Komputer przemysłowy jako PLC – czy to możliwe?

Z tego artykułu dowiesz się:

  • jakie możliwości otwiera zastosowanie komputera przemysłowego w roli PLC,
  • jakie są ograniczenia takiego rozwiązania,
  • w jakich sytuacjach warto rozważyć zastosowanie komputera przemysłowego w roli PLC.

Pytanie, czy sterownik PLC można zastąpić komputerem przemysłowym, jest jednym ze najstarszych dylematów w historii automatyki. Równie długa jest historia sporów na ten temat pomiędzy inżynierami. Pomimo upływu lat zarówno pytanie, jak i towarzyszący mu spór, pozostają wciąż aktualne. Postęp technologiczny sprawił jednak, że dziś na rozwiązania SoftPLC trzeba patrzyć zupełnie inaczej, niż kiedyś.

SoftPLC to sterownik PLC, który ma postać oprogramowania (aplikacji), uruchomionego na komputerze przemysłowym. Po co stosować takie rozwiązanie, zamiast po prostu wdrożyć „zwykły” sterownik? Można wymienić kilka powodów, dla których warto je rozważyć.

Rys. 1. Rozwiązanie SoftPLC do sterowania osią SoftMotion, zrealizowane w oprogramowaniu Codesys. Źródło: ASTOR

Sprawdź jak wykorzystać komputer przemysłowy jako sterownik PLC w praktyce w kolejnym odcinku ,,Jak skonfigurować Astraada PC z EtherCAT jako Soft PLC za pomocą Codesys

PC w roli PLC to większa wydajność i moc obliczeniowa

Po pierwsze, komputer przemysłowy zapewnia znacznie większą moc obliczeniową. Wydajność sterowników PLC nie jest porównywalna do wydajności komputerów, które wyposażone są w nowoczesne procesory i dużą ilość pamięci RAM. Nie ma to znaczenia w przypadku prostych programów sterujących, natomiast wszędzie tam, gdzie potrzebna jest duża moc obliczeniowa, komputer przemysłowy może okazać się znacznie lepszym rozwiązaniem. Ważne jest również to, że kod aplikacji w przypadku PC może być (częściowo lub nawet w całości) pisany w językach wysokiego poziomu (np. C lub C++), co dodatkowo zwiększa możliwości tworzenia programów realizujących nawet najbardziej skomplikowane zadania.

Rys. 2. Komputer przemysłowy PC BOX Astraada PC AS56E811. Źródło: ASTOR.

Rozbudowane możliwości komunikacyjne

Drugim uzasadnieniem dla zastosowania PC w roli PLC może być ułatwienie integracji w ramach bardziej rozbudowanego systemu. Komputer ma po prostu większe możliwości komunikacyjne. Jest to szczególnie widoczne, jeżeli komunikacja odbywa się z wykorzystaniem protokołów wykorzystujących sieć Ethernet. Do komputera możemy łatwo podpiąć różne oddalone urządzenia, w tym układy wejść/wyjść. Komputer przemysłowy ma zwykle dwie karty sieciowe i może obsługiwać wszystkie popularne protokoły oparte na TCP/IP. Zapewnia to łatwy dostęp do wszystkich podpiętych urządzeń, a nawet możliwość szybkiej konfiguracji każdego z nich. Równie łatwo możemy połączyć taki komputer z innymi stacjami roboczymi, działającymi np. w ramach systemów informatycznych, takich jak MES czy ERP.

Rys. 3. Porty komunikacyjne komputera przemysłowego BOX Astraada PC AS56E811. Źródło: ASTOR.

Komputer przemysłowy PC jako PLC zapewnia większą funkcjonalność

Komputer PC zastosowany w roli PLC umożliwia zintegrowanie w jednej aplikacji funkcjonalności, które dotąd były realizowane przez kilka osobnych urządzeń. Rozwiązanie takie pozwala aplikacji sterującej np. na bezpośredni dostęp do baz danych, zarządzanie recepturami, łatwe zapisywanie i odczytywanie plików, wizualizacje czy wysyłanie e-maili (np. alarmowych). Prostsza jest też integracja z nadrzędnymi systemami informatycznymi (np. biznesowymi). Jeżeli nawet tego typu zadania można zrealizować na PLC, to zazwyczaj jest to dużo trudniejsze, znacznie bardziej pracochłonne lub możliwe tylko w ograniczonym zakresie.

