ПЛК против PAC: архитектура, производительность и когда использовать каждый

Краткий ответ

При сравнении вариантов PLC и PAC, PLC часто является практичным выбором для детерминированной логики машины, скромного количества входов/выходов, привычных рабочих процессов обслуживания и контролируемой стоимости.

Однако PAC становятся ценными, когда один контроллер должен управлять несколькими областями автоматизации со сложным планированием, большими базами данных и обменом данными на уровне предприятия. Хотя это важное различие, оно, безусловно, не применимо ко всем сценариям.

Благодаря современным возможностям программируемых логических контроллеров они могут выполнять задачи, которые обычно выполнялись PAC. И из-за различий в терминологии и соглашениях об именовании поставщиков крайне важно определить задачи, время выполнения, входы/выходы, протоколы, программное обеспечение, кибербезопасность и жизненный цикл перед выбором модели.

PLC против PAC в общих чертах

Таблица ниже предназначена для быстрой оценки и содержит некоторые требования, которые не следует рассматривать как жесткие спецификации. Многие функции устаревших PAC можно найти в новых PLC, а небольшой контроллер может предложить отличные возможности для сетевого взаимодействия, логики и управления движением.

Название — это не спецификация

Как PLC, так и PAC используются для автоматизации и управления промышленными средами. Граница, разделяющая возможности PLC и PAC, со временем стала менее различимой. PLC были известны своей надежностью машин, а PAC — большей гибкостью, более мощными вычислительными возможностями и более широкой интеграцией приложений.

Ситуация изменилась. Control Engineering сообщает, что новые модели PLC интегрировали все то, что раньше отличало их — модули памяти, коммуникации и даже интегрированные функции управления процессами. Придерживаясь аналогичной точки зрения, Schneider Electric отмечает, что обе категории теперь схожи по объему памяти, распределенным входам/выходам и коммуникациям.

Вот почему покупатели не должны предполагать, что PAC автоматически гарантирует лучшую производительность или что PLC по определению ограничены.

В рамках ваших требований попросите поставщика связать каждый элемент с конкретным ЦП, семейством входов/выходов, версией прошивки, средой программирования и лицензией. Термины семейства продуктов упрощают поиск по каталогу, но проверенные критерии определят, будет ли система работать.

Архитектура: Сравните модель проекта, а не корпус

Архитектура — это больше, чем просто компактность или модульность контроллера. Существующий Руководство по модульным и компактным PLC охватывает физическую модульность и упаковку.

При выборе между PLC и PAC сосредоточьтесь на том, как контроллер организует выполнение, данные, коммуникации и инженерную работу.

Выполнение и организация задач

Традиционные модели PLC используют циклическую систему чтения входов, выполнения логики и обновления выходов. Модели, основанные на этой системе, просты для понимания и устранения неполадок. Современные контроллеры обычно включают периодические, событийные, прерывистые задачи и задачи управления движением среди прочих.

Истинный вопрос, который следует задать в данном случае, — это не традиционный “Сканирует ли он?”, а “Может ли он запланировать каждую требуемую задачу с ограниченной задержкой при полной нагрузке?”

Платформы в стиле PAC обычно используются, когда необходимо параллельно выполнять несколько быстрых, медленных и смешанных задач управления. Эти задачи управления могут включать быстрые блокировки машины, медленные контуры управления процессом, скоординированное управление движением, обработку рецептов, сбор данных и сетевые службы.

Приоритет и изоляция задач могут использоваться для предотвращения задержки критически важной задачи некритичной задачей, при условии, что приложение проверено и адекватно спроектировано.

Память и организация кода

Устаревшие PLC часто включают память, отображенную на физические адреса. Среды в стиле PAC предпочитают память, отображенную на символические теги, структурированные типы данных и повторно используемые процедуры в рамках проекта. Эти структуры могут облегчить чтение и повторное использование проектов, но они больше не являются исключительной прерогативой продуктов PAC.

Команды технического обслуживания работают с системой совершенно по-другому. Могут ли технические специалисты отслеживать сигнал без декодирования карты адресов? Можно ли повторно использовать протестированный код на разных машинах?

Разрешены ли онлайн-редактирования? Как резервируются и сравниваются ревизии? Что происходит с тегами, сигналами тревоги и ссылками на HMI при изменении входов/выходов?

Сети и интеграция данных

Небольшие машины обычно требуют только локальных подключений HMI, привода и ввода-вывода. Более крупная, многозональная система может потребовать распределенного ввода-вывода, резервных путей, синхронизированного движения, а также SCADA, историка, MES, базы данных или периферийных подключений.

