Il mercato dei Programmable Automation Controller

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La linea di confine tra i PAC e i tradizionali PLC continua a essere sostanzialmente ridefinita non solo dalle applicazioni ma anche da fattori chiave quali connettività in rete, costi ed esigenze software.

Secondo alcuni, il termine “PAC” non sarebbe altro che un semplice acronimo usato dal marketing per indicare un PLC con maggiori prestazioni. Quali sono invece i principali elementi differenzianti di un PAC rispetto a un PLC?

Mirco Sparaventi, Marketing Tex Computer, ci evidenzia che dal punto di vista prettamente tecnico la principale differenza è insita nel sistema operativo: «Nel PLC si occupa prevalentemente di logica, matematica e comunicazione delegando completamente a terzi la gestione di altri aspetti complessi dell’automazione quali l’interfaccia HMI e il Motion Control, mentre nel PAC gestisce complessivamente tutto. Di conseguenza la differenza tra i due controllori si nota anche a livello hardware perché nel PAC tutti i dispositivi per la gestione delle periferiche sono generalmente integrati in un’unica piattaforma e condividono la stessa memoria operativa». Secondo Andrea Coerezza, Account Manager GE Intelligent Platforms, il PAC è per definizione un oggetto che presenta una maggiore complessità e offre tutta una serie di funzionalità rispetto a un PLC standard. «Ma la vera domanda», ci sottolinea, «É se si possa ancora parlare di PLC standard. Tralasciando prodotti a catalogo ormai consolidati, che molti produttori di automazione continuano a proporre per evidenti ragioni di continuità, l’offerta attuale si basa sempre più su tecnologie e soluzioni che superano le vecchie barriere del PLC. Che si tratti di software di programmazione o di hardware dedicati, il “nuovo” PLC assume oggi un aspetto inedito: partendo dal presupposto che siano presenti reti di comunicazione di alto livello, dalle Ethernet industriali alla TCP/IP, e che sia possibile programmare con strumenti tradizionali o linguaggi importati dal mondo IT quali Java e C#, il PLC moderno è quasi sempre un PAC. C’è di più: le nuove architetture hanno superato il concetto di PAC introducendo quello di Controller». Stando a Coerezza, ancora una volta, non si tratta di un semplice acronimo marketing, ma di un concetto necessario per indicare ulteriori elementi di differenziazione, come la presenza di un elevato numero di sottoreti contemporanee di comunicazione o l’uso di versioni wireless delle stesse; l’integrazione agevole con MES aziendali, la diagnostica del sistema (intuitiva e integrata), la possibilità di utilizzare più sistemi operativi nonché ambienti di programmazione, la “Cloud Automation” contestuale all’utilizzo di moderni Tablet o dispositivi mobile per la gestione del sistema. «Tutte queste considerazioni sono state fatte proprie da GE con il proprio basket di prodotti perfettamente integrati tra loro: hardware per automazione e supervisione, MES e SCADA, sistemi di diagnostica e storicizzazione e gestione dei dati, fino alla più recente piattaforma collaborativa, su Cloud, per lo sviluppo di applicazioni di automazione». Pietro Guagliardo, Media Coordinator di National Instruments Italy, premesso che la sua azienda è stata tra le prime a sposare la definizione di PAC data da ARC Advisory Group, afferma che questo sistema ha saputo presentarsi come “soluzione” all’eterno conflitto tra PC industriale e PLC, rispondendo all’esigenza di progressiva integrazione e fusione degli aspetti positivi di queste due piattaforme: «Da un lato la robustezza, affidabilità e capacità di funzioni logiche ad accesso immediato del PLC, dall’altra le potenzialità di effettuare elaborazione a virgola mobile, di disporre di bus ad alta velocità di I/O, quali il PCI ed Ethernet, di salvare dati su supporti non volatili tipici del PC. Il PAC ha saputo integrare