PC Based vs. PLC

[TFI]

Aggiungo l'opinione aziendale spero sia da spunto per qualcuno per immettere le sue idee. Grazie mille.

L'opinione che sento in azienda, la descrivo come mia, è quella che:
1) Il PC industriale ora in prestazioni, a parità di costi è di gran lunga migliore di un qualsiasi PLC (senza fare riferimento a nessuna marca in particolare ma parlando di possibilità tecnologiche).
2) Il PC può supportare più processi in contemporanea, con il multitasking, mentre il PLC a mio parere no.
3) Si possono utilizzare bus di campo per gestire un motion control.
4) La gestione di motion control è fatta già da HW interni al PC industriale.
5) La robustezza strutturale è garantita da chip affidabili quanto o quasi quelli testati per i PLC, e da soluzioni tipo il disco fisso a stato solido (anche molto più capiente della attuali memorie per i PLC).
6) L'affidabilità di programma è data da programmi su sistemi operativi in real time (che non crashano e non danno la schermata blu).
7) Il raffreddamento è fatto da dissipatori grandi quanto il PC per eliminare le ventole (parti mobili poco affidabili)
La velocità/potenza di calcolo è molto superio grazie anche all'uso del multicore.
9) Il gap di passaggio per i programmatori da PLC a PC industriale è molto facilitato, se già automatico grazie all'uso per entrambi (considerando i PLC più nuovi) del linguaggio standard (dal 1993) IEC 1131-3.
10) Il passaggio al PC industriale importa in un unica soluzione, prima divisa in 2, sia il PLC normale che l'uso delle schede a micro processore (indispensabili prima del PC industriale per attuare il motion control).
11) Per gli utilizzatori delle schede a micro processore (intendo i progettisti) abituati a scrivere in C++ si può usare sempre il solito PC industriale però programmato senza il sistema operativo real time (interfaccia per gli utilizzatori abiutati al PLC), diciamo usando un linguaggio di programmazione più vicino alla macchina, ad un minore livello di astrazione.
12) Il PC industriale è più standard rispetto ad un PLC quindi si possono scegliere le parti migliori da diverse case costruttrici senza problemi di errata codifica per quando riguarda la scrittura del codice su di esso.
13) Il PLC prima del IEC 1131-3 (e spesso anche dopo) è molto proprietario, quindi spesso non si possono cambiare i fornitori di PLC perché bisognerebbe che i programmatori imparassere un altro metodo di programmazione.

Poi basta, altri motivi non me ne vengono in mente.
Se qualcuno non è d'accordo (oppure lo è) o comunque intende dire la sua su questo post, magari approffondendo i punti da me immessi (oppure immettendone di nuovi) a me farebbe davvero un gran piacere, dato che devo fare una ricerca più estesa possibile.
Grazie mille a tutti del proprio contributo.

[Ivan_Iamoni]

