AES_5 2022

CONTROLLO Speciale 82 Giugno - Luglio 2022 n Automazione e Strumentazione PLC vs. Pac La differenza principale tra un PLC e un Pac è che un Pac è simile a un PLC ma con caratteristiche aggiuntive di flessibilità e comunicazione integrata. Un IPC può eseguire lo stesso software che si trova su un Pac, ma con tutte le caratteristiche di un PC. Detto altrimenti, i PLC sono tipicamente usati per controllare un numero relativamente piccolo di I/O, analogici o discreti, e in un PLC l’I/O fisico è spesso strettamente accoppiato al linguaggio di programma- zione e all’hardware del PLC stesso. I PLC possono comunicare con dispositivi di rete come i drive, ma spesso è necessario aggiungere moduli aggiuntivi per espandere le loro capacità. D’altra parte, una caratteristica tipicamente associata a un Pac è la sua capacità di essere programmato in linguaggi diversi dalla logica ladder. Linguaggi come il testo strutturato, i diagrammi a blocchi funzione e i diagrammi di flusso possono essere utilizzati per pro- grammare un Pac. La memoria è tipicamente basata sui tag, mentre in un PLC la struttura della memoria è basata perlopiù sugli indirizzi. Le memorie basate sugli indirizzi, che si possono trovare nella maggior parte dei PLC, sono dotate di una gamma predefinita di interi, timer o indirizzi booleani. Viceversa, un controllore basato su tag non è limitato ad usare solo gli intervalli di indirizzi pre- determinati e permette di creare facilmente variabili mnemoniche a seconda delle necessità. I Pac tendono anche a essere modulari e a usare pro- tocolli di comunicazione standard in modo da poter comunicare in modo efficiente con un’ampia varietà di dispositivi di rete come I/O remoti, pannelli, azio- namenti e applicazioni di sicurezza. IPC vs. Pac e PLC Un terzo tipo di controllore, l’IPC, può essere pro- grammato per eseguire lo stesso software di con- trollo usato su un Pac, ma funziona su un computer industriale completo e un sistema operativo dif- fuso come Windows o Linux. I PLC sono adatti per le macchine autonome perché sono robusti e semplici, il che rende più facile per il personale operativo la risoluzione dei problemi grazie allo schematismo della logica ladder, piutto- sto che con i linguaggi di programmazione dei PC spesso usati nei Pac e negli IPC. I Pac sono comunemente preferiti per il controllo di processi più grandi, l’integrazione di sicurezza, il motion control, la gestione di I/O distribuiti e le comunicazioni di rete. Un IPC offre gli stessi vantaggi di un Pac ma con ancora più capacità aggiunte, come quella di eseguire middleware . È possibile gestire database, conver- titori di protocollo, gestori di ricette e persino sof- tware Scada e Mes sullo stesso IPC utilizzato come controller di automazione. Ma c’è anche un piccolo compromesso da mettere in atto nel sistema operativo dal momento che gli IPC richiedono interventi suWin- dows o Linux e per ottenere alte prestazioni o deter- ministiche , mentre un Pac o un PLC le assicurano fin dall’inizio. In definitiva, bisogna scegliere il tipo di controllore che permette di ottenere il design migliore e più sem- plice per l’applicazione. Per una macchina autonoma, un PLC può essere la scelta giusta. Ma se si vuole affrontare anche il movimento e la sicurezza o il con- trollo dell’I/O remoto, un Pac è spesso la strada da percorrere. Infine, se c’è bisogno di aggiungere altre funzioni e software oltre a quello che può fare un Pac, allora la scelta può cadere su un IPC . IEC 61499, uno standard del passato con un grande futuro Con l’avanzare del Cloud networking e dei Big Data i controllori si spingono a generare analisi predittive , diagnostiche e di supporto alle decisioni molto accu- rate. In questa chiave sta ritrovando nuova linfa una ‘vec- chia’ conoscenza, lo standard IEC 61499 introdotto per la prima volta nel 2005. Questo standard sostiene la creazione di moduli software standardizzati e testati per specifiche funzionalità di controllo. Niente di nuovo in termini assoluti. Ma si tratta di un approc- cio in linea con le attuali pratiche di programmazione per piattaforme PLC e DCS . Grazie a IEC 61499, lo scopo di istanziare moduli software testati non è solo quello di creare un controllo di processo più efficace, ma anche un livello più elevato di prontezza operativa. In sostanza possono essere eseguiti task distribuiti su piattaforme hardware multiple e diversificate. Per esempio, gli attuali azionamenti a velocità variabile (VFD) possono eseguire cicli di controllo proporzio- nale-integrale-derivativo (PID) o logiche personaliz- zate, comunicandole via Ethernet a piattaforme PLC e DCS. La creazione di veri sistemi di controllo distribuiti for- niti da dispositivi di campo autonomi interconnessi è dunque a portata di mano e con essa la tanto discussa integrazione IT-OT. Di fatto introducendo l’IoT a livello di dispositivo di campo e con l’uso di protocolli come OPC UA , MQTT e TSN , si approda a un’auto-