La specifica del controller è la fase più importante del processo di sviluppo per ogni applicazione di automazione industriale. Storicamente, alcuni controllori erano la scelta de facto per una particolare progettazione della macchina, che si trattasse di un controllore logico programmabile (PLC) o di un controllore di automazione programmabile (PAC) a seconda dell’area e dell’applicazione.
Questi dispositivi hanno eseguito adeguatamente nel corso degli anni e hanno favorito un “se non è rotto, non risolvere il problema” mentalità. Tuttavia, mentre i progressi nella tecnologia di automazione continuano ad accelerare, il controllo basato su PC offre una serie unica di opportunità che coprono un’ampia gamma di aree di applicazione e sta diventando un controller di scelta indipendentemente dall’applicazione.
Vantaggi del sistema di controllo basato su PC
Il più grande vantaggio di scegliere un sistema di controllo basato su PC si presenta sotto forma di scalabilità superiore in hardware e software. Ciò offre agli ingegneri un percorso di migrazione chiaro ed efficiente in quanto i progetti di macchine e impianti cambiano nel tempo. Ad esempio, alcuni produttori offrono una gamma di opzioni di controller da un processore entry-level a un processore ARM (RISC) Advanced Reduced Instruction Set computer, a una gamma di controller multi-core in più formati hardware, fino a un server industriale dotato di un processore a 36 core che consente il controllo di molti core.
Tutti questi eseguono software di controllo basato su PC per una serie di funzioni, tra cui PLC, controllo del movimento, sicurezza, interfaccia uomo-macchina (HMI), misurazione, monitoraggio delle condizioni e altre, in genere tutte su un unico dispositivo nel caso di controller multi—core. Inoltre, tutte le prestazioni multi-core della gamma di prodotti possono essere specificate in più forme, sia che si tratti di montaggio su guida DIN, montato su armadio o integrato con uno schermo HMI, tra le altre opzioni.
L’integrazione HMI in un dispositivo all-in-one si differenzia da un PLC o PAC per le opzioni di controllo basate su PC, poiché i dispositivi che integrano uno schermo per la visualizzazione sono pochi. Anche le opzioni di archiviazione a stato solido sotto forma di schede CFast (note anche come CompactFast) e dischi a stato solido (SSD) sono standard, riducendo il numero di parti in movimento e garantendo un’elevata affidabilità per applicazioni critiche. Man mano che un’operazione cresce e le esigenze di processo aumentano, i controller basati su PC possono essere facilmente scambiati con un modello più potente che utilizza la stessa piattaforma software. Questo scambio in genere comporta un semplice scambio di una scheda compact flash dalla vecchia unità con il nuovo controller e un riavvio del sistema. È richiesta poca o nessuna programmazione (a meno che non vengano aggiunte nuove funzioni), un vantaggio di un sistema di automazione basato su software.
L’utilizzo di software di automazione per gestire le attività specifiche dei controlli e l’esecuzione su hardware multipurpose basato su PC è diventato un punto di svolta per le aziende che cercano un ambiente di sviluppo e una piattaforma di controllo robusti, flessibili e facili da usare. Ad esempio, i produttori offrono software di controllo che corrisponde all’hardware basato su PC con diversi livelli di prestazioni per soddisfare le esigenze individuali di ogni applicazione, sia che siano richieste caratteristiche speciali nel movimento CNC (Computer Numerical Control) e nella cinematica robotica o per le funzioni PLC.
Inoltre, l’ambiente di ingegneria dell’automazione è integrato in Microsoft Visual Studio, rendendo il software molto familiare alla stragrande maggioranza dei programmatori e consentendo di condividere il lavoro di programmazione tra ingegneri di varie discipline, come i programmatori PLC tradizionali, i programmatori di informatica e gli specialisti di tecnologia dell’informazione (IT). Il riutilizzo dei codici è un must ed è qualcosa che gli ingegneri di controllo devono considerare quando si seleziona una nuova piattaforma di controllo. I blocchi funzione nei linguaggi di programmazione IEC-61131-3 o in altri linguaggi di programmazione orientati agli oggetti sono spesso disponibili in librerie specifiche dell’applicazione. Il riutilizzo del codice facilita un time – to-market molto più breve e progetti di macchine più flessibili per i produttori di apparecchiature originali (OEM), gli integratori di sistemi e gli utenti finali.
Piattaforme di controllo basate su PC per l’implementazione di IIoT
Ingegneri innovativi e dirigenti aziendali stanno rapidamente determinando che l’implementazione di Industrial Internet of Things (IIoT) e Industrie 4.0 concepts è un passo logico successivo alla creazione di imprese più connesse ed è una considerazione necessaria per gli aggiornamenti e lo sviluppo futuri. Con un PLC o altro hardware chiuso, aggiungere la comunicazione IoT diventa una proposta più difficile e in genere richiede l’aggiunta di hardware e software di terze parti da parte delle aziende IT per far funzionare tutto.
Con il controllo basato su PC, questo tipo di connettività era possibile prima che fossero coniate le parole d’ordine più importanti di oggi. Ancora più importante, la connettività può essere realizzata con poco o nessun hardware aggiuntivo perché la connettività Internet ed Ethernet è stata integrata nelle piattaforme di controllo basate su PC per decenni. Anche se un’operazione non è ancora pronta per fare il salto nelle acque di IIoT e Industrie 4.0, il controllo basato su PC fornisce la piattaforma di controllo più logica con un percorso di migrazione senza ostacoli per aggiungere livelli più elevati di connettività oggi o in qualsiasi momento in futuro.
Le già elevate esigenze di sistemi di controllo aumenteranno. Poiché gli ingegneri di impianti e i costruttori di macchine chiedono ai fornitori di controlli di fornire più funzionalità e connettività a un prezzo comparabile, i sistemi di controllo basati su PC flessibili e scalabili rappresentano l’opzione più economica e robusta.
Eric Reiner è uno specialista del mercato dei PC industriali presso Beckhoff Automation. A cura di Emily Guenther, associate content manager, CFE Media, Control Engineering, [email protected].
ULTERIORI CONSIGLI
Concetti chiave
- I vantaggi di un sistema di controllo basato su PC.
- Sistemi di controllo basati su PC per IIoT e Industrie 4.0.
- Come i sistemi di controllo basati su PC si adattano a ogni applicazione.
Considera questo
Quali sono le insidie nell’utilizzo di sistemi di controllo basati su PC?