artikel

Flexibele en open PLC-besturingsplatforms nodig voor Smart Industry

Engineering

Verschillende PLC-besturingsplatforms bieden tegenwoordig een bepaalde openheid om software gemaakt in hoge programmeertalen te kunnen integreren. Communicatie met de buitenwereld is nodig om in Smart Industry de volgende stappen te kunnen zetten.

Flexibele en open PLC-besturingsplatforms nodig voor Smart Industry

Tekst: Leendert van der Ent

Naarmate smart industry oprukt, groeit de behoefte aan koppeling van productiesystemen met data vanuit bijvoorbeeld Internet of Things-sensoriek. De ontwikkeling gaat richting intelligente autonome systemen. Die kunnen alleen functioneren door gebruik te maken van omgevingsdata, die niet per se voldoen aan de PLC softwarestandaard IEC 61131-3. Het toevoegen van deze en andere functionaliteit mag geen probleem zijn, maar bij klassieke PLC’s is dat wel het geval.
De architectuur van deze klassieke PLC is gebaseerd op fabrikantspecifieke besturingssystemen. Dat is zowel bij bijvoorbeeld de klassiek PLC’s van ABB, Siemens als van Phoenix Contact het geval. Voor het programmeren zijn fabrikantspecifieke ontwikkelingstools nodig om het realtime karakter en de dataconsistentie te garanderen, die essentieel zijn voor de werking van de PLC.

Steeds opener

Producenten hebben inmiddels stappen gezet om hun PLC’s flexibeler en opener te maken voor communicatie met andere systemen. Bij Siemens heet dat PLC Open en bij ABB PLC Connect. Zonder verder op merken in te gaan, waren er tot nu toe drie architectuurconcepten voor openheid. De eerste is de gemodificeerde klassieke PLC. Commentaar van Harm Geurink, product manager bij Phoenix Contact in Zevenaar: ‘Die biedt beperkte openheid. Software die is geprogrammeerd in hoge programmeertalen kon alleen via een compiler op de PLC werken.’
Een tweede open architectuurconcept maakt gebruik van Open Linux. Het kenmerk: veel mogelijkheden voor toepassing van software. Geurink: ‘Maar de aspecten realtime en dataconsistentie leveren problemen op. Dat wordt opgelost door er een Soft PLC aan toe te voegen.’ De derde, vrij recent gelanceerde variant, is een gecombineerde benadering van een PLC-besturingssysteem met Windows. ‘Ook hier is het realtime-aspect nog een probleem’, meent Geurink.

PLC + PC

Met de lancering van PLCnext biedt Phoenix Contact nu een vierde optie. Geurink: ‘De basis is Realtime Linux, maar uitsluitend Realtime Linux gebruiken is niet hetzelfde. Daarnaast maken we op het platform, dat secure by design is, gebruik van legio andere open source software. Generieke software-ontwikkelaars kunnen er gemakkelijk en direct zelf programmatuur aan toevoegen, zonder dat dit via fabrikantspecifieke tools gaat. Die software wordt automatisch realtime uitgevoerd, onafhankelijk van het besturingsplatform van de leverancier van die software. Dat kan met code geschreven in klassieke hoge programmeertalen zoals C, C++, C Sharp, HTML en DotNet. Bij uitwisseling is ook de dataconsistentie gewaarborgd.’
Tot nu toe was er een configuratie met PLC’s en een industriële PC nodig om dit voor elkaar te krijgen. ‘Nu volstaat een PLCnext’, concludeert Geurink, ‘Je kunt het zien als een klassieke PLC en een industriële PC inéén.’ Een voorbeeld van een toepassing, is het koppelen van voorspellende data over het weer uit de bekende apps aan het proces.
De voordelen zijn volgens Geurink dat software engineers zich voortaan op hun hoofdtaak kunnen concentreren, dat er geen tussenkomst van extra IEC 61131-3 programmeurs meer nodig is en dat het veel gemakkelijker is om met meerdere ontwikkelaars uit verschillende velden aan één applicatie te werken. ‘Voortaan kun je generieke programmeurs voor de industrie inzetten. Waar de klassieke PLC een vaste set aan functionaliteiten heeft, kun je voor PLCnext alle mogelijke functionaliteiten ontwikkelen die je zelf bedenkt.’

Makkelijk integreren

Hoewel PLCnext nu op de markt wordt gelanceerd, hebben early adopters over de hele wereld al vanaf 2017 met de technologie mogen werken. In Nederland hebben twintig bedrijven er ervaring mee kunnen opdoen. Eén daarvan is Strypes Nederland, specialist in elektronische systemen voor de infrastructuur. ‘Software is eating the world’, zegt Erik Holleboom namens het bedrijf. ‘Softwaresystemen worden groter en complexer en vereisen integratie van verschillende systemen. Bij elk project moet je daarom de vraag beantwoorden: voor welk platforms kiezen we? Op welk platform kun je bestaande stukken software het gemakkelijkst integreren?’
Strypes maakt inmiddels gebruik van modelgebaseerde software-ontwikkeling. ‘Daarbij formuleer je functionaliteit op een hoger abstractieniveau en wordt vervolgens code in hoge softwaretalen automatisch gegenereerd. We gebruiken klassieke open interfaces om de software te testen. Grote delen van de software zijn XML-gebaseerd. Al die software moet op PLC’s kunnen draaien. Het combineren van IEC61131-3 met andere talen bleek geen probleem. Het was eenvoudig om code in C++ op een PLCnext aan de praat te krijgen. Een moderne eis is om kort-cyclisch te ontwerpen: de time-to-market wordt steeds korter, terwijl de kwaliteitseisen toenemen. Het PLCnext platform in combinatie met de PCWORX ontwikkelomgeving stelde ons in staat om aan die eisen tegemoet te komen. ‘
Ook biedt het platform volgens Holleboom de juiste mogelijkheden voor validatie en verificatie. ‘Hoewel de software voor geautomatiseerde validatie en verificatie nog in ontwikkeling is. Maar dat is logisch bij een nieuw systeem. Voor de toekomst ligt ook continuous integration op basis van de Application Control Interface (ACI) nog in het verschiet.’

Reageer op dit artikel