Postojalo je vreme, ne tako davno, kada je PLC važio kao jedina primenjiva opcija za kontrolu u industrijskoj automatizaciji. Danas inženjeri imaju više izbora u obliku industrijskih PC računara, “soft” PLC-a i panel PC računara koji oponašaju funkcionalnost PLC / HMI kombinacije. Inženjeri, koji su tome skloni, mogu izgraditi vlastite kontrolere na bazi Raspberry Pi pločice.
Uprkos pojavi ovih novih mogućnosti, još uvijek postoje mnogi opravdani razlozi za korištenje PLC-a. Ovde je deset najvažnijih.
1. Bezbrižnost
PLC i PC računari su prošli dug razvojni put od svojih skromnih početaka, ali postoji velika razlika u tome kako će se ta rešenja dalje razvijati, a to ima značajne implikacije za dugoročnu podršku. Kontrolisana evolucija PLC-a znači da proizvođači mogu pružati i pružaju podršku za svoje proizvode tokom dugog vremenskog razdoblja, u pogledu hardvera i softvera. To u slučaju Mitsubishi-a znači, da možemo, na primer, aplikacioni program, iz 20-godišnjeg FX PLC-a prebaciti u potpuno novi FX5U. Aplikacija na novom kontroleru može početi s radom skoro trenutno. Takvo nešto je nezamislivo pomoću rešenja baziranog na industrijskom PC-u.
Postoje mnoge grane industrije gde taj nivo podrške ne samo da je poželjan nego spada u osnovne zahteve. U industriji voda se vode razgovori da bi dobavljači trebali da osiguraju podršku za upravljačke sisteme u trajanju do 20 godina. Naravno upravljački hardver će se menjati tokom tog vremena, ali PLC korisnici mogu biti mirni znajući da će softver uvek biti prenosiv na najnoviji kontroler.
2. Urođena robusnost i pouzdanost
Savremeni industrijski PC osigurava stabilnu računarsku platformu i bilo bi nepravedno sugerirati da će se smrzavati i rušiti poput kućnog PC-a. Međutim, industrijski PC nije ni izbliza ravnopravan s PLC-om. Operativni sastav (na industrijskom PC-u) za rad u realnom vremenu izvršava se uz Windows OS i projektovan je da osigura isti nivo robusnosti kao kod procesorske jedinice PLC-a.
Kada bi PC radio u potpunoj izolaciji, možda bismo mogli zaključiti raspravu o pouzdanosti. Međutim, takav kontroler ne postoji; tu su periferije za spajanje, ulazi/izlazi prema mreži i ostale komponente za komunikaciju, od kojih svaki zahteva “drivere” učitane u računar. Hoće li “driveri” za sve te proizvode biti kompatibilni i temeljno testirani? Čini se malo verovatno. Problemi mogu nastati pri svakom ažuriranju “drivera”.
Povremeni padovi sistema na industrijskom računaru su neizbežni. Šta bi to moglo da znači za upravljanje procesom? S druge strane, kad ste zadnji put čuli za da je bilo potrebno resetovati PLC nakon pada sistema – verojatno nikada …
3. Proširivost i prilagodljivost
Brojčano najprodavaniji PLC, koji obuhvata najširi spektar aplikacija je onaj sa 40 ili manje U/I tačaka. U takvim aplikacijama, PLC predstavlja vrlo povoljno rešenje, mnogo povoljnije nego ekvivalentni sastav na bazi PC-a. Međutim, ta ista osnovna platforma je proširiva na nekoliko desetaka hiljada U/I tačaka, a korisnik ima mogućnost prebacivanja programa na veći PLC, koristeći isto programsko okruženje i prednosti potpuno modularnog hardvera.
Potencijal za prilagođenje PLC je ogroman, a načina proširenja funkcionalnosti je bezbroj, sve to bez potrebe za napuštanjem zajedničke platforme.