1) Il PC industriale ora in prestazioni, a parità di costi è di gran lunga migliore di un qualsiasi PLC (senza fare riferimento a nessuna marca in particolare ma parlando di possibilità tecnologiche).
E' vero sotto certi aspetti del profilo prestazionale , ma non economicamente , ma va sempre visto e considerato il tipo e livello di applicazione in cui si devono impiegare , il PLC per tutti quei settori di automazione di basso e medio livello è di gran lunga più conveniente di un PC panel.
2) Il PC può supportare più processi in contemporanea, con il multitasking, mentre il PLC a mio parere no.
[color=#0000F]La CPU 312 , che citavi ad esempio , no , ma sul mercato ti ricordo che vi sono modelli di PLC con multitasking e doppia CPU ridondante.[/color]
3) Si possono utilizzare bus di campo per gestire un motion control.
Anche con i comuni PLC
4) La gestione di motion control è fatta già da HW interni al PC industriale.
Su questo dubito fortemente , devo leggere meglio ciò che posso recuperare sul panel PC in questione.
5) La robustezza strutturale è garantita da chip affidabili quanto o quasi quelli testati per i PLC, e da soluzioni tipo il disco fisso a stato solido (anche molto più capiente della attuali memorie per i PLC).
Nessun problema sulla capienza della memoria , è senza dubbio avvantaggiato , mentre dovresti essere più preciso per quello che intendi come robustezza strutturale.
6) L'affidabilità di programma è data da programmi su sistemi operativi in real time (che non crashano e non danno la schermata blu).
Questo problema non sussiste nei PLC in quanto del tutto privi di sistema operativo.
7) Il raffreddamento è fatto da dissipatori grandi quanto il PC per eliminare le ventole (parti mobili poco affidabili)
Questo problema non sussiste nei PLC in quanto quasi del tutto privi di sistema di raffreddamento ad aria forzata , salvo alcuni specifici modelli.
La velocità/potenza di calcolo è molto superio grazie anche all'uso del multicore.
Ripeto che se paragonato alla 312 ( il modello più scarso della serie 300 , Si , ma se prendiamo a titolo di esempio modelli di fascia superiore , NO.
9) Il gap di passaggio per i programmatori da PLC a PC industriale è molto facilitato, se già automatico grazie all'uso per entrambi (considerando i PLC più nuovi) del linguaggio standard (dal 1993) IEC 1131-3.
Chi intendi tu per programmatori ? Chi sviluppa il codice di interfaccia ? Chi sviluppa la logica di controllo? Chi scrive i dati di processo della macchina? Ciarisci di quale figura professionale parliamo.
10) Il passaggio al PC industriale importa in un unica soluzione, prima divisa in 2, sia il PLC normale che l'uso delle schede a micro processore (indispensabili prima del PC industriale per attuare il motion control).
No , salvo diverse specifiche un PC industriale , non viene venduto già provvisto di schede "motion control" lo renderebbe troppo Embedded , ti pare?.
11) Per gli utilizzatori delle schede a micro processore (intendo i progettisti) abituati a scrivere in C++ si può usare sempre il solito PC industriale però programmato senza il sistema operativo real time (interfaccia per gli utilizzatori abiutati al PLC), diciamo usando un linguaggio di programmazione più vicino alla macchina, ad un minore livello di astrazione.
??????.
12) Il PC industriale è più standard rispetto ad un PLC quindi si possono scegliere le parti migliori da diverse case costruttrici senza problemi di errata codifica per quando riguarda la scrittura del codice su di esso.
Forse intendi dire che è più flessibile nella sua configurazione , permettendo di usare schede di provenienza diverse ?.
13) Il PLC prima del IEC 1131-3 (e spesso anche dopo) è molto proprietario, quindi spesso non si possono cambiare i fornitori di PLC perché bisognerebbe che i programmatori imparassere un altro metodo di programmazione.
Ogni dispositivo è proprietario e lo è anche il PC industriale , non credere poi in questa grande elasticità nei linguaggi di programmazione , sistemi operativi e piena compatibilità con i driver delle schede di diversi fornitori , interfacciare dispositivi diversi di diverse famiglie e diversi fornitori è il peggior mal di testa che si possa immaginare , con rimpallo di responsabilità da parte di tutti .

Poi basta, altri motivi non me ne vengono in mente.

A me ne viene ancora qualcuno , il PC industriale , usa un sistema operativo :
14) Quindi prevede una licenza d'uso , n. PC = n. licenze.
Un PLC no , come dicevo non ha un sistema operativo , l'unico onere è la licenza di programmazione per l'uso del programma di editor , uno solo per infiniti PLC.

15)Un sistema operativo , subisce delle modifiche , degli aggiornamenti , dei service pack , degli hotfix.

16)Un PC panel non può essere (salvo specifici) modelli al pari di un PLC nelle certificazioni di sicurezza per alcune applicazioni speciali.

17)Ad un PLC cambi una scheda , anche se sei un falegname , i PC panel che ho visto , sono di gran lunga più complessi come manutenzione.

