Remote I/O dan Software PLCs untuk Membangun IoT di Pabrik
Friday, September 01, 2023
Minat terhadap Remote I/O and Software PLCs Meningkat
Dalam beberapa tahun terakhir, pasar perangkat IoT mengalami pertumbuhan pesat. Menurut Informasi dan Komunikasi di Japan White Paper 2021 yang diterbitkan oleh Kementerian Dalam Negeri dan Komunikasi, jumlah perangkat IoT di seluruh dunia meningkat dari 17,32 miliar pada tahun 2016 menjadi 25,3 miliar pada tahun 2020, atau meningkat sekitar 8 miliar.
Sumber: Information and Communications in Japan White Paper 2021; Ministry of Internal Affairs and Communications
Bidang telekomunikasi (ponsel pintar dan terminal telekomunikasi) menyumbang sebagian besar jumlah perangkat, namun pasar sudah jenuh, sehingga pertumbuhannya diperkirakan lebih rendah dibandingkan bidang lainnya.
Sumber Calculated from the Information and Communications in Japan White Paper 2021; Ministry of Internal Affairs and Communications
Empat bidang dengan perkiraan tingkat pertumbuhan tinggi dapat diidentifikasi: medis, konsumen, aplikasi industri, dan otomotif/dirgantara. Dalam aplikasi industri, terdapat ekspektasi yang tinggi terhadap penggunaan IoT untuk menciptakan pabrik pintar, dan secara umum diperkirakan bahwa banyak perangkat akan diperkenalkan di masa depan.
Namun, seiring dengan meningkatnya jumlah perangkat IoT di pabrik, kami menghadapi tantangan seperti pengamanan lokasi pemasangan, peningkatan pengkabelan untuk sinyal I/O, dan pemeliharaan yang lebih rumit setelah pemasangan. Entri blog ini memperkenalkan tema I/O jarak jauh untuk meminimalkan pengkabelan dan kontrol terdistribusi sebagai salah satu metode untuk mengatasi masalah ini.
Tantangan dalam Pemrosesan Sinyal I/O dengan Lokasi Terpencil
Dalam sistem kontrol dan pengukuran yang menggunakan PLC dan PC industri, banyak tantangan yang muncul selama input dan output sinyal dengan sensor dan aktuator di lokasi terpencil.
Example of I/O signal wiring in remote locations
Saat menghubungkan sinyal I/O antara pengontrol dan sensor di lokasi terpencil, kabel sinyal harus disambungkan untuk setiap sensor. Semakin banyak titik input/output, semakin jauh jarak pengkabelan, dan semakin banyak jumlah kabel yang dibutuhkan. Selain itu, jumlah blok terminal di panel kontrol bertambah, dan jumlah kotak relai serta fasilitas lain di sepanjang jalur pengkabelan yang panjang juga meningkat, sehingga biaya pekerjaan pengkabelan dapat meningkat dengan cepat.
Dari sudut pandang keandalan sistem, pengkabelan sinyal digital ke pengontrol jarak jauh dapat menyebabkan kegagalan fungsi karena penurunan tegangan, dan transmisi sinyal analog jarak jauh dapat meningkatkan dampak kebisingan.
Dalam kasus seperti ini, banyak tantangan yang dapat diatasi jika pemrosesan input dan output untuk sensor dan aktuator dapat dilakukan menggunakan jaringan, bukan menggunakan kabel fisik.
Apa itu Remote I/O ?
Remote I/O adalah mekanisme input dan output perangkat pengukuran, perangkat input, pengontrol, dll, di pabrik dan fasilitas lain yang menggunakan jaringan.
Karena input dan output dilakukan menggunakan jaringan, maka dimungkinkan untuk meminimalkan pengkabelan, menghilangkan kebutuhan akan pengkabelan yang rumit dan mengurangi kebisingan yang disebabkan oleh transmisi data dalam jarak jauh. Ini menawarkan banyak keuntungan lain, seperti desain sistem yang disederhanakan dan peningkatan pemeliharaan, dan digunakan dalam berbagai aplikasi di pabrik di mana otomatisasi pabrik dan inisiatif IoT sedang berlangsung.
Namun, beberapa metode komunikasi tidak cocok untuk input dan output berkecepatan tinggi, dan beberapa memerlukan tindakan keselamatan jika terjadi kegagalan komunikasi.
Jenis kabel untuk Remote I/O
Jenis kabel yang umum digunakan untuk Remote I/O dapat dibagi menjadi tiga kategori utama.
