أخبار

قدمت شركة ميتسوبيشي إلكتريك (Mitsubishi Electric) وحدة التحكم MELSEC MX Controller، وهي منصة جديدة لوحدة التحكم الآلي القابلة للبرمجة مصممة لدمج التحكم التسلسلي ومعالجة الحركة واتصالات الشبكة ضمن بنية معالج مركزي متعدد النواة واحد. وتطرح الشركة وحدة التحكم هذه كبديل لهياكل الآلات التي تعتمد تقليديًا على وحدات تحكم منطقية قابلة للبرمجة (PLCs) منفصلة، ووحدات تحكم في الحركة، وأجهزة اتصالات.

تهدف المنصة الجديدة إلى بناة الآلات ومُكاملي الأنظمة الذين يعملون في التطبيقات التي تحتاج فيها الحركة المتزامنة والشبكات المحددة والتحكم التقليدي في وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) إلى العمل معًا. وتستهدف شركة ميتسوبيشي إلكتريك بشكل خاص قطاعات مثل التعبئة والتغليف، ومناولة المواد، وتصنيع الإلكترونيات، وغيرها من بيئات الإنتاج الآلية ذات متطلبات الحركة المتزايدة التعقيد.

تُعد قابلية التوسع ميزة رئيسية لمنصة MELSEC MX. وقد قسمت ميتسوبيشي إلكتريك النطاق إلى عائلتين: MELSEC MX-R للأنظمة الأكبر حجمًا المبنية على بنية أجهزة MELSEC iQ-R، و MELSEC MX-F للآلات الأكثر إحكامًا التي تستخدم أجهزة MELSEC iQ-F. وبناءً على الطراز، تدعم المنصة ما بين ثمانية و256 محورًا قابلاً للتحكم.

تم تصميم عائلة MX-R للآلات الكبيرة وخطوط الإنتاج المتكاملة. وتشمل تشكيلتها MXR300-16، MXR300-32، وMXR300-64، التي تدعم 16، 32، و64 محورًا على التوالي. في الطرف العلوي من النطاق، يوسع الطرازان MXR500-128 وMXR500-256 سعة الحركة إلى 128 و256 محورًا قابلاً للتحكم.

تدعم جميع طرازات MX-R CC-Link IE TSN، وهي تقنية إيثرنت صناعية من ميتسوبيشي إلكتريك للاتصالات المحددة والتحكم المتزامن. ويهدف الجمع بين السعة المحورية العالية والشبكات الحساسة للوقت إلى معالجة التطبيقات التي يمكن أن يؤثر فيها تنسيق الحركة وتوقيت الشبكة بشكل مباشر على أداء الآلة.

تستهدف عائلة MELSEC MX-F الأصغر الآلات المستقلة وأنظمة الأتمتة المدمجة. تشمل تكوينات CC-Link IE TSN طرازات MXF100-8-N32 وMXF100-16-N32، التي تدعم ثمانية و16 محورًا. وقد حددت ميتسوبيشي إلكتريك أيضًا متغيرات مصدر الخرج، بما في ذلك MXF100-8-P32 وMXF100-16-P32، لتكون متاحة في المستقبل.

بالنسبة للمرافق التي اعتمدت معيار EtherCAT، أضافت ميتسوبيشي إلكتريك الطرازين MXF100-8-N32-EC وMXF100-16-N32-EC. توفر هذه المتغيرات اتصال EtherCAT مع الحفاظ على نفس المفهوم الأساسي لـ MX-F، مما يمنح بناة الآلات خيارًا آخر عند دمج وحدة التحكم في الشبكات الصناعية الحالية.

تُعد هذه البنية مهمة لأنها تتيح لبناة الآلات التعامل مع أحجام مختلفة من الآلات بفلسفة تحكم مشتركة. فبدلاً من اختيار وحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة (PLC) تقليدية لمنطق التسلسل، ووحدة تحكم حركة مخصصة للمحاور المنسقة، وأجهزة شبكة إضافية لتبادل البيانات، صُممت وحدة التحكم MX Controller لجمع هذه الوظائف معًا.