4. Programiranje
Čak i danas, na svakog inženjera koji završi fakultet i dobro vlada strukturiranim programskim jezicima i svakog inženjera vičnog C ili C ++, verojatno postoji preko deset onih koji žele koristiti samo “ladder” logiku, posebno za aplikacije s manjim brojem U/I tačaka.
Pored toga, postoje aplikacije koje su na početku jednostavne, možda pisane u “ladderu”, ali s vremenom rastu i razvijaju se koristeći proširivost PLC platforme, mogućnost pisanja upravljačkih programa u obliku strukturiranog teksta i jednostavno korišćenje funkcijskih blokova, što će uštedeti mnogo truda pri programiranju.
Mitsubishi nudi mogućnost programiranja PLC-a u C ++, i na taj način objedinjuje fleksibilnu hardversku platformu i programski jezik visokog nivoa. Naravno, te iste mogućnosti programiranja su dostupne na PC platformi, ali je nivo modularnosti, proširivosti i prilagodljivosti koje nude programski alati za PLC znatno viša.
5. Integracija s drugom opremom za automatizaciju
Mnogi inženjeri automatike, nemaju potrebe da rade izvan portfelja jednog dobavljača ukoliko dobavljač kao npr. Mitsubishi ima mogućnost da odgovori na svaki zahtev vezan uz HMI, frekventne regulatore, servo pogone, “motion” kontolere, “safety” aplikacije, robote, niskonaponsku opremu za distribuciju i upravljanje potrošnjom električne energije i CNC sisteme. Pošto su sve ove komponente dizajnirane da rade zajedno, inženjeri koriste sve prednosti „uključi i radi” integracije.
Postoje isporučioci industrijskih PC računara koji mogu da tvrde da nude sličan spektar proizvoda, ali ih sigurno nema mnogo. No, pravi izazov dolazi kada treba integrisati komponente različitih proizvođača.
Kod modernog PLC-a, integracija hardvera drugih proizvođača je jednostavan zadatak. Može li se isto reći za integraciju na PC platformu? Hoće li “driveri” za module drugih proizvođača sigurno da rade? Koliko će biti potrebno truda da se uloži za konfiguraciju? I možda još važnije, hoće li biti osigurana trajna kompatibilnost kroz celi radni vek upravljačke platforme?
6. Mogućnosti
Što se tiče snage i performansi, Mooreov zakon o razvoju računara se jednako odnosi na PLC kao na PC. Zaista mnogi ljudi zaboravljaju da je moderan PLC u suštini snažni računar. Najnoviji model Mitsubishi FX PLC-a je, na primer, 150 puta brži od prvobitnog.
Koliko je moćan moderni PLC postaje jasno kada pogledate brzinu izvršavanja instrukcija, koja kod najnovijih modela nudi vreme izvršavanja kraće od nano sekunde. Možda je PC moguće naterati na sličan učinak, ali PLC je ima čim ga otpakujete.
Zatim, tu je povećana brzina sabirnica i sposobnost brze sinhronizacije višestrukih U/I točaka, čime se postiže bolji odziv upravljačkog sistema. Nešto slično puno je teže postići izvan PLC okruženja.
7. Sigurnost
Dolaskom moćnih virusa kao što su Stuxnet, svi su shvatili da su i sistemi za automatizaciju postali mete, kao i da hakeri žele ugroziti poslovanje velikih kompanija ili vitalne komunalne usluge. Zbog poznatog operativnog sistema i ranjive mreže, računar može predstavljati “zadnji ulaz” upravljačkog sistema za onoga ko pokušava da provali.
Nasuprot tome, operativni sistemi PLC-a, znatno su manje vidljivi za spoljni svet i to je tradicionalni sloj zaštite od zloupotreba. To ne znači, da proizvođači PLC-a uzimaju sigurnost zdravo za gotovo. Mitsubishi, na primjer, omogućuje zaštitu programa lozinkom i različite nivoe pristupa za korisnike.