- Komunikasi Serial
Komunikasi serial didasarkan pada standar komunikasi seperti RS-485 dan CAN. Kabel ini telah digunakan sejak lama karena banyak produk yang dapat menggunakan kabel untuk keperluan umum dan tidak memerlukan alat khusus atau keterampilan tingkat lanjut. Metode komunikasi yang umum termasuk CC-Link, DeviceNet, Modbus-RTU, dll. Dalam beberapa kasus, kabel khusus ditentukan oleh pabrikan untuk memastikan kualitas komunikasi.
- Komunikasi Ethernet
Komunikasi Ethernet didasarkan pada teknologi komunikasi yang banyak digunakan untuk Internet dan jaringan kantor. Keuntungannya adalah kabel tujuan umum dan peralatan jaringan yang digunakan dalam konstruksi jaringan umum, seperti kabel LAN, kabel optik, dan HUB switching, dapat digunakan, dan komunikasi berkecepatan relatif tinggi dapat dicapai dengan mudah. Metode komunikasi yang umum termasuk Ethernet/IP, EtherCAT, dan Modbus TCP.
Contec telah merilis seri nano CONPROSYS™ sebagai produk Remote I/O yang mendukung komunikasi Modbus.
Master IO-Link CPSL-08P1EN dengan port IO-Link 8 saluran (Kelas A) juga tersedia. Dapat digunakan untuk Remote I/O yang dapat memenuhi persyaratan tingkat IP67 tahan debu dan tahan air.
-
Wireless communication
Remote I/O menggunakan metode komunikasi nirkabel didasarkan pada teknologi komunikasi nirkabel pita Wi-Fi atau sub-GHz. Komunikasi nirkabel menawarkan banyak keuntungan, seperti menghilangkan kebutuhan kabel komunikasi antar terminal, sehingga mengurangi biaya konstruksi, dan memungkinkan komunikasi dengan peralatan bergerak.
Contec telah merilis seri I/O nirkabel, yang memungkinkan penggunaan komunikasi nirkabel pita Sub-1GHz dengan mudah.
Penggunaan Software PLCs untuk Mengkompensasi Kekurangan Remote I/O
Seperti dijelaskan di atas, beberapa metode komunikasi remote I/O tidak cocok untuk input dan output berkecepatan tinggi, bahkan ada yang memerlukan tindakan pengamanan jika terjadi kegagalan komunikasi. Jika pemrosesan sinyal dapat dilakukan di terminal lokal selama remote I/O, respons kecepatan tinggi dan tindakan keselamatan untuk kontrol pemrosesan dapat dilakukan.
Selain itu, penggunaan kontrol terdistribusi untuk mengonfigurasi peralatan di fasilitas besar memungkinkan modularisasi peralatan dengan membaginya menjadi beberapa unit. Hal ini dapat membantu mengurangi jam kerja desain dan biaya pemasangan.
Seri nano CONPROSYS™ juga mencakup unit coupler remote I/O yang dapat diprogram dengan fungsi software PLC. Produk ini adalah unit penggandeng I/O dengan fungsi software PLC internal yang sesuai dengan standar internasional IEC 61131-3, dan dapat melakukan pemrosesan sinyal di dalam unit lokal sekaligus memungkinkan remote I/O. Hal ini memungkinkan pembangunan sistem yang mempertimbangkan kecepatan pemrosesan sinyal dan kontrol terdistribusi.
Apa itu Software PLC?
PLC adalah pengontrol yang terutama digunakan untuk mengontrol peralatan di pabrik. PLC telah digunakan sejak lama, namun terus berkembang dan masih berperan dalam IoT di pabrik dan pengendalian robot.
Kebanyakan PLC dari pabrikan pengontrol terdiri dari hardware dan PLC software yang unik untuk pabrikan tersebut. Dengan kata lain, hardware dan software dijual sebagai satu kesatuan. Memindahkan software yang berjalan pada PLC satu pabrikan ke PLC pabrikan lain merupakan tugas besar yang memerlukan tingkat keterampilan yang sangat tinggi.
software PLCs, sebaliknya, dilisensikan sebagai perangkat lunak yang berdiri sendiri dan terpisah dari hardware. Mereka dapat diinstal dan digunakan pada hardware apa pun, seperti PC industri atau Raspberry Pi. Dengan kata lain, perangkat keras yang paling sesuai dengan aplikasi tertentu juga dapat digunakan sebagai PLC.
Apa itu software PLC CODESYS?
CODESYS adalah software PLC yang dikembangkan oleh perusahaan Jerman CODESYS GmbH, yang telah menarik banyak perhatian karena pabrik pintar dan ide IoT telah menyebar ke seluruh dunia, dan lebih dari 400 perusahaan di seluruh dunia kini menggunakan CODESYS.
Selain seri nano dengan CODESYS bawaan, Contec juga telah merilis seri CONPROSYS™ PAC dengan pemantauan web HMI dan fungsi master fieldbus.