la flessibilità del PC con le caratteristiche industriali del PLC, superando i limiti del personal computer come sistema di controllo, legati principalmente al sistema operativo, non deterministico e quindi non sempre affidabile come performance, e alla robustezza che un PC non può avere». Simone Gaia, Technical Media Consultant di SISAV, Sistemi Avanzati Elettronici, ci ricorda che il PAC prevede un’architettura PC, con CPU X86 fanless che di fatto supera la scarsa integrabilità del PLC grazie alla possibilità di caricare a bordo tramite CF sistemi operativi quali XP Embedded, CE 5.0, CE 6.0, Linux, da cui un più alto livello di interpretazione della logica di comando con la possibilità di programmare con linguaggi quali C, C++,; NET, VB, C#, l’applicativo che effettuerà il controllo sul processo. Inoltre la porta VGA consente il collegamento diretto di un monitor durante la fase di debug del software specifico che si sta sviluppando, e un’altra feature che rende il PAC una risposta innovativa al PLC, è vasta gamma di dispositivi di I/O, locali e remoti, sia digitali che analogic, che si possono collegare. Un terzo aspetto importante riguarda la comunicazione dei dati rilevati, che può avvenire via Ethernet dato che il PAC possiede questo tipo di interfaccia. «Alla luce di quanto detto, è possibile definire la soluzione per il controllo a bordo macchina PAC “based” come di tipo “aperto”, potendo dialogare con il mondo esterno senza la necessità di canali di comunicazione creati ad hoc.  Queste caratteristiche, unite al fatto che un PAC può lavorare anche in un range di temperatura estesa, ne fanno una soluzione che presenta margini di modularità e di dialogo maggiori rispetto alla tecnologia PLC “based”, anche con risorse che nel tempo possono variare, per esempio per upgrade del sistema da controllare». Marco Viganò, Motion & Drive Product Marketing Manager di Omron Electronics, afferma che un PAC non è semplicemente un PLC evoluto, ma molto di più: è un controllore che consente di gestire con un’unica CPU logica, Motion, robotica, safety e visione artificiale. È inoltre un dispositivo che consente una programmazione standard IEC 6-1131-3 e PLC-Open e che normalmente ha un unico software di sviluppo dell’applicazione.  «Questo significa poter gestire completamente la macchina e l’impianto da un solo tool: configurare la rete e i dispositivi collegati, nonché programmare tutte le parti dell’applicazione, inclusi il Motion, la robotica e la sicurezza, e anche il controllo qualità con i sistemi di visione». Da Schneider Electric viene puntualizzato che l’automazione industriale per il controllo di processo e la gestione di macchine e impianti richiede sempre più soluzioni integrate e aperte agli standard industriali. Questo significa mettere a disposizione dell’utente un controllo multi-funzionale del campo, con una semplice connettività e accesso ai dati di processo, il tutto possibilmente, con un unico hardware e software. L’offerta PAC va incontro a queste esigenze perché combina la solidità tradizionale del PLC con le funzionalità e prestazioni evolute ma anche con un’apertura a quelle che sono le tecnologie standard di mercato. «PAC è un termine spesso usato erroneamente per indicare PLC dalle funzionalità avanzate e tempi di scansione molto brevi», sottolinea Antonio Gallo Toro, Product Manager PLC & Advanced Solutions di Mitsubishi Electric. «In realtà questo nome si riferisce a tecnologie che consentono di unire le velocità di un controllo PC-based con quelle di robustezza di un controllo PLC. Nella sua accezione più estesa un PAC è un sistema multidiscliplinare che presenta alcune caratteristiche peculiari come la modularità, un vasto range di moduli di espansione, apertura della connettività sia verso shop-floor che verso sistemi gestionali, sistemi di programmazione evoluti e alta velocità di esecuzione task».

