Для таких отраслей, как производство, здравоохранение, аэрокосмическая промышленность и телекоммуникации, которые зависят от этих устаревших систем, вопрос о том, как модернизировать их без полной перестройки инфраструктуры, стал критически важным.
Замена устаревшего оборудования может показаться очевидным решением, но редко бывает практичной. Стоимость и сбои в работе, связанные с масштабной модернизацией, часто оказываются непомерно высокими. Вместо этого промышленный сектор должен сосредоточиться на адаптивных решениях, которые позволяют устаревшим системам развиваться вместе с современными технологиями. В этой статье рассматривается, как можно преодолеть разрыв между устаревшими системами и Индустрией 4.0 и почему это необходимо для достижения высочайшего уровня эффективности, безопасности и устойчивости в промышленной автоматизации. Проблема устаревших систем
в взаимосвязанном мире: Устаревшие
системы по своей конструкции работают независимо, им не хватает возможностей подключения и интеллекта, необходимых для современной промышленной автоматизации. При их проектировании приоритет отдавался надежности и долговечности, а не сетевым операциям, основанным на данных, которые определяют современные «умные» заводы.
Самая большая проблема заключается в интеграции этих систем в взаимосвязанную экосистему без ущерба для их первоначальной функциональности и надежности. Предприятиям необходимо найти способы внедрения новых технологий в существующую инфраструктуру для обеспечения таких функций, как сбор данных, обработка в реальном времени и принятие интеллектуальных решений. Ключ к преодолению этой проблемы заключается в адаптации технологий, которые являются универсальными, программируемыми и разработанными для работы как с устаревшими системами, так и с передовыми инновациями.
Модернизация промышленных предприятий:
Учитывая растущую распространенность автоматизации в промышленных условиях, модернизация устаревшего оборудования имеет важное значение. Однако модернизация не обязательно означает замену; вместо этого следует сосредоточиться на адаптации существующих систем с помощью адаптивных решений.
Например, интеграция коммуникационных модулей, таких как модули Ezurio SONA™ MT320 Wi-Fi 6 и Bluetooth® 5.4 (рис. 1), в устаревшее оборудование позволяет взаимодействовать с множеством современных датчиков и исполнительных механизмов. Аналогичным образом, периферийные устройства могут быть использованы для управления сложными задачами обработки данных, расширяя функциональность устаревших систем, чтобы они могли участвовать в автоматизированных рабочих процессах. Позволяя устаревшим системам собирать и обрабатывать данные в режиме реального времени, компании могут оптимизировать рабочие процессы, сократить время простоя и повысить производительность. Автоматизация также минимизирует человеческие ошибки, еще больше повышая эффективность работы.
Рисунок 1: Модули Ezurio SONA MT320 Wi-Fi 6 и Bluetooth 5.4 (источник: Mouser Electronics).
Такой подход минимизирует затраты и сбои, одновременно максимизируя ценность существующих инвестиций. Кроме того, он позволяет компаниям постепенно переходить к более эффективным методам работы, масштабируя усилия по модернизации в соответствии со своими ресурсами и стратегическими приоритетами.
Адаптация за счет универсальных компонентов:
Переход промышленного сектора к взаимосвязанным операциям увеличил спрос на универсальные компоненты, устраняющие барьеры между устаревшими и новыми системами. Одним из решений является использование микроконтроллеров (MCU) — таких как микроконтроллеры серии MCX A от NXP Semiconductors— с надежными возможностями ввода/вывода общего назначения (GPIO). Эти программируемые компоненты обеспечивают бесперебойную связь между устаревшими системами и современными датчиками, исполнительными механизмами и другими устройствами.
Беспроводные датчики и коммуникационные модули также играют важную роль в адаптации устаревших систем. Эти модули обеспечивают связь между устаревшим оборудованием и современными платформами промышленного Интернета вещей (IIoT), предоставляя как проводное, так и беспроводное соединение. Кроме того, датчики обеспечивают необходимый ввод данных для интеллектуальных операций, собирая такие данные, как температура, давление, вибрация и приближение.
Периферийные вычисления еще больше повышают адаптивность устаревших систем. Благодаря локальной обработке и анализу данных, периферийные устройства, такие как микроконтроллер MAX78000 AI с ускорителем нейронных сетей от Analog Devices Inc., сокращают задержку, повышают эффективность и расширяют возможности принятия решений. Этот потенциал локальной обработки особенно важен для устаревших систем, позволяя им работать более автономно, не перегружая централизованные системы. Кроме того, современные датчики и периферийные вычислительные устройства могут обнаруживать аномалии и прогнозировать сбои до их возникновения, снижая риск несчастных случаев и обеспечивая более безопасную рабочую среду.
Роль гибких проектных платформ
в промышленной автоматизации. Инновации заключаются не только в адаптации устаревших систем, но и в разработке новых решений, которые могут быть беспрепятственно интегрированы в существующую инфраструктуру. Гибкие проектные платформы играют фундаментальную роль в этом процессе, предлагая универсальность, необходимую для адаптации к множеству приложений и конфигураций.
Эти платформы позволяют инженерам-конструкторам разрабатывать системы, совместимые с существующим оборудованием и масштабируемые для удовлетворения будущих потребностей. Делая акцент на совместимости и модульности, гибкие проектные платформы снижают риск устаревания и обеспечивают окупаемость текущих инвестиций на долгие годы.
Например, программируемые логические контроллеры (ПЛК), разработанные с использованием модульной архитектуры, такие как микропрограммируемые логические контроллеры Arduino Opta® (рис. 2), могут быть модернизированы и расширены для поддержки новых функций без необходимости полной перестройки системы. Аналогично, программно-определяемые системы могут адаптироваться к меняющимся требованиям посредством модернизации и реконфигурации, обеспечивая долгосрочную гибкость и ценность. Модернизация устаревших систем снижает воздействие производства на окружающую среду за счет минимизации потребности в новом оборудовании. Кроме того, обработка данных в режиме реального времени позволяет компаниям выявлять возможности для экономии энергии и сокращать количество отходов.
Рисунок 2: Микропрограммируемые логические контроллеры Arduino Opta (источник: Mouser Electronics).
Следующие шаги: к более интеллектуальному будущему
. Переход к более интеллектуальным и взаимосвязанным операциям неизбежен. Однако это будущее не обязательно означает отказ от прошлого. Промышленные предприятия могут модернизироваться, внедряя универсальные компоненты, переоборудуя существующую инфраструктуру и используя гибкие проектные платформы без высоких затрат и сбоев, связанных с полной заменой. Такой подход гарантирует, что устаревшие системы смогут и дальше способствовать эффективности, безопасности и устойчивости промышленных процессов, тем самым стимулируя интеллектуальную революцию.
Успех промышленного сектора в эпоху интеллекта зависит от его способности к адаптации, которая начинается с устранения барьеров между традиционными системами и современными инновациями.
Марк Патрик, директор по техническому контенту в регионе EMEA, Mouser Electronics
Авторизованный дистрибьютор Mouser Electronics
