Valdymo komponentai, sukurti greitam atnaujinimams senose mašinose

Kodėl šiandien yra kritiškai svarbu modernizuoti senas mašinas

Senų valdymo sistemų pasenusių technologijų trūkumas ir iššūkiai, skatinantys modernizavimą

Seni valdymo sistemos kiekvieną dieną sukelia vis didesnes problemas, nes gamintojai nebeprisiima jų palaikymo, o atsarginės dalys vis sunkiau rasti. Pagal 2023 metų tyrimą, atliktą ARC Advisory Group, beveik dvi trečiosios gamybos įmonių susiduria su sunkumais keičiant įrangos dalis, kai įrenginiai pasiekia 15 metų amžių. Modernizavimo komponentai šiai problemai sprendžia tiesiogiai, leisdami skirtingoms ryšių protokolams be problemų veikti kartu, kaip tarkim tarp Modbus RTU ir Ethernet/IP standartų, viską palikdami esamą įvesties/išvesties struktūrą. Jei nieko nepakeisime, šios pasenusios sistemos toliau kels netikėtas sustojimus, kels pavojus saugai ir tiesiogiai nesuderinsis su šiuolaikinėmis „išmaniosios gamybos“ technologijomis, kurios labai priklauso nuo interneto ryšio.

Priežiūros sunkumų ir tiekėjų palaikymo stokos poveikis

Kai originalios įrangos gamintojai nustoja teikti techninę pagalbą, daugelis pramonės įmonių kreipiasi į trečiųjų šalių aptarnavimo teikėjus arba bando patys kurti atvirkštinio inžinerijos sprendimus. Pagal 2023 m. duomenis iš Ponemon Institute tyrimų, šis metodas paprastai prideda apie 34 % prie vidutinio remonto laiko. Sekti naujas saugos reglamentus tampa kur kas sunkiau esant tokioms sąlygoms, ypač kai reikia atitikti reikalavimus, pateiktus ISO 13849-1 standarte. Geresnis alternatyva yra modernizuoti sistemas naudojant PLC emuliacijos įrenginius kartu su įvairiais protokolų tarpininkavimo sprendimais. Šie patobulinimai padeda išlaikyti palaikymą tarp skirtingų tiekėjų be nuostatos aukoti senesnių jaučiklių ir aktuatorių modelių, kurie vis dar veikia. Be to, jie sumažina priklausomybę nuo dalių, kurios jau nebėra lengvai prieinamos per tradicinius tiekimo kanalus.

Duomenys: 68 % gamintojų praneša apie kritiškai trūkstamas dalis senesnėms įrenginių versijoms (ARC Advisory Group, 2023)

Šie sisteminiai pažeidžiamieji elementai pabrėžia reikalingumą modernizuoti. Ilginant įrenginių amžių ir mažinant eksploatacinius kaštus, valdymo komponentų modernizavimas paprastai grąžina investicijas per 18 mėnesių.

Pagrindiniai valdymo komponentai, leidžiantys sklandžiai integruoti

Protokolų tiltų panaudojimas integruojant naują įrangą su senąja infrastruktūra

Protokolų tiltai padeda užpildyti spragą, kai naujesnei įrangai reikia bendrauti su senesnėmis valdymo sistemomis. Jie iš esmės verčia skirtingus protokolus, kad viskas veiktų kartu. Pavyzdžiui, jie gali konvertuoti Modbus RTU signalus į TCP/IP arba Ethernet/IP formatus, kuriuos supranta senesnės nuoseklios sistemos. Tai leidžia tiems moderniems įrenginiams iš tiesų komunikuoti su PLC, kurie gali būti 20 ar 30 metų senumo. Šie protokolų keitikliai veikia kaip vertėjai per pokalbį. Įmonės nurodo, kad rekonstravimo išlaidos sumažėja maždaug 40 %, o ne keičiant visas sistemas iš naujo. Be to, visa esama infrastruktūra lieka vietoje, o ne išmetama į šiukšles. jutikliai protokolų tiltai padeda užpildyti spragą, kai naujesnei įrangai reikia bendrauti su senesnėmis valdymo sistemomis. Jie iš esmės verčia skirtingus protokolus, kad viskas veiktų kartu. Pavyzdžiui, jie gali konvertuoti Modbus RTU signalus į TCP/IP arba Ethernet/IP formatus, kuriuos supranta senesnės nuoseklios sistemos. Tai leidžia tiems moderniems įrenginiams iš tiesų komunikuoti su PLC, kurie gali būti 20 ar 30 metų senumo. Šie protokolų keitikliai veikia kaip vertėjai per pokalbį. Įmonės nurodo, kad rekonstravimo išlaidos sumažėja maždaug 40 %, o ne keičiant visas sistemas iš naujo. Be to, visa esama infrastruktūra lieka vietoje, o ne išmetama į šiukšles.