المعالج المركزي متعدد النواة هو أساس هذا النهج. وتذكر ميتسوبيشي إلكتريك أن معالجة التسلسل والتحكم في الحركة ومعالجة الشبكة يمكن أن تعمل في وقت واحد، مما يسمح بمعالجة أعباء عمل التحكم المختلفة ضمن بنية وحدة التحكم نفسها.

بالنسبة لمشاريع الأتمتة المعقدة، يمكن أن يقلل هذا من عدد أجهزة التحكم المطلوبة داخل الخزانة الكهربائية. كما أن عددًا أقل من وحدات التحكم يمكن أن يعني عددًا أقل من واجهات الاتصال، وتقليل تزامن الأجهزة البينية، وتصميم نظام أبسط بشكل عام. وبالنسبة لبناة الآلات، لا تقتصر الفائدة بالضرورة على تقليل الأجهزة؛ فالحفاظ على بيئة برمجة وهندسة مشتركة يمكن أن يبسط أيضًا عملية التشغيل والصيانة المستقبلية.

تم تصميم وحدة التحكم MELSEC MX Controller للعمل مع أجهزة MELSEC iQ-R و iQ-F المعيارية الحالية من Mitsubishi Electric. يمنح هذا التوافق المستخدمين طريقة لدمج تقنية وحدة التحكم الجديدة دون الحاجة بالضرورة إلى استبدال منصة تحكم مثبتة بأكملها. يمكن أن تظل الوحدات الأساسية الحالية، ومصادر الطاقة، والوحدات المتوافقة جزءًا من النظام اعتمادًا على التكوين المختار.

يمكن أن يكون هذا النهج ذا صلة بشكل خاص للمصنعين الذين يقومون بتحديث الآلات القائمة. غالبًا ما تتضمن ترقيات الأتمتة الصناعية توازنًا بين قدرات التحكم الجديدة والحاجة إلى الحفاظ على البنية التحتية المجربة للمدخلات/المخرجات (I/O) والطاقة والخزانة. يوفر التوافق مع أجهزة MELSEC القائمة مسارًا محتملاً للترحيل بدلاً من طلب إعادة تصميم كامل لنظام التحكم.

تُعد بيئة الهندسة جزءًا مهمًا آخر من استراتيجية Mitsubishi Electric. يتم برمجة وحدة التحكم MELSEC MX Controller باستخدام GX Works3، وهو نفس برنامج الهندسة المستخدم مع عائلات وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) iQ-R و iQ-F من Mitsubishi Electric.

يمكن أن يقلل دمج تطوير التسلسل والحركة في بيئة هندسية واحدة من التعقيد المرتبط بالمشاريع التي يتم فيها التعامل مع برمجة PLC وبرمجة الحركة تقليديًا من خلال أدوات منفصلة. يمكن للمهندسين العمل بهيكل مشروع مشترك أثناء تطوير منطق التحكم التقليدي جنبًا إلى جنب مع وظائف الحركة.

تدعم المنصة لغات برمجة IEC 61131-3 و وحدات وظائف الحركة PLCopen، مما يمكن أن يساعد فرق الهندسة في الحفاظ على أساليب البرمجة المألوفة وإعادة استخدام أجزاء من منطق التطبيق الحالي. بالنسبة للشركات المصنعة الأصلية التي تنتج متغيرات متعددة للآلات، يمكن أن يكون هذا مفيدًا بشكل خاص عندما تحتاج بنية برمجية مشتركة إلى التوسع عبر عدد مختلف من المحاور.

تُعد الشبكات ذات أهمية متساوية للمنصة. توفر CC-Link IE TSN إمكانات اتصال حتمية للتطبيقات التي يكون فيها تبادل البيانات المتزامن مهمًا. كما قامت Mitsubishi Electric بدمج EtherCAT في طرازات MX-F المختارة، مما يسمح لعائلة وحدات التحكم المدمجة بمعالجة الآلات المبنية بالفعل حول بنى حقول قائمة على EtherCAT.

تزداد أهمية القدرة على دمج حركة مرور التحكم في الوقت الفعلي مع الاتصالات الموجهة بالمعلومات، حيث يقوم المصنعون بربط الأتمتة على مستوى الآلة بأنظمة إنتاج ذات مستوى أعلى. من المتوقع أن تتبادل منصات التحكم الحديثة ليس فقط المدخلات/المخرجات (I/O) وبيانات الحركة ولكن أيضًا معلومات الإنتاج والتشخيصات وظروف التشغيل وغيرها من البيانات على مستوى الآلة.

