Lựa chọn bộ điều khiển phù hợp

    Dù là một máy tính công nghiệp (IPC), bộ điều khiển logic lập trình được (PLC), hoặc bộ điều khiển tự động hóa lập trình được (PAC), thì mỗi thiết bị này, về cơ bản, đều cùng thực hiện các chức năng và luồng điều khiển cho các máy tự động. Tuy nhiên, tiêu chí “tốt, tốt hơn, tốt nhất” sẽ luôn được chú ý tới xếp hạng chúng.

Càng ngày, số lượng bộ điều khiển dựng sẵn càng nhiều, khiến cho các kỹ sư tự động hóa sẽ càng khó khăn hơn trong việc tìm ra những thiết bị tốt nhất cho một ứng dụng cụ thể.

 Đáp ứng các yêu cầu

     Vì vậy, làm thế nào để phân biệt giữa những sự lựa chọn ở trên và quyết định chính xác nhằm đáp ứng các yêu cầu của một ứng dụng cụ thể? Nếu thiết kế một dự án từ đầu, tốt nhất, chúng ta nên bắt đầu với câu hỏi: liệu ứng dụng có giữ nguyên hiện trạng và không bao giờ cần nâng cấp trong suốt vòng đời của máy không? Nếu có, thì một PLC hoặc PAC giá sẽ sẽ có thể được lựa chọn.

Thực tế, hầu hết các công ty sẽ cần phải cải thiện, nâng cấp và thay đổi các ứng dụng của họ cho phù hợp với các yêu cầu thay đổi không chỉ “tại cùng một thời điểm”, mà còn nhiều lần trong suốt vòng đời của máy. Đây là lúc IPC xuất hiện như một sự lựa chọn tiên tiến, mạnh mẽ, và dễ dàng chuyển tiếp. Nền tảng điều khiển dựa trên PC là lựa chọn thay thế linh hoạt cho những người vận hành, vốn không chỉ có nhu cầu quản lý sự thay đổi, mà còn muốn đảm bảo hiệu suất cũng như độ chính xác của hệ thống điều khiển. Sự linh hoạt và “khả năng nâng cấp” này, xuất phát từ cách thực thi điều khiển cho máy từ động đến từ cách kiểm soát máy được thực thi nhờ IPC.

Các chức năng ngày trước được xử lý bằng phần cứng chuyên dụng, giờ đây được tạo ra bằng phần mềm tự động, chẳng hạn như các khối chức năng hoặc các dạng mã khác. Các khối chức năng và mã này có thể dễ dàng di chuyển, thay đổi, nâng cấp, hoặc thay thế nhằm đáp ứng các nhu cầu phát triển của doanh nghiệp. Thay thế hoặc nâng cấp các đơn vị phần cứng chỉ đơn giản là một quá trình, do các chương trình đơn giản có thể được nạp vào bộ điều khiển mới hoặc đổi các thẻ flash nhỏ gọn, đưa máy trở lại hoạt động chỉ sau một vài phút. Khả năng mở rộng điều khiển hơn nữa được đảm bảo thông qua thành phần kết nối ngoại vi nhanh (PCIe), khe cắm PCI, và khe cắm đa ổ đĩa cứng (HDD) với các bo mạch chủ được kích hoạt với bộ đĩa dự phòng độc lập (RAID). Tất cả những điều này cho phép các kỹ sư điều khiển có khả năng sở hữu một IPC mạnh mẽ điều khiển máy tự động theo kiến trúc điều khiển tập trung.

Nhiều tác vụ tính toán chuyên sâu có thể được xử lý bởi một bộ điều khiển phần cứng mạnh mẽ mà không gây quá tải cho CPU bằng cách gán các chức năng điều khiển và tác vụ chính cho các lõi cụ thể. Ví dụ, trong một hệ thống quad-core, kỹ sư thiết kế có thể gán các dự án PLC cho CORE 0, hệ thống điều khiển chuyển động chạy trên CORE 1, phần mềm giao diện người - máy (HMI) trên CORE 2, và hệ thống thị giác trên CORE 3. Ngoài ra, phần mềm lập trình sẽ phân phối hiệu quả các chức năng trên các lõi xử lý nếu người dùng không tự làm việc đó một cách độc lập như vậy.

Phần mềm, cũng quan trọng như phần cứng

Hiệu suất được tăng cường, độ linh hoạt, và tính mở, là đặc trưng thường thấy cho các kết nối PC và Ethernet tiêu chuẩn trên tất cả các bộ điều khiển dựa trên PC, được tối ưu hóa cho công nghiệp. Một lợi ích khác của các thiết bị này là bất kỳ các truy cập từ xa, thiết lập, và kết nối đến IPC, đều thông qua một kết nối Internet an toàn, được mã hóa, không yêu cầu tính năng đặc biệt, chương trình, hoặc phần cứng nào cả. Cũng có một thực tế là IPC mang đến rất nhiều công cụ kết nối khó thực hiện và tốn kém hơn, so với PLC hoặc PAC. Với các giao thức như OPC - UA, nhà sản xuất, người chế tạo máy, và người vận hành có thể ngay lập tức tạo ra cơ sở dữ liệu đám mây và triển khai một hệ thống quản lý “dữ liệu lớn” tiêu chuẩn với nền tảng điều khiển dựa trên PC. Không cần có phần cứng hoặc “hộp đen” chuyên dụng nào để thực hiện điều này.

Các tính năng này đem đến tác động tích cực trực tiếp đến sản xuất bằng cách giảm đáng kể thời gian chết bắt buộc cũng như phát sinh. Chưa hết, các bộ điều khiển dựa trên PC còn đa dạng hơn về kiểu dáng. Với thiết kế chip tiên tiến, chúng ta hoàn toàn có thể có các bộ điều khiển 24 lõi, và bộ điều khiển 36 lõi cũng sẽ sớm đứng đầu về hiệu năng của các bộ điều khiển dựa trên PC.

Các PLC và PAC vẫn thực hiện các chức năng hữu ích và có thể hoàn thành nhiệm vụ, dù chúng chỉ đáp ứng một phần nhỏ nhu cầu, cũng như khó thay đổi hoặc nâng cấp. Bằng việc chuyển sang nền tảng dựa trên PC, các kỹ sư điều khiển sẽ có thể tận dụng tất cả các lợi ích và tính năng sẵn có từ PLC hoặc PAC, cũng như có thêm tính linh hoạt nhằm thay đổi và nâng cấp các chức năng với chi phí tối ưu.