Porównanie sterowników PLC, PAC i IPC

Sterowniki logiczne PAC, systemy PLC i komputery przemysłowe IPC to urządzenia, które wyróżniają się charakterystycznymi właściwościami oraz różnią się od siebie funkcjonalnością. Obecnie jednak różnice pomiędzy nimi ulegają zatarciu i wybór jednego z rozwiązań technologicznych staje się skomplikowany. Warto zatem przyjrzeć się, czym charakteryzuje się każdy z wymienionych elementów i gdzie znajduje zastosowanie.

Automatyka przemysłowa i wykorzystywane rozwiązanie sterujące

Przemysłowe systemy sterowania są wykorzystywane do prowadzenia automatyzacji pracy maszyn i całych linii produkcyjnych. Takie modernizacje wykonuje się w celu podniesienia jakości gotowych produktów oraz poprawy efektywności procesu wytwarzania. Dzięki ograniczeniu zaangażowanie operatorów maszyn w proces wytwórczy można również uniknąć błędów i zminimalizować ilość strat.
 

Systemy sterowania w automatyce przemysłowej składają się z:

• kontrolerów PAClub sterowników PLC, które są odpowiedzialne za wykonywanie algorytmu sterującego,
• układów wejść–wyjść zbierających sygnały obiektowe,
• komputerów przemysłowych IPC,
• systemów SCADA lub paneli operatorskich HMI odpowiedzialnych za wizualizację i zadawanie parametrów pracy.

Takie układy mogą występować w wielu różnych konfiguracjach. Obecnie można również zaobserwować tendencję do zacierania się różnic pomiędzy nimi. Nie są one już tak wyraźne, jak jeszcze kilkanaście lat temu.
 

Sterowniki PAC, IPC i PLC w automatyce

Podstawowym elementem każdego systemu automatyki przemysłowej są sterowniki. Mogą one występować w wersji PLC lub PAC. Pierwsze z nich cechują się uniwersalnością zastosowania, dlatego mogą być wykorzystywane do obsługi małych i średnich systemów o różnej specyfice. Zapewniają proste i szybkie sterowanie, a ich modyfikacja nie jest tak kosztowna jak innych systemów.Może jednak być dość uciążliwa do przeprowadzenia.

Duże i średnie systemy najczęściej sąoparte na sterownikach PAC, ponieważ dają one większe możliwości rozbudowy oraz są bardziej wydajne. Również charakteryzują się uniwersalnością oraz elastyczną architekturą. Mogą być stosowane w autonomicznych układach o charakterze rozproszonym, w tym takich, które muszą zagwarantować niezawodność oraz odporność na awarie.

IPC to z kolei komputery przemysłowe (Industrial Personal Computers). Takie urządzenia to zakryte konstrukcje wyposażone w zewnętrzny zasilacz. Wdraża się w nich specjalne rozwiązania, które zwiększają ich odporność na trudne warunki pracy, takie jak wysoka temperatura, wilgoć, zapylenie i wibracje. Sterowniki IPC dawniej wyraźnie różniły się od PLC, jednak obecnie ich technologia jest podobna.

Sprawdź, czym charakteryzuje się każdy z opisanych elementów i jak wykorzystuje się go w praktyce.

Urządzenia PLC – czym są?

PLC (Programmable Logic Controllers) należą do najpopularniejszych urządzeń sterujących w automatyce przemysłowej. Są to małe komputery z modułowymi komponentami zaprojektowanymi do automatyzacji procesów. Jak wygląda budowa sterownika PLC?

System PLC ma wymaganą dla określonego obiektu liczbę wejść i wyjść, które przyjmują sygnały z czujników. Na ich podstawie urządzenie wykonuje zadany program.

Wejścia sterownika dzieli się na analogowe oraz cyfrowe. Do tych pierwszych doprowadzane są sygnały ciągłe, prądowe albo napięciowe. Są one zależne od zmian wielkości fizycznych — na przykład temperatury mierzonej przez dołączone sensory. Sygnały analogowe zostają następnie przekształcone w urządzeniu w postać cyfrową.

Jeśli planujesz zakup sterownika PLC, weź pod uwagę taką liczbę wejść i wyjść, która umożliwi Ci jego rozbudowę w przyszłości.

Zastosowanie programów PLC

Sterowniki PLC ułatwiają wykonywanie powtarzalnych czynności i właśnie stąd wynika ich duża popularność. Poza sterowaniem maszynami albo procesami według zaprogramowanego algorytmu PLC spełniają również funkcję diagnostyczną i autodiagnostyczną. Mogą również dbać o bezpieczeństwo systemu. PLC są bardzo uniwersalne. Stosuje się je w wielu różnych dziedzinach przemysłu, w tym między innymi w:

• energetyce,
• transporcie,
• branży petrochemicznej i chemicznej,
• przemyśle spożywczym.

Programy PLC są wykorzystywane również w budownictwie i rolnictwie. Można je spotkać także w systemach sterowania sygnalizacją świetlną, windami czy schodami ruchomymi. Są także stosowane w technologiach domów inteligentnych.

Do zalet PLC z pewnością można zaliczyć:

• niezawodność,
• odporność na trudne warunki pracy,
• skalowalność,
• kompaktowość,
• modułowość.

Ostatnia cecha sprawia, że sterowniki można rozbudowywać wraz ze zwiększającymi się potrzebami. Przykładem takiego działania może być wzbogacenie systemu PLC o moduł ważący. Dostarcza on napięcie wzbudzenia, odczytuje odpowiedź czujnika, a następnie ją przetwarza, przekazując do PLC gotową informację o aktualnej masie obiektu.

Sterownik PAC – czym się charakteryzuje?