Astraada PC Standard + AVEVA Edge 2020 Embedded HMI Runtime

9 890 PLN  7989  PLN

PC jako PLC – spojrzenie z drugiej strony

Skoro zastosowanie komputera PC w roli sterownika PLC ma tak istotne zalety, to można zapytać: po co nam w takim razie w ogóle PLC? Dlaczego nie stosować PC w każdej sytuacji?
Należy wyraźnie zaznaczyć, że komputer przemysłowy może realizować funkcję sterowania PLC, ale nie jest sterownikiem i nigdy nie będzie działał dokładnie tak samo, jak sterownik.

Rys. 4. Sterownik PLC Astraada One w szafie sterowniczej w zakładzie produkcyjnym. Źródło: ASTOR

Po pierwsze, ze względu na wykorzystanie standardowego sytemu operacyjnego rozwiązania SoftPLC wciąż nie są deterministyczne, w odróżnieniu od sterowników PLC, zapewniających deterministyczne działanie w czasie rzeczywistym. Właśnie z tego względu stosowanie PC w roli PLC ma wciąż wielu przeciwników. Oczywiście nie należy zapominać, że wydajność obecnych komputerów oraz niezawodność systemów operacyjnych jest dziś znacznie większa, niż np. 20 lat temu. Wciąż jednak nie można powiedzieć, że nie ma pod tym względem różnicy między PC a PLC.

Po drugie, zastosowanie komputera w roli sterownika stawia zupełnie nowe wyzwania w zakresie zapewnienia bezpieczeństwa aplikacji. Ze względu na fakt, że nasz „sterownik” jest de facto komputerem, jest on podatny na wszystkie wynikające z tego zagrożenia. Mówiąc w ogromnym uproszczeniu – do komputera znacznie łatwiej się włamać (by np. wykraść dane lub storpedować jego działanie), niż ma to miejsce w przypadku PLC. Kwestii tej trzeba poświęcić wiele uwagi i zagwarantować odpowiedni poziom zabezpieczeń.

Rys. 5. Rodzina urządzeń sterujących Emerson Industrial Automation&Controls. Źródło: Emerson.

Po trzecie, komputer przemysłowy nie posiada wbudowanych układów wejść/wyjść, co wymusza stosowanie zewnętrznych układów łączonych za pośrednictwem sieci przemysłowej. Sprawia to, że szczególnie w mniejszych i mniej rozproszonych aplikacjach sterownik, który może integrować moduły I/O w jednej obudowie, pozostaje najbardziej racjonalnym wyborem.

Co wybrać: PC czy PLC?

Odpowiedź na tak postawione pytanie jest bardzo prosta: to zależy. W wielu aplikacjach zastosowanie konwencjonalnego sterownika PLC jest całkowicie wystarczające i ekonomicznie uzasadnione. Są też oczywiście takie aplikacje, w których PLC jest niezastąpiony z innych względów, np. wymagań związanych z deterministycznym działaniem lub łatwości zastosowania modułów wejść/wyjść. Gdy jednak zaczynamy odczuwać ograniczenia możliwości sterownika, na przykład w zakresie mocy obliczeniowej lub integracji z systemami informatycznymi, zastąpienie go komputerem przemysłowym jest rozwiązaniem, które warto brać pod uwagę i przemyśleć.

Poczytaj więcej o komputerach przemysłowych Astraada PC

Sprawdź ofertę komputerów w naszym sklepie internetowym

Sprawdź jak wykorzystać komputer przemysłowy jako sterownik PLC w praktyce

  • Jak skonfigurować Astraada PC z EtherCAT jako Soft PLC za pomocą Codesys Runtime
  • Czy ten artykuł był dla Ciebie przydatny?

    Średnia ocena artykułu: 5 / 5. Ilość ocen: 3

    Ten artykuł nie był jeszcze oceniony.

    Mateusz Leszczyński
    Mateusz LeszczyńskiAbsolwent Akademii Górniczo-Hutniczej, wydziału Inżynierii Mechanicznej i Robotyki (kierunek Mechatronika – projektowanie mechatroniczne).

    Specjalista ds. Systemów Sterowania i Automatyki Przemysłowej. Konsultant i trener w zakresie sterowników programowalnych i terminali Astraada One (ECC2000, DC2000, EC1000, ET2000), sterowników Horner, paneli operatorskich Astraada.
    Posiada techniczne doświadczenie w zakresie systemów sterowania, sieci przemysłowych oraz systemów typu SCADA.

    Opublikuj

    Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.

    Czytaj więcej