Determinar qué tipo de controlador usar en un sistema automatizado puede llevar a algunas decisiones difíciles. Centrarse en la aplicación y en las capacidades específicas de cada tipo de controlador ayuda a facilitar este proceso de toma de decisiones.
El corazón de cualquier sistema automatizado es su controlador. Aquí es donde se toman las decisiones para indicar a los actuadores del sistema que entren en acción en función de la retroalimentación proporcionada por los sensores.
Pero implementar un controlador requiere una serie de decisiones por parte del integrador o usuario final en función de la aplicación. La decisión de un controlador clave gira en torno a qué tipo de controlador usar: un controlador lógico programable (PLC), un controlador de automatización programable (PAC) o una PC industrial (IPC).
Para obtener más información sobre las diferencias entre estos tipos de controladores, nos conectamos con Nate Kay, ingeniero senior de proyectos del integrador de sistemas Martin CSI, para un episodio reciente de la serie de podcasts "Automation Gets Your Questions Answered".
Nate señaló que la principal diferencia entre un PLC y un PAC es que un PAC es similar a un PLC pero con características adicionales. Un IPC puede ejecutar el mismo software que se encuentra en un PAC, pero con todas las funciones de una PC.
Nate Kay, ingeniero senior de proyectos con el integrador de sistemas Martin CSI.“Los PLC generalmente se usan para controlar una cantidad relativamente pequeña de E/S, analógicas o discretas, y en un PLC, la E/S física a menudo está estrechamente relacionada tanto con el lenguaje de programación como con el propio hardware del PLC”, dijo Kay. “Pueden comunicarse con dispositivos de red como unidades, pero a menudo requiere agregar módulos adicionales para expandir sus capacidades [integradas].
Una característica típicamente asociada con un PAC es su capacidad para programarse en lenguajes distintos a la lógica de escalera. “Los lenguajes como el texto estructurado, los diagramas de bloques de funciones y los diagramas de flujo se pueden usar para programar un PAC”, dijo Kay. “La memoria suele estar basada en etiquetas, mientras que en un PLC la estructura de la memoria suele estar basada en direcciones. Los PAC también usan inherentemente protocolos de comunicación estándar para que puedan comunicarse de manera eficiente con una amplia variedad de dispositivos de red. Los PAC también tienden a ser modulares, por lo que pueden comunicarse con E/S remotas, paneles remotos y dispositivos como unidades. También pueden manejar aplicaciones complejas como movimiento, control de procesos avanzado y seguridad integrada”.
Destacando la diferencia entre estructuras de memoria basadas en direcciones y basadas en etiquetas, Kay dijo que las estructuras basadas en direcciones, que se pueden encontrar en la mayoría de los principales PLC, como los de Allen-Bradley, Siemens y Mitsubishi, vienen con un rango predefinido de números enteros, temporizadores‚ o direcciones booleanas. Un controlador basado en etiquetas no está restringido a usar solo los rangos de direcciones predeterminados. “Puedes darle a una dirección el nombre que quieras”, dijo Kay. “Se parece más a los lenguajes de programación de alto nivel como C, donde crea variables según sea necesario”. Opto 22 SNAP PAC R1-B.
Kay explicó que un IPC se puede programar para ejecutar el mismo software de control que se usa en un PAC, pero se ejecuta en una computadora industrial completa; y con eso viene un sistema operativo familiar para la mayoría de los usuarios finales y el departamento de TI, como Windows o Linux.
Tomando la determinación
En última instancia, la aplicación debería ayudar a determinar qué tipo de controlador elegir. Kay dijo que los PLC son adecuados para máquinas independientes porque son robustos y simples, lo que facilita que el personal de mantenimiento o los técnicos familiarizados con los dibujos técnicos, la base de la lógica de escalera que se usa comúnmente en la programación de PLC, solucionen problemas en lugar lenguajes de programación de PC utilizados a menudo en PAC e IPC.
ControlLogix PLC de Allen-Bradley.Los PAC suelen preferirse para controlar procesos más grandes e integrar seguridad, movimiento, E/S distribuidas y comunicaciones de red.
Puede hacer que un PLC se comunique con dispositivos de red como un PAC, dijo Kay, pero a menudo “tiene que agregar módulos de hardware para realizar ese tipo de tareas; mientras que un PAC está diseñado para comunicarse con dispositivos de red. Por ejemplo, los PAC vienen con bloques de funciones que se ocupan específicamente del movimiento y la seguridad”.
Un IPC ofrece las mismas ventajas que un PAC pero con aún más capacidades añadidas, como la capacidad de ejecutar middleware. “Puede ejecutar bases de datos, convertidores de protocolos, administradores de recetas e incluso software SCADA y MES en el mismo IPC que está utilizando como controlador de automatización”, dijo Kay. “Pero también hay un poco de compensación. Los IPC generalmente ejecutan un sistema operativo como Windows o Linux y, a menudo, esos sistemas operativos no están optimizados para aplicaciones industriales deterministas o de alto rendimiento. Eso no quiere decir que un IPC no pueda optimizarse para tales aplicaciones, pero puede requerir algo de trabajo; mientras que un PAC o PLC viene listo para manejar ese tipo de aplicaciones desde el primer momento”.
IPC ultracompacto sin ventilador Beckhoff C6015.En última instancia, Kay aconseja seleccionar el tipo de controlador que le permita lograr el mejor y más simple diseño para su aplicación. “Si busca una máquina independiente, un PLC puede ser la elección correcta”, agrega. “Pero si también desea abordar el movimiento y la seguridad o controlar E/S remotas, un PAC suele ser el camino a seguir. Y si necesita agregar funciones y software adicionales más allá de lo que puede hacer un PAC, ahí es cuando puede comenzar a buscar un IPC”.
Nate Kay, ingeniero senior de proyectos con el integrador de sistemas Martin CSI.