I/O IŠLAIDYMO STRATEGIJOS, KAIP UŽTIKRINTI SISTEMOS NEPRAŽYMĄ PER REKONSTRAVIMĄ

Analoginių ir skaitmeninių I/O taškų išsaugojimas atnaujinant neleidžia pertraukti veiklos. Moduliniai terminalų blokai ir universalių I/O moduliai leidžia technikams:

• Pakartotinai naudoti esamus lauko laidus
• Išlaikyti analoginio signalo vientisumą (4-20 mA/0-10 V)
• Pamažu integruokite išmaniuosius įrenginius be viso skydelio perkėlimo
  Ši strategija sumažina prastovas ir užtikrina sklandų pereiną prie modernių automatikos standartų.

Kaip valdymo komponentai užpildo ryšių tarpusavyje pramonės automatikoje

Šiandien valdymo komponentai suderinti skirtingas sistemas dėl standartinių sąsajų, tokių kaip OPC UA ir MQTT protokolai. Šie kraštiniai šliuzo įrenginiai paima specialaus formato duomenis iš senų mašinų ir verčia juos į suprantamą formatą, kuris leidžia senam gamyklų įrenginiams bendrauti su naujai SCADA sistemomis realiu laiku. Pagal praeitų metų ARC Advisory Group paskelbtus tyrimus, įmonės, naudojančios tokią technologiją, sumažino integravimo išlaidas maždaug 32 procentais. Tuo pačiu metu, jos išlaikė beveik idealų prieigą prie duomenų – 99,5 procentų – visose skirtingų sistemų aplinkose. Toks našumas leidžia užtikrinti sklandžią veiklą be nuolatinių prastovų dėl atnaujinimų.

Modernizuojant senas sistemas su išmaniomis ir modulinėmis valdymo komponentėmis

Senos įrangos modernizavimas naudojant IoT galimybes turinčias valdymo komponentes

IoT galimybes turinčios valdymo komponentės keičia senesnės kartos mašinų analoginius signalus į skaitmeninius duomenų srautus, leidžiantis realiu laiku stebėti naudojant debesų technologijas pagrįstas valdymo pultus, nekeičiant originalios valdymo logikos. 2024 metų atvejo analizė parodė, kad metalo plovimo įmonė sumažino nenorimą prastovą 58 %, modernizuodama analoginius presus krašto skaičiavimo valdikliais.

1960 metų technikos modernizavimas naudojant išmaniąją instrumentinę įrangą

Senos technikos modernizavimas prasideda nuo mechaninių relės pakeitimo į būsenos relę ir išmaniųjų daviklių montavimo hidrauliniuose ir pneumatinėse sistemose. Operatoriai nurodo 15–20 % našumo padidėjimą pridėjus būklės stebėjimo komponentus prie įrenginių, kurie buvo įdiegti dar 1960 metais, tokiais kaip vakuuminiai siurbliai ir kompresoriai.

Tendencija: 42 % metinis augimo tempas pramonės IoT modernizavime (MarketsandMarkets, 2024)

Pramonės IoT modernizavimo rinka auga 42 % sudėtinės metinės augimo normos, kurią skatina paklausa dėl valdymo komponentų, leidžiančių skaitmeninę transformaciją be veikiančių turtinių objektų išmetimo. Priklausomybė yra didžiausia (73 %) pramonės šakose, reikalaujančiose nuolatinės veiklos, įskaitant farmacijos ir maisto perdirbimo pramonę.

