Sistem kendali alat berat merupakan bagian penting dari desain dan strategi pasarnya. Banyak tim teknik menerapkan pendekatan terdesentralisasi, menggunakan beberapa rangkaian PLC untuk harga mesin yang berbeda, dan mengandalkan gateway pihak ketiga untuk mengintegrasikan sistem lama. Hal ini meningkatkan biaya yang terkait dengan teknik, inventaris, dan dukungan lokasi, sehingga mengurangi fleksibilitas operasional. Pendekatan lainnya adalah dengan menstandarkan satu platform terpadu yang dapat diperluas ke seluruh aplikasi dan dapat berkomunikasi dengan protokol modern dan tradisional.
Penggunaan kebijakan yang tidak berkaitan satu sama lain dapat menjadi tidak efisien. Mengelola beberapa rangkaian PLC yang berbeda menimbulkan kesulitan manajemen dalam pelatihan dan inventaris, sekaligus menambah perangkat keras tambahan, kompleksitas, dan potensi titik kegagalan pada sistem. Namun, apakah permasalahan tersebut dapat diselesaikan sepenuhnya hanya dengan satu platform? Makalah ini akan mengambil ekosistem Siemens SIMATIC S7-1200 sebagai contoh untuk mengeksplorasi bagaimana memenuhi persyaratan skalabilitas dan konektivitas.
Tantangan Skalabilitas bagi OEM
Lini produk OEM biasanya mengadopsi model "baik, bagus, terbaik", di mana kompleksitas mesin bervariasi tergantung pada fungsi yang disertakan. Meskipun hal ini masuk akal, menentukan sistem kendali yang ekonomis dan praktis untuk pesawat entry-level yang cukup untuk mengendalikan pesawat kelas atas juga merupakan tantangan. Untuk tujuan ini, solusi umum berikut dapat digunakan.
Platform kontrol ganda: Menggunakan PLC yang berbeda untuk setiap tingkat mesin tampaknya hemat biaya per unit tetapi menimbulkan biaya hilir seperti pelatihan, pemrograman, dan inventaris suku cadang. Dengan pendekatan ini, para insinyur harus benar-benar memahami berbagai lingkungan pemrograman dan mengharuskan OEM serta pengguna akhir untuk menyiapkan inventaris suku cadang yang lebih besar dan kompleks.
PLC I/O Tetap Berukuran Besar: Memilih satu PLC besar menyederhanakan pemrograman, namun menyebabkan model tingkat awal kehilangan daya saing karena biaya BOM mencakup kapasitas redundan yang tidak digunakan. Pendekatan ini juga memberikan fleksibilitas terbatas untuk modifikasi di masa depan. Karena semua titik I/O tetap dialokasikan, meskipun pengguna hanya menambahkan satu sensor, desain ulang mungkin diperlukan, yang memakan biaya dan waktu.
Solusi praktisnya adalah penggunaan platform kontrol modular, yang ditandai dengan CPU yang dapat dikonfigurasi secara tepat melalui antarmuka I/O yang diperlukan untuk setiap model mesin.
Mengatasi Tantangan Konektivitas Sistem Brownfield
Bagaimana mesin tercanggih dapat berkomunikasi secara efektif di pabrik menggunakan teknologi generasi sebelumnya? Ini adalah masalah inti yang dihadapi integrator sistem dalam dilema brownfield, di mana mesin baru yang menggunakan protokol modern seperti PROFINET sering kali perlu diintegrasikan dengan perangkat yang sudah ada yang mengandalkan protokol serial seperti Modbus RTU. Oleh karena itu, sistem baru diperlukan untuk berkomunikasi dengan VFD tradisional, timbangan, dan peralatan lainnya melalui komunikasi serial RS-485. Dua solusi umum untuk masalah ini adalah sebagai berikut:
Gerbang protokol pihak ketiga: gerbang eksternal dapat dialihkan antara PROFINET dan Modbus RTU, namun hal ini akan menyebabkan biaya perangkat keras tambahan, titik kegagalan potensial, dan perangkat lunak independen untuk konfigurasi. Pemetaan data antara dua sistem bisa jadi rumit dan diagnosis kesalahan masalah komunikasi bisa sangat rumit, sehingga memerlukan diagnosis dua perangkat berbeda, biasanya dari produsen berbeda.
PC Industri (IPC) dengan kode yang disesuaikan: IPC yang menjalankan perangkat lunak komunikasi yang disesuaikan adalah solusi kompleks yang kuat namun mahal, yang memperkenalkan pemeliharaan sistem operasi PC ke dalam pabrik. Strategi ini memerlukan keterampilan pengembangan khusus di bidang TI dan perangkat lunak, yang tidak selalu dimiliki oleh tim otomasi tradisional, dan dapat menghasilkan solusi yang rapuh dan sulit dipertahankan.
Pengontrol modern harus mendukung protokol komunikasi tradisional untuk menyederhanakan arsitektur dan menyediakan konfigurasi terpusat.