TỰ ĐỘNG HÓA ĐƯỢC ĐƠN GIẢN HÓA THÔNG QUA CÁC GIẢI PHÁP

Việc chọn các nền tảng phần cứng/phần mềm toàn diện – thay vì kết hợp nhiều sản phẩm khác nhau – giúp giảm rủi ro và mang lại nhiều lợi ích cho những người đang phát triển các dự án tự động hóa và phân tích.

Khi một nhóm thiết kế bắt tay vào một dự án mới hoặc trang bị thêm những thiết bị mới, có nhiều cách để tiếp cận điều khiển và giám sát kỹ thuật số. Các yêu cầu kỹ thuật của dự án nói chung sẽ thúc đẩy lộ trình triển khai tới đích mong muốn, nhưng thường có nhiều lộ trình khả thi và không phải lộ trình nào cũng đạt được mục tiêu theo cách lý tưởng.

Trước đây, mối quan tâm chính của nhà thiết kế hệ thống điều khiển xoay quanh tự động hóa cơ bản và trực quan hóa. Tuy nhiên, các nhà thiết kế ngày nay phải đáp ứng nhu cầu hiện tại và thường là trong tương lai, những nhu cầu kết nối dữ liệu Internet vạn vật (IIoT) công nghiệp rộng rãi bằng cách cung cấp các thiết bị tại chỗ thông minh, phân tích chi tiết và khả năng truy cập từ xa/đám mây.

Người ta có thể nghĩ rằng để đạt được nhiều mục tiêu rõ ràng như vậy sẽ yêu cầu một loại sản phẩm phần cứng và phần mềm để cung cấp chức năng tự động hóa mạnh mẽ truyền thống kết hợp với kết nối mở hiện đại. Thật vậy, nhiều người dùng cuối, nhà sản xuất thiết bị (OEMs) và nhà tích hợp hệ thống (SIs) phối – kết hợp nhiều yếu tố khác nhau nhằm cố gắng tạo ra một hệ thống khả thi.

Một cách tiếp cận tốt hơn đã được chứng minh là sử dụng các giải pháp tiền chế để giảm rủi ro, giảm thiểu lao động và đẩy nhanh kết quả. Người dùng có thể chọn phần cứng và phần mềm cần thiết từ portfolio được cung cấp bởi nhà cung cấp hàng đầu trong ngành. Điều này cho phép họ xây dựng các giải pháp đáng tin cậy, linh hoạt và có thể mở rộng – với tính mở cần thiết để hoạt động với tất cả các loại hệ thống hiện có và kế thừa.

Xác định các yêu cầu

Các nền tảng trợ năng, trực quan hóa và tự động hóa công nghiệp thường được phát triển từ một hoặc nhiều yếu tố sau:

• Bộ điều khiển logic khả trình (PLC) và bộ điều khiển tự động hóa khả trình (PAC)
• Giao diện người-máy (HMI)
• Máy tính công nghiệp (IPC)
• Hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu (SCADA) 

Phần cứng và phần mềm tạo nên các hệ thống này có chung các nhu cầu cơ bản về độ tin cậy, khả năng, khả năng kết nối, khả năng mở rộng và bảo mật.

Đối với sử dụng trong công nghiệp, độ tin cậy luôn là yếu tố cần thiết, theo sát là khả năng hoạt động và chức năng phù hợp. Nhưng khi người dùng phát triển từ việc tạo ra các thiết bị nhỏ, độc lập và thay vào đó phát triển các hệ thống có khả năng IIoT và tích hợp hơn nhiều, thì khả năng kết nối và khả năng mở rộng được cải thiện trở nên quan trọng hơn. Cuối cùng, nhu cầu về kết nối mạng, điện toán và tương tác với tài nguyên đám mây ở cấp độ cao hơn thúc đẩy nhu cầu về an ninh mạng toàn diện.

Việc kết hợp một số sản phẩm chuyên biệt với các khả năng riêng lẻ có vẻ hấp dẫn, nhưng điều này gây khó khăn cho việc đảm bảo khả năng tương tác đáng tin cậy. Phần cứng và phần mềm cụ thể có thể hoạt động trong một số điều kiện nhất định, nhưng đôi khi không mở rộng quy mô cho các dự án lớn hơn và/hoặc cung cấp khả năng bảo mật mạng có thể chấp nhận được.

