産業オートメーションは、テクノロジーと制御システム (産業用 PC、PLC、PAC など) を使用して産業プロセスを自動化し、人間の介入なしに品質と生産を向上させることと大まかに定義できます。制御システムは、統合テクノロジーやその他のデバイスが自動的に動作するように指示するために使用されます。たとえば、大規模な自動車製造工場では、自動化されたロボット アームが生産ライン上で労働集約的な手動または反復的な製造タスクを迅速に実行して、より高いレベルの精度を達成し、同じ時間枠で手動操作を可能にします。{3}}
では、この自動化を制御しているのは何でしょうか?ほとんどの産業オートメーション システムの中心となる産業用コンピューターを見てみましょう。
PLC/PACを搭載した産業用PC
環境と運用上の利点により、産業用 PC は現在、あらゆる形状とサイズで提供されています。堅牢なシングルボード コンピュータから、強力な Intel CPU、HD グラフィックス、豊富な I/O を備えた本格的な産業グレードのファンレス ボックス PC まで。{1}産業用 PC は産業オートメーションの未来を形作ります。プログラマブル ロジック コントローラー (PLC) とプログラマブル オートメーション コントローラー (PAC) は、産業用 PC の柔軟性、機能性、パフォーマンス、コストの理由から、現在では産業用 PC に置き換えられています。PLC は本質的に機械の制御に使用されるマイクロコントローラーです。これらはメモリ、プロセッサ、入出力 (I/O) 機能で構成され、数学、計数、通信、センサーの管理、アクチュエーターのトリガーなど、事前にプログラムされた機能を実行できます。{6}}
産業用コンピュータは、工場の生産フロア、セキュリティおよび監視アーキテクチャ、プロセスや機械の自動化に関わるその他の技術設定に組み込まれたものなど、さまざまな運用シナリオに導入できます。汎用-商用-グレードのコンピュータと比較して、産業用 PC は産業環境などでよく見られる過酷な環境に耐えることができるため、製造、エネルギー、運輸、農業、および同様に厳しい環境にあるその他の業界で人気のソリューションとなっています。これらの耐久性の高いコンピューターは、ヒューマン マシン インターフェイス (HMI) アプリケーションを実行する機能も備えているため、PLC や PAC よりも優れた柔軟性も提供します。リアルタイム カーネルの使用により、自動化をオペレーティング システム (OS) 環境から分離できるため、古い自動化モデルが改善されます。-
産業オートメーションにおける産業用 PC
産業用 PC の用途と応用は産業オートメーションの範囲をはるかに超えていますが、この記事では産業オートメーションの範囲内のアプリケーションのみに焦点を当てます。まず製造業と産業用 PC がどのように使用され、この分野で産業用 PC が産業オートメーションにどのようなメリットをもたらすかを見てみましょう。
製造:頑丈な産業用 PC は、通常の手作業の限界を超えた大量生産に最適なハードウェア プラットフォームを提供します。機械の自動化により大量生産が可能になり、インターネットによりコミュニケーションが可能になりました。産業用 PC システムは、初期の頃から揺さぶられてきましたが、現在では、マシン ビジョンやロボットの誘導だけでなく、予防保守のために機械や装置から貴重なデータを収集する機能としても、多くのメーカーから高く評価されています。
パッケージ検査と品質管理:もちろん、製造におけるもう 1 つの主要な用途は、人間の能力よりも高速かつ正確に動作する視覚制御による品質保証です。{0}マシン ビジョンと包装検査システムを利用することで、メーカーや食品包装工場は製品の品質保証を急速に自動化できます。. 3D マシン ビジョンは、ビジョン業界における最新の進歩です。強力なマルチコア CPU のおかげで、CPU は超高速で追加の Z{6} 次元の計算を処理でき、オブジェクトに関するより深い多次元データを提供し、100% の品質保証が可能になります。-これにより、品質管理が新たなレベルに引き上げられ、システムの合否判定はスケール、形状、表面、サイズなどのより多くのパラメータに依存する可能性があります。
資産追跡:産業用 PC に大きく依存し始めている業界は製造業だけではありません。小売業界や医療業界でも、資産やプロセスの不整合や異常を追跡、監視できる機能があるため、産業用 PC ハードウェアを日常的に運用しています。-{2}}これはオンサイトとリモートの両方で実行でき、システム オペレータは通常手作業よりも正確かつ効率的に資産やプロセスを追跡することができます。-
シミュレーションと制御:産業用 PC プラットフォームは、強力なプロセッサを使用して、潜在的な現実世界のシナリオをエミュレートし、シミュレーションを作成します。{0}}これにより、リスクを分析し、さらなる可能性を予測し、あらゆるフレームワーク内でシステムをテストするための洞察が強化されます。このようなタイプのテストと分析を実行できるため、シミュレーションと予測から収集した洞察に基づいて既存のインフラストラクチャをさらに強化し、開発することができます。人工知能と機械学習については多くの議論が行われており、近い将来、これら 3 つのテクノロジーが統合されて、さらに高度なシミュレーションが作成されるでしょう。
リモートデータ収集:自動化と IoT の時代において、データは最も価値のある商品の 1 つです。リモート IoT センサーは、リモートの機械、ツール、ハードウェア、その他の接続されたデバイスの使用に関するデータを送受信できるため、センサーを導入しているオペレーターは、運用プロセス、機器の疲労、全体的なパフォーマンスに関する実用的なデータを受け取ることができます。このデータにより、制御システムは、デバイスの出力を非常に正確に調整したり、アクチュエーターをトリガーしたり、温度や圧力の制御、その他の操作機能を調整したりするタイミングを知ることができます。
IoT と PC{0}} ベースの自動化
PC はオープン スタンダードに基づく IoT 革命、特に産業用 IoT の中心にあり、コミュニティや経済が日常生活に依存するインフラストラクチャを制御する頭脳となります。{0}従来の運用技術システムや機器は、最先端のセキュリティ技術に置き換えられるまで、よりインテリジェントなコンピュータを使用して保護する必要があります。--- IoT 通信ゲートウェイには、頑丈なコンポーネントやアセンブリだけでなく、モノ間の通信を管理するソフトウェアに組み込まれた強力なネットワーク セキュリティも必要になります。