Comunque il paragone non regge.........
Sono due dispositivi troppo diversi , un PC panel include l'interfaccia grafica , un PLC da solo no , un PLC può operare in ambienti estrememente gravosi , dal punto di vista EMC e dal punto di vista termico o polveri , un PC panel no.
Bisogna sceglere due prodotti simili , un PC panel Siemens ed un PC panel B&R , oppure un PC panel XYZ con schede motion control , con schede I/O e paragonarlo ad una PLC (non la fascia più bassa della gammma) con pannello operatore , con schede motion control ecc. ecc.
Bisogna studiare bene

[TFI]

Grazie rifletterò bene su questi punti per vedere cosa ne pensano anche gli altri in ufficio.
Risponderò appena mi sarò chiarito un po' le idee.
Grazie mille.

[TFI]

Ho discusso presso l'azienda in cui mi trovo e grazie anche alle vostre osservazioni o creato un primo documento da immetere nella tesi, lo pubblico sperando sia di spunto per future discussioni sull'argomento.
Grazie mille.

Punti di confronto PLC-PC Based:

PRO del PC Based
1)Ora il PC industriale, nelle applicazioni più complesse, a parità di costi risulta in prestazioni di gran lunga migliore di un qualsiasi PLC (senza fare riferimento a nessuna marca ma parlando di possibilità tecnologiche).
Per PC industriale si intende PC con unità CPU e con tutto quello che serve per farlo funzionare (memoria, alimentatore, dissipatori, ecc…) in ambienti industriali (ostili meccanicamente, elettronicamente, ecc…).
Per poter fare un automation PC Based occorre come aggiunte solo il fieldbus, i morsetti remoti, RTOS (Real Time Operating Sistem) e SoftPLC.
2)La robustezza strutturale del PC è garantita da chip affidabili quanto o quasi quelli testati per i PLC, e da soluzioni tipo il disco fisso a stato solido.
3)Essendo le memorie a stato solido delle memorie flash, esattamente come quelle per i PLC, il costo è uguale a parità di capacità, con la differenza che il PC ne può supportare in maggiore quantità.
4)La maggiore capacità del PC fa si che si possano scrivere applicazioni senza risentire dei limiti di memoria.
Quindi all’interno ci si potrebbe anche immettere l’interfaccia utente che però gira sotto Window e richiede molta memoria.
5)Il PC può supportare un numero indefinito di processi in contemporanea, con il multitasking, mentre nel PLC solitamente non viene usata questa funzione, se non per semplici applicazioni.
Il multitasking nel PLC non viene quasi mai usato perché: è una nuova tecnologia non disponibile a tutti i PLC, in un PLC possono essere gestiti nel migliore dei casi 3 task, per i processi veloci solitamente vengono utilizzati interrupt o viene cambiato il PLC con uno che presenti una CPU più potente.
Cercando il massimo, ovviamente un PLC non ha le potenzialità di calcolo per gestire un multitasking di processi automation e di interfaccia utente.
6)Il motion control è facilmente integrabile grazie all’esuberanza della potenza di calcolo della CPU senza necessità di nuove schede intelligenti (cioè con CPU incorporata), molto più costose.
L’utilizzo dovuto dei bus di campo per gestire il motion control, avviene grazie solo all’aggiunta delle adeguate schede master che gestiscono unicamente la comunicazione sugli azionamenti, quindi il controllo nodi sui bus.
Diversamente capita per il PLC, il quale necessita (per mancanza di potenza di calcolo) di un modulo aggiuntivo intelligente.
7)Su un PC si possono usare tutti i linguaggi di programmazione ad alto livello (per esempio: C/C++), mentre nel PLC si possono usare solo quelli permessi dalla normativa IEC1131-3
8 )L'affidabilità di un sistema PC Based, se il programma applicativo è fatto a regola d’arte, è pari a quella di un programma su PLC.
Difatti anche il PLC presenta un RTOS ma non è accessibile, a differenza di quello presente sul PC, perché è embedded e la logica di programmazione parte da un livello di astrazione superiore.
9)La velocità/potenza di calcolo messa a disposizione dai PC continua a crescere grazie anche all'uso del multicore, senza però far crescere in modo proporzionale i costi.
Questa potenza di calcolo è indispensabile se si vuole gestire con lo stesso componente, CPU o “cervello”, la parte di automation, motion, camme elettriche, logiche PID (Proporzionale Integrativo Derivativo, per esempio per controlli in temperatura), ecc…
In più grazie a questa elevata potenza di calcolo disponibile si può implementare anche l’interfaccia utente.
10)Il gap tra PLC e PC industriale per i programmatori è facilmente colmabile, se non già colmato grazie all'uso su entrambi (considerando i PLC più nuovi) dei linguaggi standard definiti dalla norma IEC1131-3 del 1993.
11)Per i progettisti che già utilizzavano delle schede a micro processore al posto dei PLC, abituati a scrivere in linguaggio ad alto livello (per esempio: C/C++) il passaggio alla progettazione su PC è facilitato e non richiede un cambio di mentalità.
12)Il PC industriale è più standard rispetto ad un PLC quindi si possono scegliere le componenti migliori da diverse case costruttrici e integrarle
Esistono costruttori di schede industrial grade (con caratteristiche necessarie per lavorare in ambienti ostili) che possono essere intercambiate nei PC industriali senza problemi.
Quindi grazie alla maggiore standardizzazione posso prendere un PC, un Fieldbus, un azionamento di un motore, ecc… tutti di marche diverse ed integrarli in un'unica soluzione.
13)I linguaggi di programmazione del PLC prima dell’avvento dell’IEC1131-3 erano proprietari.
Tuttavia esistono ancora specificità per le quali i linguaggi di programmazione dei PLC non sono conformi in pieno all’IEC 1131-3.
Quindi spesso non si possono cambiare i fornitori di PLC perché bisognerebbe che i programmatori imparassero altre specificità e un altro ambiente di programmazione.

