Pengontrol Industri: Masa Lalu, Sekarang dan Masa Depan
Sejak munculnya pengontrol logika yang dapat diprogram (PLC), berbagai pengontrol otomatisasi telah bermigrasi ke aplikasi industri, termasuk pengontrol otomatisasi yang dapat diprogram (PACs) dan pengontrol industri yang dapat diprogram (EPIC) tepi saat ini. Meningkatnya persaingan di antara pemasok pengontrol terkemuka karena pengguna memiliki lebih banyak pilihan dalam hal biaya, jejak, kepadatan input/output (I/O), kompatibilitas fieldbus, komunikasi, kemampuan pemrograman, dan kecepatan pemrosesan.
Untuk pasar, keragaman seringkali bermanfaat, tetapi juga bisa membuat frustrasi bagi para insinyur dan pengguna akhir. Memilih platform kontrol adalah investasi jangka panjang dengan biaya terkait seperti kontrak pelatihan dan dukungan. Pembuat kebijakan ingin mendapatkan nilai uang mereka untuk uang yang mereka masukkan.
Tetapi sebelum menyatakan dukungan untuk masalah ini, mari kita lihat bagaimana industri ini berkembang. Apa kekuatan pendorong di balik tren pengembangan solusi kontrol yang berbeda? Bagaimana cara kerja tren ini sekarang? Bagaimana pengguna akan berinvestasi dalam otomatisasi di masa depan untuk memastikan kesuksesan?
Mode Evolusi Pengontrol Industri
Mempelajari kemajuan di bidang otomatisasi dan kontrol selama beberapa dekade terakhir dapat dengan jelas melihat bagaimana beberapa iterasi teknologi tertentu mendorong pengembangan fungsi I/O dan kontrol baru.
Misalnya, ketika sistem I/O pertama dikembangkan, kontrol medan dan peralatan penginderaan juga mengandalkan komponen elektromagnetik dan pneumatik yang dibatasi oleh sifat fisik yang memengaruhi masa manfaatnya. Komponen tegangan rendah yang ringkas seperti relai solid state mendorong pengguna untuk menuntut lebih banyak opsi untuk mengintegrasikan I/O langsung ke dalam sistem mereka. Hal ini menyebabkan munculnya I/O modular pertama, dan pada saat yang sama, perusahaan elektronik membawa komputasi berteknologi tinggi ke arus utama. Elektronik sensitif dalam sistem ini memerlukan I/O eksternal untuk berinteraksi dengan dunia nyata. Ini adalah rak I/O pertama yang dapat dialamatkan secara serial, yang merupakan alternatif untuk I/O berbasis rak di PLC.
Dari perangkat I/O independen khusus hingga I/O modular, hingga I/O bus, semuanya mencerminkan konsep multiplexing dalam kontrol industri. Platform kontrol generasi berikutnya menggabungkan sirkuit pemrosesan I/O tertanam. Modul telah berkembang dari 1 saluran I/O menjadi 32 saluran, dan sekarang memiliki I/O yang terpasang di PLC dan perangkat tunggal lainnya. Dalam beberapa kasus, dengan konfigurasi yang tepat, setiap saluran I/O dapat menerima berbagai jenis sinyal yang berbeda.
Model ini menunjukkan bagaimana inovasi menyebar ke seluruh industri: seiring waktu, inovasi individu menjadi modular, bermitra dengan teknologi lain, dan kemudian tertanam dalam teknologi tersebut, menjadi bagian dari siklus inovasi baru.
Untuk PLC dan PACs, mode ini menyediakan pengontrol dan modul I/O yang lebih kecil. Daya komputasi yang lebih besar dicapai "per inci persegi" karena fungsi prosesor matematika dan pemrograman diintegrasikan langsung ke dalam papan kontrol dan perangkat lain seperti I/O, pemancar, dan gateway jaringan. Seiring waktu, pola yang sama tercermin dalam migrasi antarmuka komunikasi tertanam baru dan standar protokol ke pengontrol.
