آینده اتوماسیون PC-based و صنعت 4.0

آرین کنترل - مرکز تخصصی آموزش پی‌ال‌سی بکهوف (Beckhoff PLC) و اتوماسیون صنعتی (Industrial Automation) توین‌کت ۳ (TwinCAT 3)

فناوری PC-based Control: بستر تکنولوژیک صنعت 4.0 و IoT

فناوری کنترل مبتنی بر PC و محیط اتوماسیون TwinCAT زیرساخت اساسی برای معماری‌های پیشرفته Industry 4.0 و اینترنت اشیا (IoT) را تشکیل می‌دهند که ماشین‌های هوشمند را ممکن می‌سازند.

“فناوری کنترل مبتنی بر PC بهترین پلتفرم برای ارتباطات Cloud است” - هانس بکهوف - مدیرعامل Beckhoff Automation

PC-based control technology به‌طور ذاتی در زیست‌بوم (habitat) طبیعی فناوری PC قرار دارد، که این امر آن را به انتخاب ایده‌آل برای ارتباطات Cloud و پروژه‌های IoT تبدیل می‌کند.

Big Data در Cloud: تحلیل پیش‌بینانه و کاربردهای صنعتی

منابع داده و پتانسیال تحلیلی

شرکت‌های تولیدی به‌طور فزاینده‌ای مزایای Big Data را کشف می‌کنند. تحلیل حجم‌های عظیم داده امکان پیش‌بینی دقیق خرابی‌های احتمالی ماشین را فراهم می‌آورد.

کنترلر ماشین: منبع اصلی داده

کنترلر ماشین منبع مهمی از این داده محسوب می‌شود، زیرا:

• تمام عملکردهای ماشین در این نقطه متقارن (converge) می‌شوند
• Big Data بینش‌های ارزشمندی درباره فرآیندهای تولید و عملیات ماشین ارائه می‌دهد
• تحلیل هدفمند این داده‌ها به سرعت مزایای ارزشمند ارائه می‌دهد

غول‌های تکنولوژی و صنعت تولید

شرکت‌هایی مانند Google که چنین سرویس‌هایی ارائه می‌دهند، تجربیات و فناوری‌های خود از حوزه‌های کاربردی دیگر را به دنیای تولید صنعتی منتقل خواهند کرد.

“بخش تولید در کل زنجیره ارزش بسیار مهم است تا توسط بازیگران جهانی دنیای دیجیتال نادیده گرفته شود.”

Microsoft Analytics و Cloud Services

Microsoft Analytics یا Microsoft Cloud services هم‌اکنون توسط هرکسی قابل استفاده است. مدیرعامل این موضوع را فرصت می‌داند، نه تهدید:

“شرکتی که بهترین الگوریتم‌ها را برای کاربرد مربوطه ارائه دهد، مزیت رقابتی خواهد داشت.”

آمادگی کامل برای Industry 4.0: محصولات و راه‌حل‌های جدید

TwinCAT IoT: اتصال یکپارچه به Internet of Things

تمام کاربردها با فناوری Beckhoff PC Control اساساً امروز برای Industry 4.0 آماده هستند. علاوه بر این، محصولات جدید مخصوص IoT و Industry 4.0 از Beckhoff استفاده از این ویژگی‌ها را آسان‌تر می‌کند.

نقشه‌برداری کامل فرآیند (Process Mapping)

نقشه‌برداری‌های کامل فرآیند تولید شده توسط فناوری کنترل برای کاربر ارزیابی ماشین‌ها و سیستم‌های مختلف را آسان می‌کند:

“ویژگی‌های گسترده Industry 4.0 با فشردن یک دکمه در دسترس هستند.”