Dalje, daljinski pristup se može regulisati tako da se pravo na pristup dodeljuje samo za određene IP adrese. Na taj način se štiti PLC softver i ostatak upravljačkog sistema čak i kod jako umreženih aplikacija.
8. Intelektualna svojina
Ako razmotrimo pojam sigurnosti u širem smislu dolazimo do problema intelektualne svojine. Za preduzeća koja deluju na svetskom nivou, s globalnim razvojnim timovima ili isporučuju sisteme u instranstvo, problem predstavlja kopiranje softvera od strane trećih osoba, koje im omogućuje da vrlo brzo razviju jeftiniji konkurentski proizvod.
Kod svih upravljačkih platformi to je valjan razlog za zabrinutost, dok su proizvođači PLC napravili značajne korake za rešavanje tog problema. U proizvodima Mitsubishi, u hardver i softver se ugrađuje šifrovani kod, koji se može izvršiti u određenom trenutku. To može značiti da je sistem otvoren za programere i integratore sve do kraja puštanja u pogon, a nakon toga se uključuje zaštita sistema od daljnje interakcije.
9. Održavanje
Svaki sistem automatizacije, bez obzira na platformu, zahteva rutinsko održavanje; npr. kontrolu hardvera ili nadogradnju softvera, postupno proširenje u skladu sa potrebama aplikacije ili čak zamenu neispravnih komponenti. Lakoća kojom se to može postići je glavna odlika PLC-a. Programi i postavke za sve komponente mogu biti smešteni na SD kartici preko slota na procesorskom modulu.
Čak i u slučaju ispada procesorskog modula PLC-a, moguća je brza zamena, a izvorni program se učitava sa sigurnosne kopije na SD kartici. Ponovno pokretanje aplikacije je vrlo brzo.
U isto vrijeme, nema potrebe za stalnim ažuriranjima firmware-a koji muče sisteme bazirane na PC-u i sa sobom nose stalnu brigu da će se sistem srušiti zbog nekompatibilnosti. Sama činjenica da je računar višenamenski sistem jedan je od njegovih najvećih nedostataka u automatizaciji procesa.
10. Smanjeni IT zahtevi
Jedno od pitanja u bilo kojem sistemu automatizacije, pogotovo kada dolazi do integracije nivoa proizvodne automatizacije i viših nivoa, jest raspodela odgovornosti između inženjera zaduženih za automatizaciju i IT tima. Tu može dolći do tenzija, ali još važniji problem je gotovo neizbežno međusobno nerazumijevanje.
Kod automatizacije bazirane na PLC-u, granice između automatike i IT-a su čiste uz malu ili nikakvu potrebu za angažmanom IT tima na nivou automatizacije proizvodnje. Dalje, pomoću rešenja poput Mitsubishi MES modula koji se priključuju na matičnu ploču PLC-a i pružaju direktnu vezu s bazama podataka na višim nivoima, celi slojevi PC računara mogu u potpunosti biti eliminisani iz sistema, što granicu između upravljačkog i informatičkog sistema čini jasnijom.
Vidimo, dakle, da postoji mnogo razloga zbog kojih će PLC ostati temelj upravljačkih sistema, čak i ako ne uzmemo u obzir pitanja poput redundantnosti, sigurnosti itd. Valja napomenuti i sposobnost modernog PLC-a da obavlja mnoge složene matematičke funkcije koje su u prošlosti mogle biti izvršavane jedino na sistemu baziranom na PC-računaru.
Naravno, izbor odgovarajućeg rešenja treba napraviti prema zahtevima svakog pojedinog sistema automatizacije, no PLC nudi mnogo razloga da bude izabran kao platforma.
Više informacija: INEA SR d.o.o., Ul. Karađordjeva 12/217, 11300 Smederevo, Republika Srbija, Telefon: + 381 64 68 55 187 ili +381 69 1722 724, http://www.inea.rs