Nelle applicazioni che richiedono frequenze di ciclo più elevate l’architettura PAC può permettere un approccio più efficace rispetto al PLC.

Le applicazioni

Da recenti analisi di mercato si evidenzia che un l’utente che si indirizza a soluzioni integrate va verso i PAC, mentre l’utente cui servono componenti individuali di automazione per produrre macchine non complesse e standalone, va sui PLC. Siete d’accordo con questa affermazione?

Sparaventi (Tex Computer) ritiene obsoleto il concetto di macchina standalone dato che ormai si va decisamente verso l’internet delle cose che ingloberà ogni dispositivo intelligente in una rete di comunicazione mondiale. «Quindi, se nel breve termine ci sarà ancora la distinzione tra PLC e PAC, tra qualche anno il dispositivo che ora identifichiamo come PLC dovrà per forza evolversi in una delle due possibili direzioni: diventare un PAC o trasformarsi in un semplice relè intelligente». Coerezza (GE Intelligent Platforms) concorda sul fatto che i PAC sono direzionati verso applicazioni che richiedono una più elevata integrazione, anche se poi analizzare quali siano le applicazioni che più si addicono al PAC è complesso, stante la sua versatilità; a volte il discrimine potrebbe essere rappresentato dal costo, sebbene sempre più spesso il progresso tecnologico ci abitua ad avere di più pagando meno. Il PLC mantiene il suo vantaggio in applicazioni dove la stabilità del sistema è prioritaria rispetto ad altri requisiti. «La nostra esperienza in quasi dieci anni di piattaforme PAC sul mercato», ci dice Guagliardo (National Instruments), «Porta ad affermare che nelle applicazioni che richiedono frequenze di ciclo più elevate, algoritmi di controllo avanzati, ingressi e uscite analogiche di precisione, accurate e calibrate, e una migliore integrazione con le reti aziendali, l’architettura del PAC può permettere un approccio più efficace, risolvendo queste esigenze con strumenti più flessibili rispetto al PLC». Secondo Gaia (SISAV), anche la tecnologia di controllo e monitoraggio basata sui PAC sta vivendo, come tutte le tecnologie che possiedono una filosofia di pensiero “nuovo”, il confronto con quella che è la sicurezza e la garanzia consolidata dell’antagonista PLC based soluzione ormai “matura” che presenta elementi di comprovato valore ma anche limiti tecnologici che la rendono, per alcune tipologie di applicazioni, non sufficientemente performante a causa di una scarsa versatilità quest’ultima invece vero proprio valore aggiunto nella tecnologia PAC based. Viganò (Omron Electronics) ribadisce che Il grande vantaggio dei PAC è la possibilità di gestire tanti dispositivi diversi con un unico hardware e un unico software. «È quindi naturale che le soluzioni integrate siano il terreno più adatto ai PAC, ma è altrettanto vero che ormai anche ad applicazioni semplici servono funzionalità avanzate di integrazione, quindi il PAC è a tutti gli effetti il futuro dell’automazione. Secondo noi i PAC troveranno quindi sempre maggior sviluppo anche nelle macchine semplici e stand alone». Con l’acronimo PLC, ci viene detto da Schneider Electric, si faceva riferimento a un controllore compatto o modulare in grado di gestire una logica I/O locale, spesso chiuso come ambiente di sviluppo e come comunicazione verso l’esterno (fieldbus proprietari). Con l’acronimo PAC in realtà si vuole prendere quella che è l’esperienza tecnologica acquisita con i PLC, migliorandola e integrandola nel contempo a quelle che sono le necessità di performance, funzionalità e architetturali proprie di tutte le applicazioni di automazione. Sempre più anche singole macchine, che nascono per gestire lavorazioni stand alone, si integrano o si dovranno integrare in una filiera automatizzata, scambiano i propri dati di lavorazione con HMI locale o si dovranno interfacciare con sistemi informatici anche di livello IT per l’ottimizzazione dei costi di produzione. Per rendere accessibili all’utilizzatore queste funzionalità e quelle che saranno le innovazioni future, il PAC è la soluzione, sottolineata anche da quello che è il trend di mercato. Gallo Toro (Mitsubishi Electric) afferma che la matura tecnologia PLC consente oggi di rispondere alle esigenze applicative di semplici macchine automatiche stand-alone come di complesse linee dove la gestione di reti diventa essenziale. «Ma l’attuale richiesta del mercato non si ferma qui e la contemporanea necessità di Motion Control, networking, tracciabilità diretta dei dati di produzione, sistemi di visione, e altro ancora, richiede l’integrazione di altrettante tecnologie e sistemi multidisciplinari. Da qui la nascita dei PAC».

 

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