Mi a különbség a PLC és a PAC között

Bevezetés

Mindkettő olyan vezérlési funkciókat biztosít, amelyek nagymértékben csökkentik az emberi munkaerő igényét az üzemi gyártási műveletekben, ami javítja a termelékenységet és jelentősen csökkenti az állásidőt. Ezek a számítógépek a gyártási műveletek irányító agyai, mivel nagy megbízhatósággal vezérlik az automatizálási berendezéseket. Minden automatizált rendszer PLC-vel vagy PAC-kal van felszerelve az egyes gépek vagy állomások vezérlésére.

A modern technológia fejlődésével a különbségek egyre jobban elmosódnak. Egyes felhasználók úgy érzik, hogy a PAC kifejezés egyszerűen csak egy marketing zsargon a rendkívül fejlett PLC-k leírására, míg mások úgy vélik, hogy határozott különbség van a PLC és a PAC között. Mindenesetre a PAC pontos meghatározása nem olyan fontos, mint inkább az, hogy a felhasználók megértsék, melyik alkalmazástípus a legmegfelelőbb számukra. A legtöbb gyártó a PLC-k és PAC-ok széles választékát kínálja, ami megnehezítheti az adott alkalmazáshoz illő termék megfelelő kiválasztását.

A kezdetek

Míg a PLC-k (programozható logikai vezérlők) több mint 50 éve léteznek, a közelmúltbeli innovatív fejlesztések jelentősen megnövelték képességeiket, ezáltal elmosva a határvonalat a PLC és a PAC (programozható automatizálási vezérlő) között.

A PLC-ket az 1960-as évek végén hozták létre a relé alapú rendszerek helyettesítésére. Elvileg hasonlóak voltak, és létralogikát használtak, amely a mérnökök által a fizikai relék, az időzítők, valamint a köztük lévő kapcsolatok ábrázolására használt kapcsolási rajzok megjelenését utánozta. A korai PLC-k dedikált terminálokat igényeltek a programozáshoz, nagyon korlátozott memóriával rendelkeztek, és nem tudták kezelni a távoli I/O-kat.

Az 1980-as évekre megjelentek a PC-alapú szoftverek a PLC-k programozásához, amelyek ezáltal gyorsabbak lettek, és később egyre több funkcióval látták el őket. Azóta számos új technológia alkalmazása révén a PLC-k folyamatosan bővítették képességeiket.

A PAC-ok viszonylag újak az automatizálási piacon, az ARC piackutató cég 2001-ben alkotta meg ezt a kifejezést. A programozható automatizálási vezérlő (PAC=Programmable Automation Controller) egy olyan kifejezés, amelyet szabadon használnak bármely típusú automatizálási vezérlő leírására, amely magasabb szintű utasításokat hajt végre.  A PAC rendszereket az ipari vezérlőrendszerekben (ICS=Integrated Computer Systems) használják számos iparágban, beleértve a kritikus infrastruktúrával foglalkozó iparágakat is. A PAC-ok az elosztott vezérlőrendszerek (DCS=Distributed Control System) és a távoli terminálegységek (RTU=Remote Terminal Unit) kombinációi, valamint a PC-vezérlés által kínált képességek egy részével rendelkeznek. 

Viszont ha a PLC-k és a PAC-ok ugyanazt a funkciót látják el, akkor mégis miben különböznek egymástól? Ezt vizsgáljuk meg részletesen a következő pontban.

Különbségek pontokba szedve

(1) A PLC-k és a PAC-ok közötti legszembetűnőbb különbség a programozási felületük. A PAC-okat a bonyolultabb C vagy C++ nyelvek használatával programozzák. A PLC-k ezzel szemben főleg a létradiagram programnyelv segítségével vannak programozva. Ezek a programozási eltérések különbséget tesznek a két számítógép architektúrájában és képességeiben. 

Amikor programozási nyelvekről beszélünk, a legtöbbet feltett kérdés az, hogy melyik nyelvet használjuk, és mit hoz a létralogika jövője. Az ipari szektorban a programozók és a mérnökök új generációja jelent meg, akik egy nagyon innovatív felhasználói bázist jelentenek. A létralogika egy vizuális alapú programozási nyelv, amelyet a villamossági szakemberek és a programozók is használnak. Nem olyan rugalmas, mint a strukturált szöveg, és nem használható bonyolultabb számítások programozására. A modern összetett ipari alkalmazások viszont magasabb szintű számításokat és interakciókat igényelnek.