Сложите количество узлов и требований к каналам связи, укажите, как часто происходят обновления, и опишите все задействованные протоколы. Указания такого базового элемента, как Ethernet, недостаточно.

Проверьте поддерживаемые функции протокола, ограничения подключения, синхронизацию времени, требования к управляемым коммутаторам и сертификаты. Также проверьте метод разделения трафика управления от корпоративных сетей.

Производительность: Измеряйте рабочую нагрузку, а не характеристики.

Высокоскоростной ПЛК. Более мощный PAC. Обозначение чего-то подобного не расскажет о производительности системы.

Существует множество факторов, помимо времени выполнения инструкций. Такие вещи, как способ обновления ввода-вывода, размер программы, трафик по каналу, оси движения, резервирование, задачи безопасности и удаленный ввод-вывод, влияют на отклик.

Создайте целевой показатель приемки на основе рабочей нагрузки.

1. Определите самое быстрое событие в полевых условиях, которое должен обнаружить контроллер.
2. Установите максимальное допустимое время отклика от входа до выхода и джиттер.
3. Определите периодические, управляемые событиями, задачи движения, управления процессом, безопасности и связи.
4. Оцените полную нагрузку на ввод-вывод и сеть, включая запланированное расширение.
5. Запросите тесты производительности системы под нагрузкой или проведите репрезентативный тест с выбранным ЦП, прошивкой, модулями и топологией.

Среднее значение в заголовке недостаточно. Контроллер, который обычно отвечает за 1 мс, но иногда пропускает требуемое окно, может быть непригоден. Предсказуемый цикл в 5 мс все еще может быть вполне достаточным для более медленного процесса.

Таблица принятия решений ПЛК против PAC

Отправьте описание приложения, предпочтительный бренд, текущие номера каталогов ЦП или ввода-вывода, список протоколов, требуемую дату поставки и пункт назначения.

Как многобрендовый дистрибьютор и интегратор цепочек поставок, мы можем помочь организовать сопоставление моделей и проверку наличия для составления практического краткого списка, а не заставлять принимать решение только по названию.

Когда ПЛК подходит лучше

Программируемый логический контроллер является правильным выбором, когда проект ограничен по объему, а гибкость и широта системы менее важны, чем ясность, как в случае с конвейерами, упаковочным оборудованием, насосными установками, базовым оборудованием для обработки материалов, панелями коммунальных услуг и т. д.

А компактный ПЛК может сэкономить место в шкафу и время на проектирование, когда его интегрированный ввод-вывод в сочетании с возможностями расширения хорошо подходит для оборудования.

Для установленной базы ПЛК также может быть более безопасным коммерческим выбором. Если на заводе есть обученный персонал по ПЛК, проверенная кодовая база, инвентарь поддержки ПЛК и стандартная среда программирования ПЛК, переход на другую платформу может увеличить затраты на жизненный цикл, а не уменьшить их.

Для клиентской базы, использующей Allen-Bradley SLC 500, предоставьте полный номер каталога и информацию о ревизии: название семейства недостаточно для правильного ответа.

Когда платформа в стиле PAC подходит лучше

Schneider Modicon M340 PAC

Производитель: Шнайдер Электрик
Ряд: Модикон М340
Тип товара: Программируемый контроллер автоматизации (ПАК)
Емкость ввода-вывода: До 1024 цифровых / 256 аналоговых входов-выходов

Просмотреть продукт

Платформа в стиле PAC имеет смысл, когда контроллер должен координировать систему, а не просто секвенировать одну машину. Это особенно верно, когда проект состоит из множества точек ввода-вывода и нескольких скоростей выполнения задач, сложных аналоговых функций, задач движения, повторно используемых модулей, централизованной диагностики или требует обширного обмена данными с управляющими или корпоративными системами.

Модульная система также может облегчить поэтапное расширение, когда определены пределы для объединительной платы, стойки, питания, памяти и сетей.

Семейство продуктов, например, Schneider Modicon M340 PAC, по-прежнему требует выбора на уровне ЦП, стойки, блока питания, модулей ввода-вывода и связи, прошивки и лицензий на программное обеспечение.

То, что проект большой, не означает, что ему требуется обозначение PAC. Работа иногда может быть распределена между современным модульным ПЛК.

Примером этого является распределенный ПЛК-ЦП Siemens ET 200SP с функцией безопасности, который может сочетать компактную упаковку с расширенными функциями. Принимая эти решения, думайте о том, что эта модель может реально сделать, а не о том, к какой категории она относится.