PLC Atnaujinimai ir Platformos Migracija Naudodami Įstatomus ir Karštai Keičiamus Valdymo Modulius

Modulinės valdymo architektūros palaiko etapinį PLC keitimą per įstatomus stendus, suderinamus tiek su senais I/O moduliais, tiek su šiuolaikiniais procesoriais. Vienas svarbus automobilies pramonės tiekėjas per 18 mėnesių laikotarpio migravo senąją Siemens S5 sistemą (iš 1990-ųjų) į S7-1500 valdiklius naudodamas hibridines valdymo spintas, apribodamas gamybos sustojimus iki mažiau nei keturios valandos per fazę.

Strategija: Palaipsniui Platformos Migracija naudojant Hibridines Valdymo Architektūras

Palaipsniška modernizacija sujungia naujas Ethernet pagrįstas valdymo komponentas su išlaikytomis senesnėmis lauko magistralės įrangomis per protokolų tinklalapius. Toks „dvigubo steko“ metodas sumažina riziką, leidžiant įmonėms išlaikyti 85–90 % eksploatacinių galimybių per 12–24 mėnesių pereinamuosius laikotarpio. Skirtingų gamintojų suderinamumo testavimas lieka būtinas integruojant įvairaus kartos valdymo sistemas.

Kontrolinės Lentos Modernizavimo Projekto Kaštų, Rizikos Ir Prastovų Balansas

Kontrolinės Lentos Aparatinės Įrangos Modernizacija Be Visos Sistemos Kapitalinio Remonto

Kai gamintojai keičia tik konkrečias valdymo dalis, o ne visų sistemų komplektus, jie sutaupo tiek pinigų, tiek galvos skausmų. Keisti tik tai, kas reikia, iš tiesų yra protinga. Pvz., galima atnaujinti PLC procesorius, senose spintose įdiegti naujas HMI sąsajas arba pakeisti pasenusius tinklo įrenginius, kad sistemos veiktų ilgiau, nereikėtų visko išplėšti. Geriausia yra tai, kad įmonės nurodo apie 60 % išlaidų sutaupymą, kai pasirenkamas šis kelias, o ne visų pultų keitimas iš esmės. Šios tendencijos pastebimos remonto ataskaitose pastaruosius metus.

Efektyvus pasenusių maitinimo šaltinių, relės ir kontaktorių keitimas

Strategiškai keičiant elektromechaninius komponentus sumažėja gamybos pertraukimai. Iš anksto pagamintos laidų lovos ir kištukinės gnybtų juostos leidžia technikams per keletą minučių pakeisti sugedusius relės ar pasenusius maitinimo šaltinius – 75 % greičiau nei tradicinis perdavimas. Pažangios įmonės standartizuoja komponentų pėdsakus kelioms kartoms, gerindamos suderinamumą tarp senųjų ir modernių valdymo komponentų.

Kontroversijų analizė: visiškas keitimas ar valdymo skydelio atnaujinimas komponentų lygmenyje

Pagrindinėje diskusijos vietoje yra iššūkis, kuris susijęs su būtinybe sverti galimą augimo potencialą ir tuoj pat atsirandančius finansinius apribojimus. Pilni sistemos pakeitimai turi privalumų, tokių kaip kraštinių skaičiavimo technologijų integruotė, tačiau pagal 2024 metų pramonės tyrimus, maždaug aštuoni iš dešimt gamyklų vadovų vis dar renkasi palaipsniui tobulinimus, kai finansai yra riboti. Atskirų komponentų modernizavimas sumažina problemas, kurios gali kilti per programinės įrangos perkėlimo procesus, nors tai reikalauja kruopštaus tikrinimo, siekiant užtikrinti, kad visos dalys sėkmingai veiktų kartu, kadangi įrenginiai skirtingomis kartomis yra šalia vienas kito įdiegti įrenginiuose šiandien.

Downtime mažinimas naudojant karšto keitimo valdymo modulius

Karšto keitimo valdymo moduliai leidžia keisti I/O korteles, ryšių šliuzus ir energijos tiekimo vienetus be sistemos išjungimo. Puslaidininkų gamintojas sumažino metinį prastovą 420 valandų naudodamas modulinius komponentus su automatinio atsarginio kelio funkcija, pasiekdamas 99,98 % operacinių galimybių modernizuodamas skydelius etapais.