A PLC programozásához használt öt programozási nyelv a létralogika, a funkcióblokk diagram, a sorrendi folyamatábra, az utasításlistás programnyelv és a strukturált szöveg. Korábbi cikkünkben részletesen olvashat ezekről: https://www.plc-program.hu/blog/milyen-szoftvernyelveket-hasznalnak-a-programozhato-logikai-vezerlok

Jóllehet az öt nyelv közül az egyik legmegfelelőbb kiválasztása lehetővé teszi a gyors programozást és a megbízható programok létrehozását. A PLC programozásban a létralogika még egy ideig érvényben fog maradni. Ennek főként az az oka, hogy ha a működő és javítható meglévő rendszerekre gondolunk, a vállalatok továbbra is használni fogják ezeket, és nem sietik el gyakorlati okokból kifolyólag a bevált, jól működő rendszerek cseréjét.

A mérnökök magas szintű programozási nyelveket tanulnak, ami lehetővé teszi számukra, hogy sokoldalúbb készségekkel rendelkezzenek. Ezzel a fajta programozási tudásháttérrel a következő generáció mérnökeinek programarzenáljában több programozási nyelv is található, amelyek segítségével az alkalmazások különböző igényeit kielégíthetik. Ennek kihasználása érdekében a gyártók a PLC-k és PAC-ok azon következő generációját fejlesztik, amelyek képesek több rendszerrel kommunikálni. Ezek a vezérlők nem csak az automatizálási rendszerrel fognak kommunikálni, hanem az üzleti rendszerekkel is (hiperautomatizálás).

Adatok, matematikai vagy összetett logika leprogramozásához a strukturált szöveg nyelv a legalkalmasabb. Mivel ez egy objektum-orientált nyelv, újrafelhasználható és moduláris kódot hozhat létre terjedelmes könyvtárak mellett. A legtöbb programban a kezelői szintű kód általában létra- vagy funkcióblokk-diagramban található, és a strukturált szöveget elrejti a funkcióblokkban a fejlesztők számára. Ahogy a magasabb rendű informatikai rendszerekhez és a magas szintű programnyelvekhez való kapcsolódás iránti igény folyamatosan növekszik, a mérnöki végzettséggel rendelkezők új generációja továbbfejleszti a programozható logikai vezérlők iparágát, és a létralogika fokozatosan kisebb szerepet fog kapni a programnyelvek között.

---

(2) Az egyik legjelentősebb különbség a PLC és a PAC között az az, hogy a PAC többprocesszoros kialakítású. A PAC többmagos processzorai lehetővé teszik, hogy egyszerre több munkát tudjanak elvégezni.

A PAC-ok nagyobb rugalmasságot biztosítanak a programozásban, nagyobb memóriakapacitást és jobb skálázhatóságot biztosítanak egy esetleges bővítéshez. Különösen hasznosak a nagy százalékban analóg I/O-val rendelkező rendszerekben. Gyakran használják őket kiterjedt hálózati interfész-igényű rendszerekben és olyan rendszerekben, amelyek közvetlen felhasználói interakciót igényelnek.

Ezzel szemben a PLC-k egyszerű programvégrehajtási eljárással, korlátozott memóriával és kevesebb I/O számmal rendelkeznek. A modern PLC-k a digitális és analóg I/O mellett nagy sebességű I/O-ra, szekvenálásra és arányos-integrált-derivált (PID=Proporcionális Integráló Deriváló) vezérlésre is alkalmasak. Sok PLC beépített hálózattal rendelkezik, amelyek lehetővé teszik a több PLC közötti kommunikációt, az I/O-k elosztását, valamint a kommunikációt az ember-gép felület (HMI) és a felügyeleti vezérlő, illetve az adatgyűjtési (SCADA) rendszerek között. A PLC-k különösen hasznosak egyszerűbb folyamatokhoz és kisebb automatizálási projektekhez.

---

(3) Egy másik különbség az az, hogy a PLC pásztázási logika szekvenciális; ez azt jelenti, hogy amikor a CPU (Central Processing Unit=központi feldolgozóegység) egy funkció bemeneti jelét vizsgálja, nem tudja megvizsgálni egy másik funkció bemeneti jelét. A PAC által használt keresési logika egy kétlogikus vizsgálat. Ez azt jelenti, hogy a CPU több bemeneti jelet is tud ellenőrizni, miközben egyetlen jelről dönt.

