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通过现代控制器简化升级流程

来源:控制工程网2020.08.24阅读 709

  大多数消费者已经欣然接受了移动电子产品和相关应用程序的频繁升级。即使对于较昂贵的消费品而言,最经济易行的方法仍然是丢弃有问题的产品,购买新产品取而代之。然而,工业自动化机械和系统的情况大相径庭。工业设备预计使用寿命达数十年。许多机械元件经过精心挑选,便于轻松重建或更换。但与此同时,此类设备的自动化系统硬件和软件可能逐渐难以维护,进而导致计划外停机时间增加。
  当自动化系统的支持难以为继时,用户将面临淘汰并更换或升级,以及集成新自动化系统的挑战。这两种现代化选择的痛点在于难以实施、成本不菲且耗时很长。然而,考虑到最终用户的升级方案,部分供应商现已开发了新型控制器和自动化平台。因此,在保护现有投资的同时升级自动化系统将成为更具吸引力的选择。
  促进控制器升级的动力
  即使具备合理的备件库存和熟练的技术知识,工业自动化系统也仅能在有限的时间内运行。升级决定受到多重因素的影响,例如,产品供应不足、停机时间过长、生产力下降、知识流失、劳动力停滞和网络风险增加等。显而易见,缺少可用备件是推动升级的因素之一。不仅专用工业硬件难以采购,而且PC子组件、操作系统、配置软件包和驱动程序也是如此。
  老化的自动化系统更易于发生故障,且故障导致的停机时间更长。旧系统即使可以保持运行,也可能无法在峰值容量下运行。同时,用户实施移动办公可视化、远程监控和先进的结果优化控件等提高生产力的改进措施的机会也随之减少。

