GlitchyGlitch, la domanda che fai non ha una risposta semplice perché bisognerebbe analizzare nel dettaglio la storia del
PC e del
PLC.
Alcune informazioni te le ha già date
carlomariamanenti per cui aggiungo solo qualche dettaglio.
In passato l'
hardware tra
PC e
PLC era profondamente diverso.
E' evidente che mentre il mercato consumer del
PC richiede velocità ed innovazione continua quello del
PLC prevede una stabilità indiscutibile per cui le prestazioni venivano sacrificate in virtù di questa richiesta ineludibile.
A livello di microprocessori/microcontrollori si trovava di tutto e di più ma non era raro incappare in un
ASIC costruito
ad-hoc per una serie specifica di controllori.
Anche oggi esistono soluzioni di questo tipo per determinati
PLC ma sono sempre più rare ( uno degli ultimi esempi ormai in obsolescenza è il
PLC 7100 della
Profichip. )
La struttura di questi processori era il più delle volte completamente proprietaria.
All'inizio, vista la tipologia di componenti e le architetture, vi erano processori specifici per task specifici per cui sulla motherboard del
PLC trovavi il processore centrale quello di rete ecc.
Successivamente la tecnologia ha permesso di integrare il tutto in un unico
ASIC.
Per quanto riguarda le schede sul
rack del
PLC le cose erano leggermente diverse.
Infatti potevi trovare alcuni processori
Intel o
Motorola di vario tipo sia nelle schede di rete ( es. Profibus ) sia nelle schede analogiche o controllo assi ( si parla di oltre 20 anni fa ma in cantiere ci sono ancora ).
Ad un certo punto però si era creato un
gap enorme tra il costo dell'hardware del
PC ( consumer ) e quello del
PLC.
Qualcuno ha pensato di sfruttare la situazione per essere competitivo per cui ha iniziato a costruire dei
PLC con l'
hardware del
PC.
Questo non vuol dire che le piattaforme siano identiche e neanche che i processori siano identici.
Infatti i processori
industrial sono diversi da quelli
consumer a partire dal range di temperature esteso.
Inoltre devono garantire una presenza sul mercato di almeno 10 anni ( 15 meglio ) altrimenti nel mondo industriale non sarebbero presi in considerazione.
Le tecniche di dissipazione, a parità di processore, non sono paragonabili. Lo studio della dissipazione in un dispositivo industriale è molto critica e deve minimizzare la probabilità di rottura prematura del componente.
A livello di compatibilità
EMC i
test sugli apparati che soddisfano la normativa
IEC 61131-2 sono più gravosi rispetto a quelli di un
PC comune per cui anche lo sbroglio e le messe a terra delle schede devono essere fatte in modo completamente diverso rispetto al mondo
consumer.
La consistenza dei dati memorizzati in un dispositivo industriale generalmente obbliga il costruttore ad impiegare
filesystem completamente diversi da quelli di uso corrente in un
PC home.
Anche il salvataggio dello stato della macchina prima di uno
shutdown dovuto a mancanza di tensione deve essere controllato nel senso che non si può permettere che al riavvio la macchina non "ricordi" il contesto prima del
crash ( in alcuni contesti le schede prevedono a bordo dei circuiti di
micro-ups che consentono il salvataggio di tutti i dati indispensabili prima dello spegnimento ).
Inoltre devono essere presenti degli strumenti efficienti di
disaster recovery nel caso in cui ci sia una corruzione dei dati e soprattutto dei sistemi di
safe boot piuttosto complicati per evitare che sulla piattaforma venga installato
software non originale.
Ci sono altre 1000 differenze ( molte sull'alimentazione ) ma un unico
post non è sufficiente per fare una descrizione esaustiva.
Dal punto di vista
hardware sappi comunque che negli ultimi anni i
Cortex-A ed i
Cortex-M della
ARM spopolano.
Soprattutto le formulazioni ibride
Cortex-A + Cortex-M permettono in un unico sistema di scorporare la parte di supervisione (
Cortex-A ) dalla parte di controllo spinto (
Cortex-M ).
NOTA IMPORTANTE : Un processore
ARM per l'automazione ( es.
i.MX8 NXP ) non ha nulla a che vedere con un
ARM per il mercato
consumer ( es.
Snapdragon Qualcomm ) se non altro perché le periferiche integrate sono completamente diverse e sono rivolte ad applicazioni diverse ( la più importante è ovviamente la rete ethernet per il
fieldbus industriale )
Ebbene si, ultimamente si trovano molte macchine a costo decisamente basso che permettono di fare
controllo e supervisione su una unica piattaforma ( in passato non era così. Il
PLC si occupava del controllo mentre l'
HMI gestiva la supervisione, ed erano due macchine distinte ).
Questo non è merito solo dell'
hardware ma soprattutto del
software.
Infatti l'avvento di
patch o librerie
realtime per
Windows e
Linux hanno fatto proliferare questo tipo di piattaforme ( vi sono anche altri sistemi operativi ma diciamo che la maggior parte dei produttori utilizza questi due OS ).
Il problema fondamentale è come sempre la stabilità ed il
jitter.
Sul
jitter potremmo parlare per giorni e giorni ma sappi che è uno dei nemici pubblici numero uno nell'automazione ( soprattutto nel
motion control ).
Per fare il
tuning del sistema bisogna ottimizzare tutto comprese le parti più intime della macchina.
Per esempio lo
sharing delle
cache del processore è una delle spade di Damocle più temibili quando vuoi ottenere il determinismo dell'applicazione.
Giocare a
Fortnite richiede più potenza di calcolo rispetto al controllo di un
robot ma se nel videogame il frame arriva 500 microsecondi dopo non te ne accorgi mentre se in un
loop di forza perdi il controllo per lo stesso tempo ..... diciamo che è meglio che non succeda perché potresti distruggere l'oggetto che stai manipolando.
La nuova frontiera del
PLC moderno sembra puntare alla virtualizzazione totale. Per ora si vedono in giro solo alcuni timidi esperimenti ma a breve potremmo trovarci di fronte a queste nuove piattaforme. La flessibilità sarebbe enorme ma il
tuning del sistema un incubo. Inoltre diagnosticare la ragione di un evenutale
fault sarebbe come trovare un ago in un pagliaio. Diciamo che lato utente si potrebbero avere dei vantaggi ma lato costruttore la complessità del
design crescerebbe non poco ( questo è il motivo per cui spero che escano sul mercato dopo che avrò raggiunto quota 100!!!
)
E' comunque un discorso lunghissimo e magari lo facciamo un'altra volta se di interesse.