Fitur CODESYS
CODESYS, sebuah software PLC, terdiri dari lingkungan pengembangan (IDE) untuk mengembangkan program dan lingkungan eksekusi (Runtime) untuk menjalankan program.
Lingkungan pengembangan terintegrasi CODESYS yang digunakan untuk mengembangkan program disediakan secara gratis, sehingga menurunkan biaya pengenalan, dan juga mudah dipelajari.
Karena runtime CODESYS bekerja dengan berbagai CPU dan OS, berbagai jenis pengontrol tersedia dari berbagai produsen. Runtime yang berjalan pada Raspberry Pi juga tersedia, dan versi gratisnya dapat berjalan selama dua jam setelah startup, sehingga memudahkan untuk mencoba pemrograman sebelum melakukan sistem.
Studi Kasus Remote I/O
Studi kasus berikut adalah contoh penggunaan remote I/O untuk memantau fasilitas pabrik yang tidak kompatibel dengan IoT.
Beberapa peralatan terbaru dengan mudah mendukung IoT karena kompatibel dengan Internet dan dapat dihubungkan ke sistem IoT. Namun, mendukung peralatan yang sudah ada dan telah digunakan dalam jangka waktu lama umumnya dianggap sulit, dan biaya untuk mengubahnya agar kompatibel dengan Internet melalui pengembangan internal bisa jadi mahal.
Monitoring non-IoT-compatible facilities in a factory
Dalam studi kasus ini, dengan menambahkan sensor ke peralatan tanpa PLC dan memanfaatkan seri nano CONPROSYS™ untuk input sinyal, peralatan dapat berhasil dikonversi ke IoT dengan mengurangi biaya pemasangan.
Selain seri nano CONPROSYS™, CONPROSYS™ M2M Gateway digunakan untuk terhubung dengan mudah ke PLC yang ada untuk mendukung IoT.
Kesimpulan
Dalam postingan blog ini, kami menjelaskan minimalisasi pengkabelan dan kontrol terdistribusi melalui remote I/O.
Transformasi digital (DX) di bidang industri mengalami kemajuan, dan dengan meningkatnya perangkat IoT di pabrik, permasalahan baru pun mulai terungkap.
Ketika jumlah sinyal I/O meningkat, panel kontrol yang menampung sinyal tersebut menjadi lebih besar.
Pekerjaan pemasangan kabel dalam jumlah besar ke lokasi terpencil meningkatkan biaya.
Setelah instalasi, sulit untuk menambahkan sinyal untuk peningkatan fungsional atau untuk memelihara dan mengelola.
Inilah beberapa permasalahan yang harus diatasi.
Penggunaan remote I/O dan kontrol terdistribusi yang tepat menawarkan keuntungan sebagai berikut.
Jumlah pekerjaan pengkabelan dan pengkabelan dapat dikurangi.
Ekspansi saat menambahkan sensor tambahan atau perangkat I/O lebih mudah.
Selain itu, kontrol terdistribusi memungkinkan pemrosesan sinyal dan modularisasi.
Inisiatif IoT dan DX adalah kunci pertumbuhan perusahaan. Seri nano CONPROSYS™ menawarkan fungsionalitas yang diperlukan untuk IoT dengan harga terjangkau bahkan untuk inisiatif IoT dengan anggaran terbatas. Mengapa tidak mempertimbangkan remote I/O sebagai bagian dari cara bisnis Anda menggunakan teknologi digital?
Dengan memanfaatkan pengetahuan manufaktur elektronik kami yang telah teruji waktu dan teknologi layanan cloud terbaru, Contec menawarkan produk yang membuat pelanggan merasa percaya diri untuk memperkenalkannya ke situs mereka.
Tentang ACA Pacific Indonesia
ACA Pacific Indonesia Merupakan Distributor Resmi Contec di Indonesia. ACA Pacific adalah Perusahaan Distribusi Technology yang didirikan sejak 1986. Melayani wilayah Asia-Pasifik selama lebih dari 30 tahun, keahlian kami adalah dalam memilih dan mengintegrasikan software dan hardware “Best-of-Breed” untuk memenuhi dinamika bisnis yang terus berubah.
Di ACA Pacific, kami menawarkan produk dengan teknologi canggih untuk memberikan hasil terbaik bagi pelanggan kami. Dari kecerdasan buatan, perangkat lunak desain, jaringan dan server, penyimpanan dan cadangan, komunikasi terpadu, hingga komputasi awan, kami mencakup sebagian besar kebutuhan bisnis dengan solusi yang tepat. Untuk informasi lebih lanjut, silakan kunjungi aca-apac.com/id atau hubungi sales@acapacific.co.id
Sumber : https://www.contec.com/support/blog/2023/230626_codesys/