تُدرج ميتسوبيشي إلكتريك اتصال OPC UA وتكامل MES ضمن إمكانات منصة MELSEC MX. هذه الوظائف توسع دور وحدة التحكم إلى ما يتجاوز مهام PLC التقليدية وتضعها كجزء من بنية بيانات صناعية أوسع نطاقًا.

تدعم وظائف التشخيص وتسجيل البيانات والتحليل المدمجة أيضًا المتطلبات المتزايدة لسهولة الوصول إلى معلومات الآلة. فبدلاً من التعامل مع جمع البيانات كطبقة منفصلة تُضاف بعد تصميم نظام التحكم، تدمج بنية MX معالجة المعلومات في بيئة وحدة التحكم.

تُعد الأمن السيبراني مجالًا آخر عالجته ميتسوبيشي إلكتريك. وتُدرج الشركة إمكانات التشفير والمصادقة والتحكم في الوصول للمنصة، مع تصميم يهدف إلى دعم المتطلبات المرتبطة بمعيار IEC 62443-4-2.

لقد أصبح الأمن السيبراني الصناعي اعتبارًا متزايد الأهمية مع تزايد ترابط وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLCs)، ووحدات التحكم في الحركة، وواجهات الآلة البشرية (HMIs)، وشبكات المصانع. يجب أن تحمي وحدة التحكم التي تجمع بين وظائف التحكم والشبكات كلاً من التكنولوجيا التشغيلية والبيانات التي تنتقل بين مستويات مختلفة من نظام الأتمتة.

لذلك، تعكس بنية MELSEC MX تحولًا أوسع في الأتمتة الصناعية نحو منصات تحكم متكاملة. فبدلاً من التعامل مع منطق التسلسل، والحركة، والاتصال، واكتساب البيانات، والأمن السيبراني كوظائف منفصلة تمامًا، يُتوقع من وحدات التحكم الحديثة بشكل متزايد تنسيق أعباء العمل هذه ضمن بيئة حوسبة مشتركة.

على سبيل المثال، بالنسبة لمعدات التعبئة والتغليف عالية السرعة، قد تحتاج وحدة التحكم إلى تنسيق محاور مؤازرة متعددة مع إدارة أجهزة الاستشعار، وتسلسل الآلة، واتصالات الشبكة، وبيانات الإنتاج في وقت واحد. يمكن أن تقدم أنظمة مناولة المواد متطلبات مماثلة، خاصة عندما تكون الناقلات، والآليات الروبوتية، والحركة المتزامنة موزعة عبر آلة كبيرة.

يمثل تصنيع الإلكترونيات مجال تطبيق محتمل آخر. تتطلب معدات الإنتاج غالبًا تنسيقًا دقيقًا للحركة، وتوقيتًا قابلاً للتكرار، واتصالات عالية السرعة، وبيانات مفصلة عن الآلة. يمكن أن تقلل بنية وحدة التحكم الموحدة عدد عناصر التحكم المستقلة مع توفير بيئة مشتركة لبرمجيات الآلة.

يوضح الطراز MXR500-256 الراقي، بدعمه لما يصل إلى 256 محورًا قابلاً للتحكم، المكان الذي ترى فيه ميتسوبيشي إلكتريك أن المنصة تتناسب مع أنظمة الأتمتة الأكبر. وفي الطرف المقابل، تسمح طرازات MX-F ذات الثمانية محاور بتطبيق نفس المفهوم العام على الآلات المستقلة الأصغر حجمًا.

يمكن أن يجعل هذا النطاق منصة MELSEC MX جذابة للشركات المصنعة للمعدات الأصلية (OEMs) التي تسعى إلى تحقيق قدر أكبر من التوحيد القياسي عبر عائلات الآلات. قد تتمكن الشركة التي تنتج عدة تكوينات للمعدات من استخدام بنية MX-F للآلات المدمجة والانتقال نحو أجهزة MX-R مع زيادة عدد المحاور وتعقيد النظام.

