위해 다양한 기존 센서(예: 온도 프로브 및 가속도계)와 결합될 수 있습니다. 치명적인 오류가 발생하기 전에 기계 모니터링을 통해 이상 징후를 감지할 수도 있습니다. 에너지 모니터링은 압축 공기 사용, 히터 및 건조기의 천연 가스 사용, 공정 중 물 사용에도 적용할 수 있습니다.
데이터 처리
자동화 컨트롤러는 네트워크, OPCUA 서버 및 클라이언트가 될 수 있습니다. IIoT(산업용 사물 인터넷) 데이터를 수집하는 기능이 있으며 클라우드 또는 터미널에서 지시를 받아 프로세스를 최적화할 수 있습니다. 자동화 컨트롤러는 일반적으로 MES(제조 실행 시스템), ERP(전사적 자원 관리), OEE(전체 장비 효율성), TPM(신뢰할 수 있는 플랫폼 모듈) 및 PLM(제품 수명 주기 관리) 소프트웨어에 데이터를 보냅니다. IIoT 환경에서는 유용한 분석 데이터를 받는 것 또한 매우 중요합니다.
자동 구성
이전에는 새 구성 요소(예: 드라이브)를 교체할 때 장치의 올바른 펌웨어 버전을 수동으로 확인하고 로드해야 했습니다. 이제 자동화 컨트롤러는 자동으로 장비를 읽고 기술자가 수동 개입 없이 필요한 조정을 하도록 상기시킬 수 있습니다.
커뮤니케이션 능력
오늘날에는 저가형 컨트롤러에도 HMI, 관리 시스템, 프로그래밍 및 기타 시간이 중요하지 않은 작업과 통신하기 위한 하나 이상의 이더넷 통신 포트가 있습니다. 컨트롤러의 경우 EtherNet/IP, EtherCAT, Powerlink, Profinet 등과 같은 특정 유형의 산업용 이더넷 프로토콜을 지원하여 결정적 네트워크를 형성하는 것이 이미 매우 일반적입니다. 불행히도 현재 기계 제어에 적합한 고속의 결정론적 통신을 제공할 수 있는 보편적으로 인정되는 산업용 이더넷 표준은 없습니다..그러나 TSN(Time Sensitive Networks)의 발전은 큰 기대를 불러일으켰습니다. TSN은 OPCUA 및 OPCUA Pub-Sub(Pub-Sub)와 함께 IEEE802 시리즈 이더넷 표준에 더 많은 확신을 줄 것입니다. Industrial Internet Alliance는 이를 위한 테스트 베드를 구축했으며 많은 산업 자동화 공급업체가 여기에 참여하여 M2M 통신에서 TSN의 실현 가능성을 입증했습니다.TSN은 매우 중요합니다. 주로 IIoT가 작동하려면 공장, 기업 및 클라우드에서 서로 다른 제어 플랫폼 간의 통신 상호 운용성을 실현해야 하기 때문입니다. 직렬 인터페이스가 필요한 경우 현재 직렬 통신이 덜 사용되기 때문에 구체적으로 정의해야 합니다.
설치 양식
다음은 자동화 컨트롤러의 가장 일반적인 3가지 설치 유형입니다.
1) IP20, 캐비닛 설치: 기존 PLC에 일반적으로 사용되는 설치 형식입니다. 일반적으로 통합, 백플레인/레일 설치 I/O 또는 원격 설치 I/O 모듈을 사용하는 별도의 HMI가 있습니다.
2) IP65/67/69K 씰링, 베이스 또는 전면 패널 설치: 이 형식은 HMI와 컨트롤러를 통합하고 로커 유형 설치를 채택하여 장치의 인체 공학적 이점을 최대한 활용할 수 있으므로 점점 더 대중화되었습니다. 웹 기반 HMI의 추세가 점점 더 분명해지고 있지만 제어 외에도 이 형식은 HMI와 같은 다양한 Microsoft Windows 응용 프로그램을 실행하기 위해 PC 기능을 통합할 수도 있습니다. 유사한 컨트롤러와 비교할 때 베이스 장착형 컨트롤러는 패널 장착형보다 종종 더 비싸고 스테인리스 스틸 배플이 필요하며 더 높은 밀봉 요구 사항이 필요합니다.