(4) Egy másik fontos különbség a PLC és a PAC között a PAC által kínált címke alapú programozás. A PAC segítségével egyetlen címkenév adatbázis használható a fejlesztéshez, egy szoftvercsomag több modell programozására is alkalmas. Címkék vagy leíró nevek rendelhetők a funkciókhoz, mielőtt meghatározott I/O- vagy memóriacímekhez kötnék őket. Ez rendkívül rugalmassá teszi a PAC programozást, és könnyen méretezhető nagyobb rendszerekre, az összetevők hozzáadása vagy eltávolítása könnyebben végrehajtható.

---

(5) A PAC-ok nyitott architektúrájúak, és moduláris felépítésűek. Ez elősegíti, hogy több eszköz, hálózat és rendszer kommunikáljon egymással, megkönnyíti az interoperabilitást más eszközökkel, hálózatokkal és vállalati rendszerekkel. A PAC-okat több hálózaton és eszközön keresztül történő kommunikációra, monitorozásra és berendezések vezérlésére használják. Ez azért lehetséges, mert szabványos protokollokat és hálózati technológiákat használnak, mint például az Ethernet, az OLE for Process Control (OPC) és a Structured Query Language (SQL).

---

(6) Általában a PLC-k a legalkalmasabbak gépvezérlésre, mind az egyszerű, mind a nagy sebességű vezérlésre. Ezeknek a PLC-knek a közös jellemzőik az egyszerű programvégrehajtás, a korlátozott memória és az egyszerű vezérlése az I/O pontoknak.

---

Másrészről a PAC inkább összetett automatizálási rendszerarchitektúrákra irányul, amelyek számos PC-alapú szoftveralkalmazásból állnak, beleértve a HMI (ember-gép interfész) funkcióit, az eszközkezelést, a fejlett folyamatvezérlést (APC=Adaptive Predictive Coding). A PAC általában jobban illeszkedik a kiterjedt folyamatvezérlési követelményeket támasztó alkalmazásokhoz, mivel a PAC-ok jobban képesek kezelni az analóg I/O-t és a kapcsolódó vezérlési funkciókat. A PAC általában nagyobb rugalmasságot kínál a programozásban, nagyobb memóriakapacitást, jobb interoperabilitást és általában több szolgáltatást és funkciót biztosít.

Konklúzió

A különbségek alapján úgy tűnik, hogy a PAC a logikus választás bármely automatizált rendszer számára, de ez nem ilyen egyszerű. Minden azon múlik, hogy mire van szükség jelenleg és mire lesz szükség a jövőben. A képkeret felakasztásához sincs szükség pörölykalapács használatára. Hasonlóképpen, nincs szükség nagy teljesítményű PAC-ra az egyszerű programozást igénylő gépek működtetéséhez. Tehát a választás mindig a műveletek bonyolultságán múlik.

A PLC-k ideálisak mind az egyszerű, mind a nagy sebességű gépvezérléshez. A PLC-ket számos kis és közepes projektben használják. A PLC-k könnyen programozhatók, nagy megbízhatóságot, költséghatékonyabb megoldást jelentenek a szabványos automatizálási vezérléshez. A programozható logikai vezérlők nagy megbízhatóságot kínálnak, mivel ellenállnak az áramkimaradásoknak és a hirtelen feszültségeséseknek is. Arról is ismertek, hogy nagyon pontosak a folyamatok irányítása terén. Számos automatizálási projekt kíválóan teljesít egy megfelelő PLC-vel.

Ha egy PAC-ra gondolunk, akkor azt egy nyitottabb architektúrával rendelkező és moduláris felépítésű PLC-ként írnánk le. A PAC-ok nagy mennyiségű I/O kezelésére képesek, több eszköz és alkalmazás, például mozgás- és folyamatvezérlés, között is tudnak adatot cserélni. Ezt úgy érik el, hogy a PAC képes adatokat fogadni a helyi hálózatán lévő bármely eszközről vagy alkalmazásról, feldolgozza, majd elosztja az ugyanazon hálózaton lévő többi eszköz között. A PAC-ok nagy mennyiségű adatot gyűjtenek és tárolnak, amelyek felhasználhatók prediktív karbantartáshoz. Ez hasznos lehet abból a szempontból, hogy meg tudjunk bizonyosodni arról, hogy nem igényel e sürgős javítást a rendszer, mielőtt ténylegesen meghibásodik. Csak az egyedi, nagyszabású, bonyolult automatizálási projektek igényelnek PAC-okat. Ez az oka annak, hogy a PAC-ok kiválóan alkalmasak több PC-alapú szoftveralkalmazásból álló összetett automatizálási rendszerarchitektúrákhoz.