Bắt đầu từ số không

Đối với các sáng kiến ​​​​IIoT và SCADA, thường có xu hướng tạo ra kết nối dữ liệu từ nhiều sản phẩm khác nhau, để cung cấp một mức độ mở và hoặc khả năng hoặc vì các lý do khác. Nhưng một số tùy chọn có sẵn có thể được xây dựng trên nền tảng cấp độ người tiêu dùng đơn giản là không phù hợp với môi trường công nghiệp 24/7 hoặc các công nghệ đã lỗi thời.

Các tùy chọn được thử nghiệm trước thực sự bị hạn chế, vì vậy những người triển khai được giao nhiệm vụ thử nghiệm và phát triển các ứng dụng của riêng họ để chứng minh hiệu suất và tính bảo mật. Các SI có tài năng lập trình và tự động hóa có thể thích hơn và có kinh nghiệm tạo ra các giải pháp từ nhiều sản phẩm riêng lẻ. Tuy nhiên, cách tiếp cận này khiến việc đảm bảo hiệu suất và khả năng hỗ trợ trở nên khó khăn hơn, đặc biệt khi được triển khai cho người dùng cuối hoặc OEM, những người phải đào tạo đội ngũ nhân viên hạn chế để làm việc trên các bộ công cụ và môi trường lập trình khác nhau cho HMI, SCADA, IIoT, điện toán biên…

Một lựa chọn mở toàn diện

Vì cách tiếp cận do-it-yourseft có thể gây ra các rắc rối và tốn thời gian, người dùng nên tìm kiếm điều gì khi nói đến một nền tảng toàn diện hơn để tạo giải pháp?

PLC sẽ tiếp tục duy trì sự phù hợp. Tuy nhiên, các lựa chọn mới hơn như Edge controller cung cấp khả năng kiểm soát xác định kết hợp với điểm mạnh của điện toán đa năng (computing). Do đó, người dùng nên tìm kiếm các dòng sản phẩm đảm bảo rằng họ có thể triển khai logic điều khiển hiện có một cách liền mạch giữa các PLC và edge controller mà không cần thực hiện lại, sử dụng cùng một bộ công cụ để đảm bảo tính nhất quán.

Các giải pháp phải có khả năng mở rộng từ IIoT, đến HMI cục bộ đến HMI/SCADA và phân tích đồng thời hiển thị theo nhiều kiểu khác nhau. Một lần nữa, người dùng nên tìm kiếm các giải pháp được xây dựng trong một môi trường phát triển, sau đó triển khai liền mạch tới bất kỳ loại điểm cuối nào, cho dù đó là bộ điều khiển biên, PC bảng điều khiển hay IPC đầy đủ.

Người dùng cũng nên điều tra cấu trúc HMI/SCADA cơ bản và đảm bảo rằng nó được xây dựng trên các tiêu chuẩn hiện đại. Chẳng hạn, phần mềm được tạo bằng Microsoft .NET và .NET Core frameworks có thể được triển khai trên các hệ thống Windows hoặc Linux, do đó, phần mềm có thể chạy trên nhiều loại phần cứng. Truyền thông được xây dựng trên OPC UA một cách an toàn cho phép nhiều loại kết nối công nghiệp.

Khi các phần cứng và phần mềm riêng lẻ được lấy từ nhiều nhà cung cấp khác nhau, sẽ có nguy cơ cao xảy ra sự cố tương thích. Mặt khác, một nhà cung cấp duy nhất cung cấp toàn bộ phần cứng và phần mềm của bộ điều khiển, PC và các ứng dụng dành riêng cho ngành công nghiệp sẽ có đảm bảo khả năng tương thích và tích hợp đơn giản. Một nhà cung cấp như vậy cũng có thể cung cấp các thư viện toàn diện để tăng tốc độ phát triển và tích hợp trong thế giới thực giữa các PLC, PAC và HMI/SCADA.

Một ưu điểm khác của phương pháp tiếp cận một nhà cung cấp là sự sẵn có của kết hợp nền tảng phần cứng/phần mềm đã được xác minh trước, không chỉ để cung cấp chức năng mà còn cung cấp đường dẫn để người dùng đáp ứng tiêu chuẩn an ninh mạng. Các nền tảng sẵn sàng phát triển hỗ trợ các tác vụ IIoT và tự động hóa phổ biến nhất như HMI, edge computing, edge controller, edge analystic và SCADA. Các mô-đun bổ sung cung cấp khả năng phân tích vượt trội cho các nhu cầu chung như hiệu suất sản xuất và mức tiêu thụ năng lượng, vì vậy người dùng có thể nỗ lực giải quyết vấn đề thay vì thử nghiệm với nền tảng.