Różnice pomiędzy sterownikami PAC i PLC coraz bardziej się zacierają, choć specjaliści są zgodni co do tego, że pierwsze z nich będą odgrywały coraz większą rolę w systemach automatyki przemysłowej. Jest tak dlatego, że PAC są bardzo elastyczne i łatwe w programowaniu. Z pewnością również wraz z upływem czasu ich ceny będą stawać się bardziej przystępne.

Kontrolery PAC są wielofunkcyjne i charakteryzują się wielozadaniowością. Modułowa budowa sprawia, że idealnie sprawdzają się w nowoczesnych aplikacjach przemysłowych, zwłaszcza w ramach Przemysłu 4.0. Złożone systemy sterujące to obszar, w którym PAC znajdują swoje zastosowanie i są doceniane ze względu na swoje właściwości.

PAC – co to jest i jak działa?

Sterowniki PAC mają wszystkie cechy systemów PLC, jednak charakteryzują się pewnymi dodatkowymi zaletami. Chodzi głównie o to, że są zaprojektowane do znacznie większych i rozproszonych systemów sterowania. Świetnie sprawdzają się w takich zastosowaniach, jak duże linie pakujące, dyskretne systemy sterowania w zakładach produkcyjnych oraz zarządzanie procesem technologicznym w dużych fabrykach.

Dostępne funkcjonalności sterowników PAC są bardziej rozbudowane niż w przypadku programów PLC. Mogą również zostać lepiej dobrane do określonej aplikacji. Bardzo dobrze nadają się do:

• sterowania procesem technologicznym,
• sekwencjonowania,
• przetwarzania wsadowego,
• sterowania poszczególnymi urządzeniami.

Możliwości są bardzo duże, jednak należy pamiętać, że wyspecjalizowane listy poleceń zużywają bardzo dużo mocy obliczeniowej. Dlatego sterownik PAC musi mieć odpowiednie parametry, by wykonywać polecenia poprawnie.

IPC – co to jest?

IPC to przemysłowy komputer osobisty, czyli Industrial Personal Computer.Tego typu urządzenia były wykorzystywane już w latach 90. przez firmy z branży automatyki projektujące platformy programowe emulujące pracę sterowników PLC. Działały one na zwykłych komputerach typu PC.

Od tego czasu poczyniono jednak ogromne postępy. Obecnie w branży przemysłowej wykorzystuje się specjalne komputery – wzmocnione i przystosowane do pracy w trudnych warunkach. Stosuje się również bardziej stabilne systemy operacyjne.

IPC – co to jest i jak jest zbudowane?

IPC, czyli komputer przemysłowy, odróżnia się od standardowego przede wszystkim swoją budową. Materiał obudowy IPC musi być wytrzymały na szeroki zakres temperatur pracy. Musi również być odporny na korozję, działanie substancji chemicznych i uszkodzenia mechaniczne. Najczęściej do produkcji IPC wykorzystuje się stal nierdzewną i aluminium.

Wentylatory w takich komputerach ustępują miejsca chłodzeniu pasywnemu. Zapobiega to przedostawaniu się do wnętrza pyłów i wilgoci, a także zwiększa odporność na drgania.

Magnetyczne dyski twarde w IPC zastępuje się natomiast półprzewodnikowymi nośnikami danych. Są to głównie dyski SSD i karty pamięci Flash. Takie elementy mają wyższą niezawodność i wytrzymałość na trudne warunki środowiskowe.

Czym różnią się IPC od programów PLC?

Komputery przemysłowe IPC działają na platformach PC, dlatego mogą korzystać z bardziej nowoczesnych procesorów i większych zasobów pamięci niż standardowe sterowniki PLC.

W przypadku komputerów IPC często na tym samym urządzeniu może być uruchamiana aplikacja HMI i program obsługujący układ automatyki. Dzięki temu można zredukować koszty zakupu sprzętu.

Jaki system sterowania wybrać – PLC, PAC czy IPC?

Nie ma jednoznacznej odpowiedzi na pytanie o to, który z systemów lepiej się sprawdzi. Przed podjęciem decyzji należy wziąć pod uwagę takie czynniki, jak:

• budżet na modernizację,
• chęć modyfikacji systemu w przyszłości,
• rozmiary planowanego projektu,
• możliwość wdrożenia certyfikatów bezpieczeństwa.

Warto przy tym zachować maksymalny stopień obiektywności i nie kierować się stereotypami, które nie ominęły także branży automatyki przemysłowej.

Można spotkać się z opinią, że PLC są wygodne i niezawodne, ale jednocześnie ograniczone. Z kolei o PAC mówi się, że są nowoczesne i wszechstronne, ale jednocześnie niestabilne i zawodne. IPC zarzuca się, że są podatne na wirusy, tak jak komputery przeznaczone do domowego użytku.

Nie ma sensu kierować się takimi opiniami, jeśli nie są poparte faktami i twardymi danymi. Każdorazowe zastosowanie nowego rozwiązania powinno zostać poprzedzone dogłębną analizą potrzeb. Rozważ, jakie funkcjonalności są potrzebne w Twoim zakładzie i który z systemów najlepiej im sprosta. Nie wahaj się również korzystać z pomocy ekspertów. To osoby, których zadaniem jest udzielenie Ci odpowiedzi na każde pytanie dotyczące sterowania automatyką w przemyśle. Wezmą pod uwagę wszystkie istotne dla Ciebie aspekty, aby wesprzeć Cię w dokonaniu trafnego wyboru.

Warto także mieć świadomość, że istnieje możliwość skorzystania z rozwiązań hybrydowych, czyli połączenia sterowników PAC,PLC i komputerów IPC w jednym systemie. W podjęciu prawidłowej decyzji dotyczącej projektu może pomóc także doświadczony integrator systemów.