Perpaduan berbagai teknologi
Tren integrasi timbal balik terkait dengan siklus integrasi, dan inovasi teknologi di luar pasar kontrol industri secara bertahap memasuki pengontrol. Melihat sejarah bus I/O, Anda dapat melihat bagaimana tren ini telah mengarah pada pengembangan fungsi pengontrol baru.
Dari I/O bus serial, ada bus I/O paralel dan solusi lain yang memungkinkan komputer mini dan mikro untuk berinteraksi dengan I/O. Ini juga mengilhami gagasan untuk mengembangkan prosesor komunikasi I/O yang berdiri sendiri, yang memisahkan I/O dari komputer, memungkinkan komputer mana pun dengan port komunikasi untuk berinteraksi dengannya.
Seiring dengan peningkatan modul dan prosesor I/O, pengontrol hibrida awal juga menyediakan kemampuan pemrosesan sinyal analog yang hanya tersedia dalam sistem kontrol terdistribusi (DCS) pada saat itu. Karena tujuan awal program logika tangga (bahasa pemrograman PLC) bukanlah untuk menangani format data analog, ini mengarah pada penciptaan bahasa pemrograman baru untuk pengontrol hibrida.
Kemudian, alternatif berbiaya rendah untuk IBM PC mulai membanjiri pasar. Karena PC adalah fungsi kontrol utama dari sistem hybrid, masalah keandalan telah muncul. Sangat penting bagi pemasok untuk mengembangkan alternatif yang diperkuat industri yang menggabungkan komponen I/O, jaringan, dan pemrograman dari solusi hybrid sebelumnya menjadi satu sistem yang nantinya akan menjadi sistem PAC. PAC menggunakan prosesor yang sama dengan PC dan dapat menyediakan serangkaian fitur yang mengisi ceruk antara kontrol diskrit berbasis PLC berbiaya rendah dan kontrol proses berbasis DCS berbiaya tinggi.
Inovasi dalam perusahaan teknologi tinggi dan pasar komputer pribadi telah membawa peluang untuk pengembangan kontrol industri. Tren ini mulai meningkat dengan meningkatnya konvergensi domain operational technology (OT) dan information technology (IT). Ambil contoh, gelombang solusi seluler yang telah muncul dalam beberapa tahun terakhir. Ini juga tercermin dalam dorongan untuk mendukung big data, analitik cloud dan pembelajaran mesin, teknologi yang lahir di luar ranah otomatisasi industri.
Pengontrol tahan masa depan
Ketika tren menuju integrasi teknologi yang lebih dalam, konvergensi yang lebih besar antara industri, dan konektivitas yang lebih besar antara perangkat dan sistem terus berlanjut, apa yang akan dibawa oleh pengontrol masa depan kepada kita?
Bagaimana seharusnya insinyur dipilih untuk memastikan mereka dapat mengikuti tren teknologi dan membantu bisnis mendapatkan hasil maksimal untuk uang mereka? 3 saran berikut dapat membantu produsen memilih teknologi kontrol yang tepat untuk mencapai tujuan mereka.
1 Fokus pada desain daripada fungsi
Mengetahui bahwa teknologi akan meningkat dari waktu ke waktu dan menjadi lebih terintegrasi dan tertanam dengan ketat, perlu untuk memprioritaskan investasi dalam sistem kontrol yang tidak dapat berubah dengan mudah atau cepat. Insinyur perlu menekankan arsitektur sistem kontrol, bukan beberapa fitur yang menarik saat ini.
2 Cari inovasi eksternal
Jika insinyur merancang sistem yang dapat berkembang dari waktu ke waktu untuk mengimbangi transformasi digital, mengurangi pemeliharaan dan pengerjaan ulang, itu dapat mengesankan pengguna akhir, yang akan ingat bahwa teknologi yang menentukan masa depan sering kali berasal dari luar industri .
3. Tetap berpikiran terbuka
Pertempuran untuk pangsa pasar teknologi eksklusif menghambat inovasi, sementara dukungan untuk standar terbuka membuka kemungkinan bagi semua orang. Konektivitas adalah salah satu metrik target Industri 4.0, dan seiring dengan meningkatnya konektivitas, para insinyur perlu berinvestasi dalam teknologi yang menciptakan peluang bagi sistem yang berbeda untuk bekerja sama.