3) IP20, 캐비닛형 산업용 컴퓨터, 독립 HMI: 통합 형식과 마찬가지로 이 형식은 실시간 운영 체제, 다양한 컴퓨터 운영 체제 및 네트워크 서비스를 갖춘 컨트롤러로도 사용할 수 있습니다. 컨트롤러는 독립적일 수 있으며 산업용 컴퓨터는 에지, 포그 또는 클라우드 컴퓨팅과 같은 비제어 작업 전용입니다. 이력 라이브러리, 직렬화 및 육안 검사도 일반적인 응용 프로그램입니다. 고급 자동화 공급업체는 고정 I/O가 있는 마이크로 PLC에서 미드레인지 PLC, 모듈식 PLC에 이르기까지 다양한 요구를 충족하는 다양한 PLC 제품을 사용자에게 제공할 수 있습니다. 수천 개의 I/O를 처리할 수 있는 PLC 시스템.
확장성
소프트웨어 개발 환경은 일반적으로 하드웨어(초소형, 초소형, 중형, 대형 PLC)와 관련되어 있지만 하드웨어 독립적인 개발 환경에서도 작업이 가능합니다. 즉, 프로젝트를 먼저 프로그래밍한 다음 제어 하드웨어를 선택하거나 변경할 수 있습니다. 이러한 유연성은 모터 및 드라이브 유형으로 확장될 수 있습니다. 저가형 스테퍼 또는 인버터는 고급형 서보와 동일한 프로그램을 공유할 수 있습니다. 주요 소프트웨어 요소를 재사용할 수 있도록 일련의 장치를 설계하는 경우 확장성 요구 사항이 특히 중요합니다.
CPU 성능
로우엔드에서 멀티코어 프로세서까지 다양한 유형을 선택할 수 있지만 성능은 서로 겹칩니다. 따라서 기술 제공자의 기술 지원 및 영업 엔지니어 팀과 협력하여 예상되는 애플리케이션 요구 사항에 가장 적합한 비용 효율적인 솔루션을 선택하는 것이 좋습니다.이상적으로는 제어 소프트웨어가 컨트롤러 제품 라인의 모든 제품과 호환될 수 있도록 프로세서를 확장할 수 있어야 합니다. 자동화 기술 공급업체는 제품 가용성을 보장하고 대안에 대한 마이그레이션 서비스를 제공하기 위해 중요한 구성 요소에 대한 충분한 인벤토리를 준비합니다.또한 무소음 작동이 필요한지 여부와 컨트롤러 설치를 위한 예상 주변 온도를 결정해야 합니다. 다른 냉각 옵션에는 팬, 에어컨, 라디에이터 및 수냉식 등이 있습니다.
램
솔리드 스테이트 메모리는 자동화 컨트롤러, 이동식 미디어(예: C-Fast 카드) 및 영구적으로 설치된 애플리케이션에서 매우 널리 사용되며 비용에 더욱 민감합니다. 착탈식 메모리의 장점은 쉽게 교체가 가능하고 백업 생성 및 저장이 편리하며 메모리 용량 확장이 용이하다는 점입니다.
그러나 산업용 메모리 카드를 사용할 때는 주의해야 하며 미디어가 응용 프로그램에서 요구하는 사양을 충족하는지 확인해야 합니다. 스토리지 유형에 따라 서비스 수명이 다르며, 이는 읽기 및 쓰기 주기에 따라 다릅니다. 이것은 자동화 공급업체와 논의해야 하는 주제이기도 합니다.