Makine Kontrolörleri IIoT çağında daha önce hiç olmadığı kadar çok görevli.

Yeni endüstri çağında IIoT’in temelini haberleşme, bu yeni genişletilmiş altyapının kalbini ise son teknoloji makine kontrolörleri oluşturuyor. Geçmişte makine kontrolörlerinin rolü operasyon teknolojisiyle sınırlıyken bugün bilgi teknolojileri ve internet tabanlı sistemlere entegrasyon ile çok katmanlı bir hale dönüşüyor.

Makine Kontrolörleri nedir?

Günümüzde üst düzey makine performansı genellikle diğer makinelerle gerçek zamanlı olarak iletişim kuran, canlı üretim verileri sağlayan ve bilgileri doğrudan SCADA (Denetleyici Kontrol ve Veri Toplama) gibi üst düzey sistemlere besleyen bir PLC/Makine kontrolörü aracılığıyla sağlanıyor. Makine kontrolörleri; güvenli izleme sistemlerini yönetmeye, OEE çerçevelerini desteklemeye, Edge kontrolörlerine ve bulut tabanlı işleme çözümlerine büyük veri göndermeye ek olarak, MES katmanlarına operasyonel veriler sağlayacak ve hatta aktif AI özellikli bakım sistemlerinin yönetilmesine yardımcı olacak.

İzleme ve yönetim sürecini kolaylaştıran IoT Gateway teknolojisi

Bir veya birden fazla makinede hassas bir kontrolle birlikte birden fazla işi aynı anda yapabilme gereksinimi, modüler PLC yapısının hiç olmadığı kadar önem kazandığı anlamına geliyor. Mitsubishi Electric gelişmiş iQ-R Serisi PLC ürünleri ile tasarlanan IoT Gateway, bunun en yeni örneklerinden biri. Bu gateway, akıllı operasyon teknolojileri cihazlarından bulut tabanlı sistemlere doğrudan aktarım sağlamak için OPC UA standardından faydalanıyor.

ICONICS SCADA yazılımıyla birlikte IoT Gateway, birden fazla robot kontrolöründen ve farklı otomasyon cihazlarından verilere gerçek zamanlı olarak ulaşarak ekranlar vasıtasıyla hem dahili hem de bulut ortamında izleme ve yönetim sürecini kolaylaştırıyor. Sonuç olarak, ihtiyaçları çok önceden tahmin etmek ve bakım veya parça değişim önerilerinde bulunmak için yapay zekâ kullanan robotlarda yerleşik kestirimsel bakım fonksiyonundan faydalanmak mümkün hale geliyor. Sistem, bu bilgilerin dünyanın herhangi bir noktasından görülerek gerekli işlemlerin yapılabilmesi esnekliğini sunuyor. Bu sistemde operasyon personeli uzaktan çalışabiliyor ve akıllı fabrikaların gerçek avantajından yararlanabiliyor.

Üretim hattının hızına ve eş zamanlılığına ivme kazandırıyor

Tesis çapında bir otomasyon sistemleri de üretim verimliliğini daha üst düzeylere çıkarabilmeyi sağlamak için, makine kontrolörleri ve onun haberleşme modülleri tarafından kontrol edilebilir. IoT Gateway ve iQ-R modüler PLC, basitleştirilmiş bir IIoT tabanlı kontrol ve yönetimi çalıştıran bir merkez olarak kullanılıyor. Bu sayede, denetleyicinin yeteneklerinden maksimum düzeyde istifade edilirken IT sistemleri daha şeffaf hale geliyor.

Üretim açısından bakıldığında CC-Link IE TSN gibi zamana duyarlı bir ağın devreye alınması da bir üretim hattının hızı ve eş zamanlılığında büyük bir artış sağlıyor. CNC makinelerinden tezgâhlara, konveyörlerden montaj sistemlerine, test ve işaretlemeden robot yükleme sistemlerine ve paketlemeden paletlemeye kadar bütün bir süreç gerçek zamanlı olarak senkronize edilirken mikro gecikmeler ve darboğazlar etkin bir şekilde ortadan kaldırılıyor.

Genel anlamda bu sistemler tek başına değil, OPC UA, MQTT ve Azure IoT Hub’ın vb. sistemlerin devreye girmesi ile ERP ve MES katmanlarını IoT gateway aracılığıyla sistemin merkezindeki PLC’ye entegre ediyor. Böylece üretimden üst yönetime kadar tüm personelin raporları almasına, talep ve kullanılabilirliğe göre fabrika çıktısını planlamasına imkân sağlıyor.

Verileri PLC’den kesintisiz bir şekilde alan Edge çözümü

Makine kontrolörünün IIoT ortamındaki rolü, bir Edge kontrolör veya bulut işleme platformuyla mükemmel bir entegrasyon sağlayıp operasyon süreçlerde ek avantajlar sunmasıdır. Veri analitiği açısından önemi her geçen gün artmakta olan Edge computing, büyük verinin yorumlandığı ve yalnızca toplu halde depolanmak yerine analiz için kaydedildiği düşük gecikme süreli bir çözüm sunuyor. Aynı zamanda, bulut bilişim, derin öğrenme modelleri için gerekli olan daha büyük veri kümeleri üzerinde karmaşık, ancak zamana daha az duyarlı analizler yapmak için de avantaj sağlıyor.

Mitsubishi Electric‘in Edge computing çözümü olan MELIPC, verileri PLC’den kesintisiz bir şekilde alıyor, bunları işleyerek filtreliyor ve yerel ağda başlangıç analizi sunuyor. En uygun sonuçlar yerelde kullanılabilirken daha gelişmiş analitiğe ihtiyaç duyan veriler buluta gönderilebiliyor. MELIPC, kontrol sistemine olabildiğince yakın bir konumda işleme ihtiyacını karşılarken OPC UA ve MQTT dahil bulut entegrasyonu için IoT Gateway ile aynı protokollerin kullanılmasına olanak tanıyor.

Yapay zekâ uygulamasının başka bir örneği olarak MELIPC, makine öğrenmeyi kullanarak toplanan verileri analiz ediyor ve makinenin çalışma durumunun bir modelini çıkarıyor. Daha sonra makine performansındaki değişimlerin gerçek zamanlı olarak tespit edilmesinde kullanılan bu model vasıtasıyla diğer IT tabanlı sistemlere gönderilen bilgi sayesinde kalite, verimlilik ve üretim hacmini etkileyebilecek durumlar erken aşamada tespit edilebiliyor. Bu uygulama örnekleri, sürekli gelişen ve derinlik kazanan makine kontrol sistemlerinin IIoT dünyasında önemli bir yer kazanmaya başladığını açıkça gösteriyor.