 

A PLC-k és a PAC-ok egyaránt automatizált folyamatban vezérlik a gépeket. A PAC-ok népszerűbbek a többfeladatos vagy koordinált mozgású összetett alkalmazásokban, míg a PLC-k az egyszerű alkalmazásokhoz és egytengelyes mozgásokhoz a legjobbak.

A végső választás a folyamat bonyolultságán és a jövőbeni méretezhetőségen múlik. Vannak olyan esetek, amikor bizony az egyik jobb választásnak mutatkozik a másiknál.

Gyakori kérdések

---

A PAC az egy PLC?

A PAC a PC és a PLC „hibridjeként” írható le, mivel jellemzően mindkettő előnyeit egyetlen csomagban kínálja. Az egyik fő különbség a PLC és a PAC között a programozási interfész. 

Mi az az RTU?

A távoli terminálegység (RTU=Remote Terminal Unit) egy mikroprocesszor-alapú elektronikus eszköz, amelyet ipari vezérlőrendszerekben (ICS) használnak, hogy különféle hardvereket csatlakoztasson elosztott vezérlőrendszerekhez (DCS) vagy felügyeleti vezérléshez és adatgyűjtéshez (SCADA). Az RTU-kat távoli telemetriai egységnek vagy távvezérlő egységnek is nevezik.

Mit jelent az APC folyamatvezérlés?

Az adaptív prediktív kódolás (APC) egy keskeny sávú analóg-digitális átalakítás, amely egyszintű vagy többszintű mintavételi rendszert használ, amelyben a jel értékét minden mintavételi pillanatban a kvantált múltbeli értékek lineáris függvénye szerint jósolják meg. 

Az APC kapcsolatban áll a lineáris prediktív kódolással (LPC), mivel mindkettő adaptív prediktorokat használ. Az APC azonban kevesebb predikciós együtthatót használ, így nagyobb mintavételi gyakoriságot igényel, mint az LPC.

Mit jelent a strukturált lekérdezési nyelv (SQL)?

A Structured Query Language (SQL) egy programozási nyelv, amelyet általában relációs adatbázis- vagy adatfolyam-kezelő rendszerekben használnak.

Az IBM fejlesztette ki az 1970-es évek elején, és mára a Nemzetközi Szabványügyi Szervezet (ISO) által elismert hivatalos szabvány.

Az SQL az évek során folyamatosan népszerű választás maradt az adatbázis-felhasználók körében, elsősorban egyszerű használatának és rendkívül hatékony módszerének köszönhetően, amellyel lekérdezi, kezeli, összesíti az adatokat, és számos egyéb funkciót hajt végre, amelyek révén hatalmas strukturált adatok gyűjteményét alakítja át használható információkká.

Emiatt számos kereskedelmi adatbázistermékbe beépítették, mint például a MySQL, Oracle, Sybase, SQL Server, Postgres. 

Míg az SQL különböző iterációi eltérő szintaxist használhatnak a kulcsműveletekhez, általában az olyan alapvető parancsok, mint a kijelölés, beszúrás, frissítés és létrehozás, minden SQL-nyelvben közösek. Ez nagyon megkönnyíti az SQL alapismeretekkel rendelkezők számára, hogy sokféle környezetben dolgozhassanak, és sokféle feladatot hajthassanak végre.

Mi az a CPU?

A központi feldolgozó egység (CPU) a számítógép elsődleges összetevője, amely „vezérlőközpontként” működik. A CPU, amelyet „központi” vagy „fő” processzornak is neveznek, egy összetett elektronikus áramkör, amely a gép operációs rendszerét és alkalmazásait futtatja. Tehát a számítógépes rendszer azon összetevője, amely az utasítások értelmezését és végrehajtását irányítja.

További blog cikkek

• IoT technológiák a mezőgazdaságban
• Különböző típusú ipari automatizálási rendszerek
• Robotikai trendek és előrejelzések 2023-ra, 2. rész
• A robotkarok piacának áttekintése 2024-ben
• Mi az a HMI programozás
• Milyen szoftvernyelveket használnak a programozható logikai vezérlők
• A hajózási ipar trendjei és csúcstechnológiája 2024-ben
• 2022 a hiperautomatizálás éve