Перед заменой или миграцией

Замена контроллера обычно включает в себя больше, чем покупку ЦП. Перед утверждением миграции оцените весь стек управления:

• Электрические типы ввода-вывода, количество каналов, сборка клемм, изоляция и полевая проводка.
• Стойка, объединительная плата, бюджет мощности, адаптеры связи, кабели и топология сети.
• Ограничения на преобразование программ и типы инструкций, данных, библиотек, профилей движения, сигналов тревоги и тегов HMI.
• Прошивка и версия инженерного программного обеспечения, лицензии, поддержка ОС и резервные копии.
• Вопросы целостности безопасности и объем работ по проверке, необходимых для изменения, связанного с безопасностью.
• Роли протокола, профили устройств, количество соединений, время обновления удаленного ввода-вывода и синхронизация времени.
• Экологические рейтинги и одобрения; наличие сертификатов; документация для целевого рынка.
• Стратегия закупки запасных частей, статус жизненного цикла продукта, гарантийный порядок, сроки поставки и график ввода в эксплуатацию.

Если вы оцениваете новых поставщиков, а также новую платформу, используйте Руководство по оценке поставщиков ПЛК для разделения технических характеристик от вопросов подлинности, документации, логистики и послепродажного обслуживания.

Что включить в ваш запрос или спецификацию

Для более быстрого и надежного расчета стоимости укажите полные каталожные номера контроллера и модулей, количество, требования к прошивке или ревизии, потребности в программном обеспечении и лицензиях, список ввода-вывода, сетевые протоколы, объем задач по движению или безопасности, фотографии текущей системы, страну назначения и почтовый индекс, требуемую дату, а также любые требования к сертификатам или таможенным документам.

При необходимости включите требуемые сертификаты и таможенные документы.

Попросите поставщика разделить подтвержденные детали от условных: точное соответствие модели, отслеживаемость подлинного продукта, включенные аксессуары, имеющиеся сертификаты, местонахождение на складе, сроки поставки, гарантийный порядок и условия логистики.

DDP может быть рассмотрен, где это применимо, но его доступность зависит от пункта назначения, продукта и условий отгрузки.

Часто задаваемые вопросы

Всегда ли PAC быстрее PLC?

Не обязательно. Некоторые системы PAC разработаны для обеспечения больших ресурсов для обработки, а также большего количества опций для управления задачами. В конечном итоге производительность зависит от таких деталей, как конструкция ЦП, архитектура ввода-вывода, прошивка, программа, коммуникации, а также нагрузка по движению или безопасности.

Вам следует оценить время реакции в наихудшем случае по сравнению с тем, что требуется для приложения.

Может ли PAC напрямую заменить PLC?

Не обязательно. Новая платформа должна соответствовать полевому вводу-выводу, коммуникациям, поведению логики, времени реакции, функциям безопасности, программному обеспечению и интерфейсам HMI или SCADA. Конвертация программы и перемонтаж проводки все еще могут потребоваться.

Является ли модульный ПЛК тем же, что и PAC?

Нет. “Модульный” описывает физическое расположение оборудования, в то время как PLC и PAC описывают более широкое позиционирование и возможности контроллера. Модульный ПЛК может обеспечивать расширенные возможности, аналогичные PAC, а PAC может продаваться в компактном исполнении.

Что лучше для высокоскоростного управления машиной?

Оба могут подойти. Выберите контроллер, который может продемонстрировать требуемый захват событий, период задач, обновление ввода-вывода, синхронизацию движения и максимальный джиттер при запланированной нагрузке.

Часто простой, оптимизированный ПЛК будет лучшим выбором, чем более крупная платформа с ненужной сложностью.

Какую информацию должен проверить дистрибьютор перед тем, как дать предложение?

Полный каталожный номер, ограничения по ревизии и прошивке, совместимость ввода-вывода и протоколов, требуемые аксессуары и лицензии, потребности в сертификатах, отслеживаемость источника, наличие на складе, сроки поставки, условия доставки и доставки.

Получайте контроллер с меньшим количеством неожиданностей

Чтобы уменьшить неожиданности при поиске поставщиков, отправьте нам полные номера моделей или спецификации, количество, требования к контроллеру и вводу-выводу, страну назначения и почтовый индекс, требуемую дату доставки и потребности в документах.

Мы можем сравнить варианты между брендами, проверить соответствие моделей и доступные документы по отслеживаемости, а также оценить сроки поставки и логистические маршруты для проекта. Свяжитесь с нами по электронной почте, WhatsApp или через форму запроса на веб-сайте для обзора поиска поставщиков.

Технические ссылки

• Управление технологическими процессами: ПЛК против ПЛК
• Schneider Electric: В чем разница между ПЛК и PAC?
• Machine Design: В чем разница между ПЛК и PAC?
• PLC Technician: Понимание различий и преимуществ каждого