کنترلر IoT و Industrial PC

در ترکیب با یک Industrial PC یا Embedded PC که به عنوان کنترلر IoT استفاده می‌شود، نرم‌افزار TwinCAT IoT پیوند یکپارچه‌ای بین Internet of Things و Internet of Services فراهم می‌آورد:

• TwinCAT IoT به عنوان بخش جداییناپذیری از محیط اتوماسیون TwinCAT
• همه کنترلرهای Beckhoff را قادر می‌سازد آسان، امن و مستقیم با Cloud ارتباط برقرار کنند
• Microsoft Azure™ و Amazon AWS™ جزء راه‌حل‌های Cloud پشتیبانی شده هستند
• ما همچنین بر روی پیوند با SAP Hana کار می‌کنیم

پروتکل‌های ارتباطی Cloud استاندارد

TwinCAT IoT شامل پروتکل‌های ارتباطی Cloud استاندارد است:

• AMQP برای دنیای Microsoft
• MQTT برای دنیای Amazon
• TwinCAT پیکربندی عملکرد gateway را بسیار آسان می‌کند

TwinCAT Analytics: تحلیل داده همزمان با چرخه

هسته راه‌حل‌های جدید Industry 4.0

در مرکز راه‌حل‌های جدید Industry 4.0، TwinCAT Analytics قرار دارد که:

• داده‌های فرآیند را همزمان با هر چرخه برای تحلیل آینده ذخیره می‌کند
• تحلیل‌های ماشینی بسیار آسان و مفید ارائه می‌دهد

کاربردهای TwinCAT Analytics

مثال‌هایی شامل موارد زیر است:

• تحلیل‌های وضعیت online و offline
• نگهداری پیش‌بینانه (Predictive Maintenance)
• تشخیص الگو (Pattern Detection)
• یادگیری ماشین (Machine Learning)
• بهینه‌سازی ماشین
• آرشیو بلندمدت داده

مرحله تست و پیاده‌سازی

محصول که در نمایشگاه SPS IPC Drives 2015 معرفی شد، در حال حاضر توسط مشتریان تست می‌شود:

“اولین پیشنهادها نوشته شده‌اند و برخی بخش‌های آن، مانند condition monitoring، از قبل استفاده می‌شوند.”

ویژگی‌های فنی TwinCAT Analytics

TwinCAT Analytics دارای الگوریتم‌های جدید است و با دیتابیس اختصاصی خود ارائه می‌شود:

• بر اساس TwinCAT 3 است
• کاربران می‌توانند تشخیص ماشین خود را با ابزارهای شناخته شده و اثبات شده انجام دهند
• TwinCAT Scope برای نمایش گرافیکی جریان سیگنال استفاده می‌شود

زبان‌های برنامه‌نویسی و انعطاف‌پذیری

مشابه TwinCAT، کاربران می‌توانند روال‌های تحلیلی خود را در زبان‌های مختلف بنویسند:

• زبان‌های IEC 61131-3
• C++
• MATLAB®/Simulink®

“این به کاربران و نیازهای آن‌ها بستگی دارد. آن‌ها حتی می‌توانند ترکیب کنند.”

TwinCAT Analytics Workbench: ابزار قدرتمند تحلیل

TwinCAT Analytics Workbench برای این منظور استفاده می‌شود:

• کاربران می‌توانند تحلیل‌های online یا offline برای یک یا چندین ماشین با کمک ماژول‌ها در کتابخانه TwinCAT Analytics اجرا کنند

محتوای Analytics Library

Workbench شامل کتابخانه Analytics است، یک کتابخانه PLC با ماژول‌هایی برای عملکردهایی مانند:

• تحلیل چرخه (Cycle Analysis)
• نظارت چرخه حیات (Lifecycle Monitoring)
• نظارت شرایط (Condition Monitoring)
• محاسبات نیاز توان و RMS

انعطاف‌پذیری برای برنامه‌نویسان PLC

برنامه‌نویسان با تجربه PLC می‌توانند ماژول‌های کتابخانه را در کاربردهای PLC خود استفاده کنند تا عملکردهای نظارت را در سیستم کنترل ماشین ادغام کنند.

