Maggio 2014
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Automazione e Strumentazione
CONTROLLORI EVOLUTI
speciale
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NON SOLO PLC E DCS. LE SOLUZIONI DI CONTROLLO DEL FUTURO
I controllori di automazione per applicazioni complesse
restano incentrati sui tradizionali sistemi PLC e DCS, ma
all’orizzonte si affacciano nuovi paradigmi di controllo
basati su PAC, virtualizzazione, CPS e ICT.
Il sistema cardine nel controllo industriale resta
sicuramente il PLC. Oltre che affidabile, il PLC è
facile da programmare e riscuote successo in tutti
i settori dove la produzione è diversificata o sog-
getta a frequenti variazioni. Grazie alla sua flessi-
bilità, il PLC ha un ciclo di vita che si sviluppa
nell’arco di decenni, al punto da essere diventato
sostanzialmente una commodity. Parallelamente
allo sviluppo dei controllori logici programmabili,
si sono susseguite varie ondate di innovazione:
dall’automazione basata su PC negli anni ’80,
all’automazione distribuita negli anni ’90, alle
nuove tecnologie ICT degli ultimi due decenni.
L’avvento della miniaturizzazione, dei fieldbus e
delle reti ICT ha permesso di estendere i sistemi
di controllo distribuiti direttamente sugli impianti,
aumentandone i livelli di flessibilità e potenza.
L’automazione distribuita si è ulteriormente svi-
luppata grazie a soluzioni hardware e software
mutuate dal mondo dei personal computer, che
hanno messo a disposizione funzionalità avanzate
a costi e complessità ridotti. In questi passaggi i
sistemi di automazione hanno preso spunto da tec-
nologie e feature nate per altri mercati di massa,
adattandole poi alle esigenze di controllo e produ-
zione industriali.
In ogni caso nella maggioranza delle automazione
complesse (task multipli, elevata pericolosità,
grandi quantità e variabilità dei dati), il sistema
di controllo deve possedere ulteriori doti di robu-
stezza, tolleranza ai guasti, capacità di adattamento
e riconfigurabilità automatica in tempo reale.
Un processo industriale complesso può compren-
dere anche decine di loop di regolazione, i cui
parametri devono periodicamente essere aggior-
nati per far fronte a mutate esigenze produttive o
ambientali. La possibilità di affidare tale opera-
zione a
controllori adattativi
(basati su opportuni
algoritmi di controllo, dispositivi di emergenza,
sistemi diagnostici) significa, in molte situazioni
concrete, un sostanziale incremento di efficienza
e produttività.
PAC e virtualizzazione
Negli ultimi decenni, la complessità e le presta-
zioni dei controlli sono effettivamente cresciute,
ma si è verificata pure una perdita di quote di
mercato dei fornitori di sistemi DCS (Distributed
Control Systems) che teoricamente hanno capa-
cità computazionali superiori. Solo le industrie di
processo “pure” (oil&gas, chimica) sono rimaste
fedeli ai DCS, ma neppure troppo. Ne sono la
prova la diffusione di sistemi PAC, PAS, PLC,
Controllori Web, SoftPLC, PLC Embedded, IPC
presso industrie pesanti come cementifici, accia-
ierie, impianti di biocarburanti ecc.
Con l’avvento dei PAC e sistemi affini, lo scena-
rio nell’automazione di processo è notevolmente
cambiato. Dal punto di vista delle performance un
PAC, o un moderno sistema di controllo similare,
può eseguire algoritmi complessi con tempi di
ciclo fino a dieci volte inferiori rispetto a un DCS.
Grazie all’interoperabilità, al supporto multipro-
collo e a tool software flessibili, i controllori di
nuova generazione sono in grado di coprire mol-
teplici esigenze: applicazioni SCADA, funzioni
di regolazione predittive, operazioni aggiuntive
come la preparazione di ricette, il convogliamento
e il confezionamento.
Un sistema PAC è insomma i molti casi la scelta
migliore per impianti “ibridi” e applicazioni com-
plesse, e non solo per l’industria di processo. Con
funzionalità integrate di regolazione, posizio-
namento, controllo del movimento, trattamento
degli I/O, robotica, sistema di visione e safety, i
PAC costituiscono un unico sistema di gestione
per l’intero impianto. Sistema capace di sostitu-
ire DCS, PLC, controllore del movimento e con-
trollore di sicurezza. Il tutto utilizzando un solo
ambiente di sviluppo, un solo database e una sola
υ
Sistema PAC (National Instruments)
Armando Martin
Controllori performanti
per applicazioni complesse