Matomi privalumai: valdymo komponentų modernizavimo efektyvumas, lankstumas ir grąža

Efektyvumo didinimas per valdymo sistemos modernizavimą: energijos ir pralaidumo padidėjimas

Keičiant seną pramonės įrangą naujais valdymo komponentais galima iš karto padidinti našumą. Kai įmonės modernizuoja savo sistemas, jos paprastai pasiekia nuo 12 iki net 18 procentų mažesį energijos suvartojimą dėl pagerintų variklių valdymo ir protingesnio energijos valdymo. Tuo pačiu pridėjus daviklius ir automatizavimą padidėja gamybos našumas tarp 15 ir 22 procentų. Daugelis įmonių pastebi, kad šie investicijai pradeda atsipirkti gana greitai. Pavyzdžiui, viena pakuotės įmonė praėjusį metą įdiegė kai kuriuos protingus relės kartu su kintamos dažnio variklio valdikliais. Tai sumažino jų metinį elektros suvartojimą 410 milijonų vatvalandžių, kuris žymiai paveikė galutinį rezultatą.

Atkuriama senų mašinų lankstumo naudojant perkoduojamus valdymo komponentus

Dėka modulinės PLC sistemos ir lanksčiųjų įvesties/išvesties modulių, kuriuos galima konfigūruoti per programinę įrangą, sena mašinų įranga įgyja naujo gyvenimo. Pagal 2024 metų pradžios pramonės duomenis, maždaug trys ketvirtadaliai gamyklų, atnaujinusių valdymo sistemas, sumažino perkūrimo laiką nuo 60 iki 80 procentų. Tai reiškia, kad gamybos linijos gali būti perjungiamos daug greičiau, nereikia keisti jokių fizinės įrangos. Šį metodą taip pat ryžtingai įsisavino automobilių pramonė. Dabar daugelyje gamyklų naudojami presai, kurie veikia jau dešimtmečius, tačiau gali apdoroti visiškai skirtingus EV baterijų dizainus, tiesiog atnaujinus programinę įrangą programuojamuose loginiuose valdikliuose. Nebereikia brangių techninės įrangos modernizavimų.

Pramonės paradoksas: didelis pelno norma iš mažos kainos valdymo komponentų modernizavimo nepaisant senosios technologijos sudėtingumo

Nepaisant tam tikrų integravimo sunkumų, atnaujinant atskirus valdymo komponentus faktiškai gaunami kur kas geresni rezultatai nei keičiant visas sistemas. Naujausios įmonių įrenginių priežiūros tyrimų duomenys rodo, kad atnaujinus atskirus komponentus galima gauti nuo 300 iki 400 procentų investicijų grąžą, atsižvelgiant į visą sutaupytą energijos kainą, išvengtą gamybos stabdymą ir ilgesnį esamų objektų naudojimą. Turbūt todėl apie dvi trečiosios gamintojų jau pradėjo dėmesį skirti šiems mažesniems mastelio atnaujinimams, o ne visų sistemų kapitaliniam atnaujinimui, netgi objektuose, kurių infrastruktūra jau senesnė nei ketvirtį šimtmečio.

DAK

Kas yra senųjų mašinų modernizavimas?

Senųjų mašinų modernizavimas reiškia senesnių pramonės sistemų atnaujinimą naujais valdymo komponentais, nekeičiant viso įrenginio, padedant pagerinti suderinamumą ir efektyvumą.

Kodėl modernizavimas yra svarbus senosioms valdymo sistemoms?

Modernizavimas yra svarbus, nes jis pašalina pasenusių technologijų problemas, sumažina priežiūros sunkumus ir užtikrina atitikimą saugos standartams, todėl ilginamas senos įrangos tarnavimo laikas ir pagerinamas jos veiklos efektyvumas.

Kaip protokolų tiltai gali padėti integruoti modernias įrangas su senomis sistemomis?

Protokolų tiltai veikia kaip vertėjai tarp skirtingų ryšių standartų, leidžiant naujoms įrenginiams bendrauti su senesnėmis valdymo sistemomis, taigi užpildant skirtumus tarp kartų.

Kokie yra matomi naudos modernizuojant senąją įrangą?

Modernizavimas gali sukelti reikšmingus efektyvumo padidėjimus, sumažinti energijos suvartojimą, pagerinti eksploatacinius rodiklius ir padidinti investicijų grąžą, pratęsiant esamų įrenginių naudojimo laiką.