IIoT: Speicherprogrammierbare Steuerung vs. Personal Computer in automatisierten mobilen Robotern

Speicherprogrammierbare Steuerung
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IIoT: Speicherprogrammierbare Steuerung vs. Personal Computer in automatisierten mobilen Robotern


NACHRICHTEN | VON KIVNON

Die Entwicklung von PCs und speicherprogrammierbaren Steuerungen hat die Unterschiede zwischen ihnen verringert


Eine der wichtigsten Entscheidungen in der Anfangsphase der Konstruktion einer Maschine ist die Wahl des Steuerungssystems. Traditionell werden SPS (Speicherprogrammierbare Steuerungen) für die Automatisierung von industriellen Prozessen und die Steuerung von Maschinen verwendet

PCs wurden für Vorgänge eingesetzt, die mit nicht kritischen Prozessen zusammenhingen, aber die Arbeit mit größeren Datenmengen und eine schnelle Kommunikation zwischen Geräten erforderten, ohne dass Probleme wie die Latenzzeit eine Rolle spielten.

In den letzten Jahren hat die Entwicklung von PCs und SPS (Speicherprogrammierbaren Steuerungen) die Unterschiede zwischen ihnen verringert, dennoch gibt es relevante Unterschiede für die Prozessautomatisierung und das industrielle Internet der Dinge (IIoT).

Navistarwählte beispielsweise die Automatisierungslösungen von Kivnon für seine neue Produktionsanlage in Texas. Als Teil seiner Wachstumsstrategie baute der US-amerikanische Lkw- und Bushersteller eine neue, 900.000 Quadratmeter große Produktionsstätte in der Gegend von San Antonio, die die Kapazität zur Herstellung von Fahrzeugen der Klasse 6-8 hat. Die Anpassung der neuen Montagelinien an Industrie 4.0-Standards bedeutet, dass alle Maschinen und Geräte über ein industrielles Internet der Dinge vernetzt und überwacht werden.

Wichtige Faktoren und Überlegungen

Beim Vergleich von Steuerungssystemen müssen wir ihre Leistung anhand verschiedener Kriterien bewerten. Bei der Analyse der Systemabläufe sollte der Schwerpunkt darauf liegen, wie das System läuft und wie Anweisungen und Aufgaben verarbeitet werden. Die Standard-SPS (Speicherprogrammierbare Steuerung) verfügt über ein eingebettetes Echtzeit-Betriebssystem mit einem eigenen Prozessor, der ein hohes Maß an Zuverlässigkeit des Steuerungssystems gewährleistet.

Da die SPS (Speicherprogrammierbare Steuerung) nur die Aufgabe hat, die Automatisierung und/oder einen Prozess zu steuern, muss sie keine anderen Dienstprogramme wie Antivirenprogramme oder Systemaktualisierungen ausführen.

Allerdings hat die Entwicklung des PCs und insbesondere des IPC (Industrie-PC) diesen zu einem wesentlich zuverlässigeren Gerät gemacht. SPS (Speicherprogrammierbare Steuerungen) sind immer noch viel robuster in Bezug auf elektromagnetische Störungen, Stabilität der Softwareleistung und ausfallsichere Hardware.

Ein weiterer zu berücksichtigender Faktor ist die Wartungsfreundlichkeit und -kosten, einschließlich der Reparatur- und Ersatzkosten während der Lebensdauer der Steuerung. Bei einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) können externe Geräte problemlos ausgetauscht werden, während das System in Betrieb ist. 

Obwohl sowohl die SPS als auch der PC eine Reihe von Feldbusoptionen bieten können, hat die SPS (Speicherprogrammierbare Steuerung) viele dieser Optionen bereits eingebaut, während der PC zusätzliche Karten und Treiber benötigt, um ein vergleichbares Angebot zu bieten. Wenn zusätzliche Geräte oder Sensoren in einem AGV/AMR (Automated Mobile Robots) benötigt werden, ist es einfacher, diese in eine SPS-Architektur zu integrieren.

PLC (Speicherprogrammierbare Steuerung) kann sich als die beste Lösung für deterministische Industrieprotokolle und Feldbusse (einschließlich Fail-Safe-Anforderungen) für Sensoren und Aktoren eines AGV/AMR (Automated Mobile Robots) erweisen.

Integration

Wann immer es notwendig ist, dass ein AGV/AMR (Automated Mobile Robots) mit anderen industriellen Geräten wie Robotern, Produktionslinien oder Logistiksystemen kommuniziert, ist eine SPS (Speicherprogrammierbare Steuerung) eine hervorragende Lösung.

PLC verfügt über integrierte Lösungen für die Integration in industrielle Umgebungen, mit weniger Aufwand als PC, die normalerweise Gateways oder zusätzliche Hardware- und Softwarebibliotheken erfordern.

Sicherheit

PLC ist weniger anfällig für unbefugten Zugriff von außen. Das Risiko im Zusammenhang mit der Cybersicherheit einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) ist im Vergleich zu einem PC vernachlässigbar. Wenn ein Cybersicherheitsproblem in einem AGV/AMR (Automated Mobile Robots) auftritt, das von einem PC gesteuert wird, könnte dies zu tödlichen Unfällen für die Benutzer führen.

Sicherheit

Wenn der Mensch mit einer potenziell gefährlichen Maschine interagiert, sind die Sicherheitsstandards in einer Fabrik entscheidend für die Akzeptanz der Maschine. Sicherheitsfunktionen, die in Normen wie ISO 3691-4 (Flurförderzeuge - Sicherheitsanforderungen) beschrieben sind, können in einer SPS-basierten Architektur ausgeführt werden. Dies ist mit einem PC nicht möglich.

Nicht alle Anbieter von FTS/AMR (Automated Mobile Robots) verwenden SPS für Steuerungs- und Sicherheitszwecke, was eine Überlegung wert ist. IPC, die als ergänzendes Gerät zur Datenerfassung und -verarbeitung eingesetzt werden, bieten eine Gateway-Funktionalität für IT-Protokolle.

Sowohl PC als auch SPS haben jeweils Vorteile und müssen sich nicht gegenseitig ausschließen. Für steuerungskritische und sicherheitsrelevante Prozesse sind SPSen die beste Wahl, aber PCs und insbesondere IPCs haben interessante ergänzende Eigenschaften.

Originalbeitrag von IOT News

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