كما يسلط هذا التقديم الضوء على كيفية استمرار تضييق الفجوة بين التحكم في وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) والتحكم في الحركة. ففي الماضي، غالبًا ما كانت تطبيقات الحركة المعقدة تتطلب وحدات تحكم مخصصة أو وحدات حركة متخصصة جنبًا إلى جنب مع وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة الرئيسية. ومع التقدم في المعالجة متعددة النوى وشبكات إيثرنت الصناعية المحددة، أصبح دمج هذه الوظائف عمليًا بشكل متزايد.

يرتكز نهج ميتسوبيشي إلكتريك مع وحدة التحكم MELSEC MX Controller على هذا الدمج. الهدف ليس فقط زيادة أداء وحدة المعالجة المركزية، ولكن تنسيق أعباء عمل التحكم المختلفة ضمن منصة واحدة مع الحفاظ على التوافق مع نظام MELSEC البيئي الثابت للشركة.

بالنسبة لمهندسي الأتمتة، ستعتمد القيمة العملية في نهاية المطاف على متطلبات التطبيق، وعدد المحاور، وتخطيط الشبكة، ووظائف الحركة المدعومة، والتوافق مع الوحدات والأجهزة الميدانية الموجودة. ومع ذلك، توفر البنية استجابة واضحة للطلب المتزايد على التحكم المتكامل في وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة والحركة، خاصة في الآلات التي يكون فيها الحركة المتزامنة والشبكات في الوقت الفعلي أساسيين لأداء الإنتاج.

تضع وحدة التحكم MELSEC MX Mitsubishi Electric أيضًا جنبًا إلى جنب مع اتجاه أتمتة صناعية أوسع نطاقًا حيث تتطور منصات وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) إلى منصات حوسبة أتمتة أكثر قوة. ومع سعي المصنعين لتبسيط بنى الآلات مع إضافة الحركة واتصال البيانات والأمن السيبراني، أصبح الفصل التقليدي بين وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة ووحدات التحكم في الحركة ووحدات التحكم في الشبكة الصناعية أقل وضوحًا.

بالنسبة للمؤسسات التي تستخدم بالفعل أنظمة MELSEC iQ-R أو iQ-F، قد يكون التوافق مع الأجهزة الحالية أحد أهم جوانب المنصة الجديدة. فبدلاً من تقديم نظام بيئي للتحكم منفصل تمامًا، تعمل Mitsubishi Electric على توسيع بنيتها الحالية في وحدة تحكم مصممة للتعامل مع مجموعات أكثر تطلبًا من المنطق والحركة والشبكات ومعالجة المعلومات.

والنتيجة هي منصة تهدف إلى منح بناة الآلات مرونة أكبر في تصميم أنظمة أتمتة قابلة للتوسع، بدءًا من المعدات المدمجة ذات الثمانية محاور إلى الآلات الكبيرة التي تتطلب تحكمًا منسقًا عبر مئات المحاور.

بالنسبة للمهندسين الذين يقيّمون وحدة التحكم MELSEC MX Controller، ستكون الاعتبارات الرئيسية على الأرجح هي عدد المحاور المطلوبة، والاختيار بين CC-Link IE TSN و EtherCAT، وأجهزة MELSEC الموجودة، ومتطلبات أداء الحركة، وبنية الشبكة، ومستوى التكامل المطلوب بين التحكم في الآلة وأنظمة التصنيع ذات المستوى الأعلى.

تمثل المنصة الجديدة في نهاية المطاف تحرك ميتسوبيشي إلكتريك نحو بنية أتمتة أكثر توحيدًا، حيث يمكن إدارة التحكم في التسلسل، والحركة المنسقة، والشبكات الصناعية، ومعالجة البيانات، والأمن السيبراني ضمن وحدة تحكم وبيئة هندسية مشتركة.

المرجع الرسمي للمصنع: أتمتة مصانع ميتسوبيشي إلكتريك

كتب بواسطة: دانيال ميرسر — كاتب تقني متخصص في الأتمتة الصناعية، يتمتع بخبرة تزيد عن عقد من الزمان في تغطية بنيات PLC، وأنظمة الحركة، وشبكات إيثرنت الصناعية، وهندسة التحكم. يركز عمله على تحويل التطورات المعقدة في الأتمتة إلى معلومات عملية للمهندسين، والشركات المصنعة للمعدات الأصلية (OEMs)، ومُكاملي الأنظمة، وفرق المشتريات الصناعية.