Централизованные и децентрализованные системы с промышленными логическими контроллерами
В наши дни ведется много дискуссий о централизованных и децентрализованных системах управления. Централизованное управление означает передачу всей власти по принятию решений одному контроллеру, предоставление ему всех данных и ожидание его управляющих сигналов для принятия мер. Децентрализованное управление означает развертывание множества контроллеров, каждый из которых отвечает за свои задачи, полагаясь только на связь между контроллерами для обобщения данных процесса: каждый из них работает независимо, принимая решения для своей подсистемы.
Централизованные системы управления зачастую считаются устаревшими по сравнению с децентрализованными системами. Однако у обоих вариантов есть свои преимущества и недостатки, когда дело доходит до выбора того, какой из них использовать в производстве.
Централизованные системы управления
Централизованные системы управления, вероятно, представляют собой то, о чем думает большинство инженеров, когда они впервые знакомятся с теорией управления. В производственной среде хорошо иметь программные информационные панели, где каждый отдельный элемент производственного процесса можно просматривать и управлять им. Через эти интерфейсы доступна любая часть данных, может быть выдана любая команда и так далее. Приятно быть на вершине всего этого и отвечать.
Решения можно легко отследить в централизованных системах управления, поскольку они исходят только от одного или нескольких контроллеров. Все системы согласованы, связь регулярна, а данные хранятся и доступны в одном месте. При небольшом количестве контроллеров (возможно, одном) в случае возникновения проблемы вся система выйдет из строя. В данном случае никакие решения не могут быть приняты, и производство останавливается. Это может сделать незащищенную систему особенно уязвимой для кибератак, поскольку весь процесс управляется из одного места.
Кроме того, большому сигналу централизованного управления системой может потребоваться много времени, чтобы достичь затронутой подсистемы. Если каждый отдельный фрагмент данных должен проходить только через несколько контроллеров, это может привести к перегрузке процессоров и увеличению времени отклика. Это также может потребовать дополнительного обучения пользователей системы, поскольку одновременно происходит много вещей, и небольшая ошибка может вывести из строя всю систему.
Децентрализованные системы управления
В системах управления децентрализация обеспечивает некоторые из тех же преимуществ, например, возможности быстрого принятия решений без необходимости загружать центральную систему управления мелочами. Это позволяет подсистемам работать более автономно, без необходимости получения конкретных инструкций сверху. По мере совершенствования ИИ каждый из этих децентрализованных контроллеров может разрабатывать свои собственные процедуры оптимизации, что в конечном итоге позволяет машинам стать экспертами в определенной области производства.
Децентрализация имеет и некоторые недостатки. Если каждая подсистема выполняет свою задачу в вакууме, не общаясь с внешним миром, конечным результатом является хаос. Представьте себе тысячу человек, никто не разговаривает друг с другом, но все хотят построить здание – это будет буквально Вавилонская башня. То же самое может случиться с полностью децентрализованными системами управления, где каждая подсистема заботится только о своей конкретной задаче, возможно, в дальнейшем саботируя задачу другой подсистемы. Думайте о полностью децентрализованной системе управления как о неорганизованном беспорядке. Это похоже на проблему, с которой сталкиваются многие программисты, когда они программируют «снизу вверх». Они продолжают добавлять функции до тех пор, пока не останутся спагетти-коды, которые были собраны воедино, одна функция поверх другой.
Распределенные системы
Стоит отметить, что помимо наличия систем управления, принимающих решения, существует еще и проблема распределения. Распределенные системы могут переназначать контроллеры для выполнения разных задач. Распределенные централизованные системы управления, в которых один контроллер является «основным», а остальные по сути являются резервными, обеспечивают резервирование на случай, если основной контроллер необходимо отключить для обслуживания, обновлений или кибератак. В распределенных децентрализованных системах управления может быть не «основной» контроллер как таковой, а несколько резервных контроллеров, которые можно запрограммировать на лету для замены поврежденного, отключенного или зараженного контроллера.
Степень централизации
Хотя многие будут спорить в пользу той или иной системы, реальность такова, что спор идет не о сражении между централизованными и децентрализованными системами управления, а скорее о степени централизации. Например, в большом офисном здании топ-менеджеру может не понадобиться точно знать, как работает каждый продавец, как это может быть в небольшом, более централизованном бизнесе. Вместо этого они могут доверить менеджерам среднего и низшего звена передачу важной информации вверх по цепочке.
Так же и с системами управления, используемыми на производстве. Определенные решения лучше всего принимать на местах, где децентрализованные системы управления могут принимать быстрые решения, не сообщая о каждой детали централизованной системе управления. Вместо этого важная информация, такая как ошибки инструмента, может быть передана вверх по цепочке по мере необходимости.
© digitrode.ru