艾默生洞悉提供轻松升级方案的好处,由此设计出最新的RX3i平台,其安装尺寸与现有90-30系列PLC相同,且能够兼容新旧I/O模块。图片来源:Emerson

  从人力资源的角度而言,自动化系统的升级取决于两种微妙但相关的因素。其一,员工退休而导致技术和经验的流失,虽然这些员工掌握旧系统的专业技能CONTROL ENGINEERING China版权所有,但很难传授给新员工。其二,劳动力停滞的表现形式,即年轻的员工希望使用现代化系统,极力避免从事使用旧系统这种看似没有前途的工作。
  对于在网络连接普及之前设计的旧系统,在连接到互联网或其他能影响操作的系统后CONTROL ENGINEERING China版权所有,常见的网络攻击弱点成为难以避开的安全隐患。
  当用户思考达到使用寿命末期的旧自动化系统下一步该何去何从之时,硬件和软件是必须纳入考虑的因素。硬件升级的概念简单明了,但囿于现场限制,往往难以实际执行。软件升级错综复杂,涉及多种控制、可视化和通信配置。术语“迁移”和“升级”有时可以互换使用,二者之间存在一个灰色区域。
  淘汰并更换迁移将丢弃所有现有的硬件和软件,从零开始更换。重新设计工作可能包括添加和删除功能。有时,迁移会使用软件和程序,尝试以相似的方式,一对一地转换功能。
  另一方面,升级意味着运用当代的方式方法重新思索整个系统。它所带来的变革并非剧变,而是以受控的进度逐步推行的变化。有时,折中的升级解决方案不失为一种更好的方法。理想的场景是将现有的硬件、软件和网络连接元件升级到能够轻松、直接操作现有代码的现代平台。这样可确保以最小的风险快速、直接地执行迁移,同时通过提供今后的升级方案控制工程网版权所有,满足未来需要。
  系统升级的主要挑战
  尽管最终用户可能不愿意应对老旧系统带来的后果,但他们同样深知升级可能带来的困难。设计自动化系统时需要跨部门、多领域的齐心协力,这包括了解机械或工艺设备的人员、电气设计人员、程序员和安装人员。升级要求具备的技能与上述大同小异,此外,还需要审慎的现场协调,以最大程度地减少运营影响。
  工业自动化升级的4个典型挑战是:
  ●外形限制;
  ●现场接线适配;
  ●软件代码转换的影响;
  ●前三项结果导致的停机时间。
  现有的自动化系统通常位于空间受限的机柜中,设备区域内的工作空间可能极其有限。幸运的是www.cechina.cn,许多新的自动化组件比它们所替换的旧零件更小巧,散热性能更佳。部分组件经过精心设计,可以完全占据相同的空间,这对于减少升级期间的停机时间至关重要。
  即使空间充足,现有的现场接线也可能难以重复使用、脆弱且标记不明。现场接线可能会占用大量现场作业,带来风险,需要手动重新检查每个回路。因此,能够最大程度地保持现场接线原状的方法都可谓是最佳选择。
  转译用于升级的软件代码通常被视为一个重大的未知数。现有的控制和监督程序已到位、正在运行和经过测试。任何需要重新编码的升级方案都需要程序员投入大量的精力,不仅会带来风险,还可能需要对整个系统进行重新测试——如同最初调试系统时一样。有时,可能无法确定作为基础的原始功能定义,或者可用的源代码注释不清。
  在进行现场切换和实际连接之前,很难完全评估转译软件的有效性。切换期间发现的问题可能会导致停机时间延长。正因如此,经过验证的代码转换实用程序至关重要,因为正是这些实用程序帮助用户一键式执行旧程序升级。
  升级带来的5个益处
  与旧系统相比,新型工业自动化平台具有更高的性能、安全性和可用性。现代化控制器配备能够应对升级挑战的特定功能,有利于用户制定更改控制平台的最终决策。
  尽管挑战重重,但升级仍可带来众多益处,包括:
  ●提高生产力;
  ●降低运营成本;
  ●提升用户体验;
  ●提高网络安全性;
  ●提供最新可用的见解。
  部分原因在于当前的处理器和软件代码,而最新的架构改进可以提供旧平台无法实现的冗余和可扩展性。现代硬件、软件和网络更加可靠,更易于访问,因此可降低成本。与旧系统相比,现代工具和标准通常更易于使用,灵活性更强,但我们仍建议对新平台的用户进行培训。
  扩展诊断(Extended Diagnostics)可以帮助用户更好地操作系统,更快地发现问题,更有效地排除故障。网络连接的改进意味着更容易分析可用数据,甚至可以实施移动和远程可视化,以帮助用户有效操作。
  任何运行时间足够长的工业自动化系统都将成为控制平台升级的候选方案。最终用户必须对比脆弱的旧系统不断攀升的成本和风险与控制平台升级过程预计产生的费用和潜在困难,权衡利弊。
  两全其美的解决方案
  典型的选择是快速迁移www.cechina.cn,需要彻底改造硬件和软件,但代价高昂且颇具风险。更折中的方法是,最终用户应考虑提供硬件和软件升级方案的自动化平台,以实现快速执行,并带来未来可用的扩展功能。这种确保快速切换的方法不仅风险最低,还能够满足未来需要,并切实添加远程访问等其他改进方案。
  当技术设计为向后兼容时,这可能增加升级旧系统的难度。向后兼容的缺点在于可能包含太多旧技术,降低新系统的性能和功能。如果新系统能够兼容旧接线和编程,同时启用扩展的功能集,可谓是两全其美。
  艾默生确保新平台的安装尺寸和安装孔与旧平台相同。艾默生最新的产品是RX3i平台是具有边缘计算(PACEdge)技术的控制器,可以替换许多现有客户都在使用的90-30 系列PLC。此外,新产品底板具有双连接器,能够在同一机架上兼容现有的旧I/O模块或较新类别的I/O模块。
  在使用这些升级组件时,最引人注目的功能当属软件转换实用程序,有了这些实用程序,现有代码无需更改即可用于新平台。升级完成后,用户可随时自行添加高级功能。 (作者:Vibhoosh Gupta)
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