CONTRO del PC Based
1)Il PLC per applicazioni a basse prestazioni è più competitivo di un PC perché un PC ha costi di produzione che non calano sotto un certo limite quindi è impensabile utilizzare un PC con prestazioni minime allo stesso costo di uno con prestazioni superiori, ed è anche inutile utilizzare un PC dove le sue prestazioni non sono richieste.
2)Il rischio dell’affidabilità per quanto riguarda l’utilizzo del PC è però un suo pregio, infatti avendo la massima libertà del linguaggio di programmazione (uso di puntatori, costrutti potenzialmente pericolosi, ecc…) si ha il rischio di sbagli nella programmazione tali da mandare in crash il sistema.
3)Ogni PC industriale ha un proprio sistema operativo con propria licenza di run-time, n. PC = n. licenze, in più una licenza di programmazione per l’uso di uno strumento di editor per PC è più costosa rispetto a quella per PLC.
Un PLC è provvisto del proprio sistema operativo, l'unico onere è la licenza di programmazione per l'uso dello strumento di editor , uno solo per infiniti PLC.
4)Un OS, subisce delle modifiche , degli aggiornamenti.
Ad ogni aggiornamento o modifica del OS si deve riverificare l’applicativo ed eventualmente riadattarlo.
Questo non accade nel PLC il quale anche, dopo gli aggiornamenti, offre al progettista il medesimo “panorama”.
5)Per cambiare una scheda di un PLC non è richiesta una specifica conoscenza, mentre per i PC sì.
Nei PLC non viene “mostrato” l’hardware, quindi non c’è necessità di persone che lo conoscano, mentre per i PC necessitano di figure professionali che conoscano il suo funzionamento.
Questo crea quindi delle implicazioni sulla struttura aziendale per il bisogno della presenza di persone più esperte.
6)Il raffreddamento, necessario per la dissipazione di calore creato dalla grande potenza di calcolo, per essere effettuato necessita di dissipatori grandi quanto il PC per eliminare eventuali ventole (parti mobili poco affidabili).

Cosiderazioni globali:
1)Il PLC è stato pensato per l’utilizzo di una logica di trasmissione parallela, più veloce dei bus di campo e quindi non necessita di essi.
I bus di campo però vengono utilizzati lo stesso anche su i PLC perché danno un risparmio del 70% sul rame e sono molto più facili da cablare.

Allego i file per per comprendere i seguenti argomenti
Piattaforme:
Piattaforma PC Based (esempio)
Piattaforma PLC
Piattaforma “PC ad OS embedded”

[TFI]

Allego i file per per comprendere il Multitasking