دسترسی به کل تصویر فرآیند: TwinCAT Analytics Logger

ضرورت ثبت داده برای تحلیل

برای تحلیل داده، ابتدا باید آن را ثبت کرد. به همین دلیل Beckhoff TwinCAT Analytics Logger را برای پشتیبان‌گیری چرخه‌ای از حجم‌های بزرگ داده معرفی کرده است.

“Analytics Logger تمام داده‌های فرآیند را ثبت می‌کند.”

قابلیت‌های Logger و مدیریت داده

TwinCAT Analytics Logger امکانات زیر را فراهم می‌کند:

• ثبت کامل داده‌های فرآیند در هر چرخه کنترل
• مدیریت حجم‌های بزرگ داده با کارایی بالا
• انعطاف‌پذیری در ذخیره‌سازی و انتقال داده
• سازگاری با معماری‌های مختلف ذخیره‌سازی

مزایای آموزش تخصصی در آرین کنترل

دوره‌های تخصصی TwinCAT Analytics و Industry 4.0

آرین کنترل به عنوان مرکز تخصصی آموزش Beckhoff در ایران، جامع‌ترین دوره‌های آموزشی در زمینه TwinCAT Analytics و فناوری‌های Industry 4.0 را ارائه می‌دهد:

سرفصل‌های دوره‌های تخصصی:

۱. PC-based Control و TwinCAT 3 Advanced:

• Real-time Control با Multi-core Processing
• EtherCAT Network Design و Performance Optimization
• Motion Control پیشرفته با TwinCAT NC I

۲. TwinCAT Analytics و Big Data:

• Data Acquisition با Analytics Logger
• IoT Communication Protocols (MQTT, AMQP)
• Cloud Integration (Microsoft Azure, Amazon AWS)
• Machine Learning و Predictive Maintenance

۳. Industry 4.0 Implementation:

• Digital Twin Development
• Cyber-Physical Systems (CPS)
• OPC UA و TSN (Time-Sensitive Networking)
• Edge Computing Solutions

تجهیزات آموزشی پیشرفته:

• Industrial PCs مجهز به Multi-core Processors
• EtherCAT I/O Terminals برای Real-time Data Acquisition
• Cloud Connectivity Hardware
• Advanced Visualization Systems

پروژه‌های عملی و Case Studies

پروژه Industry 4.0: Smart Manufacturing

• کامل implementation یک Smart Production Line
• Real-time Data Analytics با TwinCAT Analytics
• Cloud Dashboard برای Management Reporting
• Predictive Maintenance با Machine Learning Algorithms

آینده اتوماسیون و نقش Beckhoff

چشم‌انداز فناوری PC-based Control

بر اساس بینش‌های هانس بکهوف، فناوری PC-based Control آینده اتوماسیون صنعتی را تعریف می‌کند:

• ادغام کامل با فناوری‌های IT معاصر
• انعطاف‌پذیری بالا در معماری‌های مختلف (On-premise, Cloud, Hybrid)
• قابلیت‌های Machine Learning و AI در سطح کنترلر
• استانداردسازی بر اساس پروتکل‌های باز مانند OPC UA و TSN

نقش آرین کنترل در آینده اتوماسیون ایران

آرین کنترل با ارائه آموزش‌های تخصصی و پشتیبانی فنی، نقش کلیدی در توسعه Industry 4.0 در ایران ایفا می‌کند:

• آماده‌سازی نیروی متخصص برای پروژه‌های پیچیده اتوماسیون
• انتقال know-how از شرکت Beckhoff به صنعت ایران
• پیاده‌سازی استانداردهای جهانی در پروژه‌های داخلی

اطلاعات تماس و ثبت‌نام در دوره‌های تخصصی

مرکز آموزش آرین کنترل

وب‌سایت: www.ariancontrol.com

مطابق بینش‌های هانس بکهوف، فناوری PC-based Control و TwinCAT آینده اتوماسیون صنعتی و Industry 4.0 را تعریف می‌کنند. آرین کنترل با ارائه جامع‌ترین آموزش‌های تخصصی، مهندسان ایرانی را برای رهبری این تحول تکنولوژیک آماده می‌کند