کنترل کننده PAC چیست؟
اکثر فروشندگان اصلی اتوماسیون دارای یک خط کنترل کننده اتوماسیون قابل برنامه ریزی (PAC) هستند و در مقاله امروز سپیانی سعی داریم در مورد اینکه کنترل کننده PAC چیست و چه تفاوتی با PLC کلاسیک دارد، کمی صحبت کنیم.
کنترل کننده اتوماسیون قابل برنامه ریزی چیست؟
اکثر افرادی که در صنعت اتوماسیون ملاقات می‌کنید، خیلی راحت توضیح می‌دهند که یک کنترل منطقی قابل برنامه ریزی یا PLC چیست. با این حال، بسیاری در تمایز بین قابلیت‌های یک کنترل منطقی قابل برنامه ریزی و کنترل کننده اتوماسیون قابل برنامه ریزی جدیدتر مشکل دارند.
حتما بخوانید:
آشنایی با انواع پی ال سی (PLC)
تفاوت کنترل کننده های صنعتی IPC.PLC.PAC و کاربرد هر کدام
یک تکامل تدریجی:
بسیاری از سردرگمی‌های پشت تفاوت بین قابلیت‌های PLCها در مقابل PAC ها، نتیجه مستقیم تکامل تدریجی از PLC به PAC است. برای مثال، ویژگی‌هایی که امروزه اغلب فروشندگان برای توصیف PACهای خود از آنها استفاده می‌کنند. مانند توانایی کنترل مقادیر زیادی I/O توزیع‌شده یا توانایی کنترل فرآیند و سیستم‌های دسته‌بندی قبلاً با PLCهای سطح بالاتر بدست آمده‌اند.
با این اوصاف، ویژگی‌های خاصی وجود دارد که اکثر PACهای نسل کنونی دارند که بسیاری از PLCهای قدیمی فاقد آن هستند. اینها شامل پشتیبانی داخلی برای اکثر (اگر نه همه) زبان‌های IEC-61131-3، و همچنین مجموعه دستورالعمل‌های پیشرفته برای رسیدگی به برنامه‌های کنترل حرکت، دسته‌ای و فرآیند است.
در مقابل، اکثر PLCهای نسل اول تولید شده‌در اوایل دهه 1970 منحصراً در منطق نردبانی برنامه ریزی شده‌بودند، با مجموعه دستورالعمل‌های محدودی که عمدتاً برای رسیدگی به برنامه‌های کاربردی گسسته‌طراحی شده‌بودند. اکثر PACها همچنین از یک پایگاه داده برچسب تولید شده‌توسط کاربر پشتیبانی می‌کنند. در مقابل PLCهای قدیمی که به طور دقیق نام گذاری داده‌ها و فایل‌های ثبت را داشتند.
تعریف کنترل کننده PAC:
در خاتمه این بخش، بهترین راه برای توصیف یک کنترل‌کننده اتوماسیون قابل برنامه‌ریزی این است که ابتدا اذعان کنیم که مانند یک کنترل‌کننده منطقی قابل برنامه‌ریزی، توانایی خودکارسازی فرآیندهای گسسته از طریق استفاده از منطق نردبانی را دارد.
با این اوصاف، اکثر PACها همچنین دارای پشتیبانی بسیار گسترده‌تری از استاندارد IEC 61131 هستند. از جمله مبتنی بر یک معماری چند وظیفه‌ای که از زبان‌های برنامه‌نویسی متعدد پشتیبانی می‌کند و همچنین یک پایگاه داده برچسب قابل تعریف توسط کاربر با پشتیبانی از نوع داده با دامنه وسیع. و اکثر PACها همچنین شامل مجموعه دستورالعمل‌های گسترده‌ای برای کنترل طیف گسترده‌ای از برنامه‌های اتوماسیون از جمله گسسته، حرکت، دسته‌ای و فرآیند هستند.
چه زمانی از کنترل کننده اتوماسیون قابل برنامه ریزی (PAC) استفاده کنیم؟
در یک مفهوم گسترده، یک کنترل کننده اتوماسیون قابل برنامه ریزی (PAC) یک کنترل کننده صنعتی است که عملکرد یک PLC را با قابلیت پردازش یک رایانه شخصی ترکیب می‌کند. اصطلاح کنترل کننده اتوماسیون قابل برنامه ریزی بطور کلی توسط گروه مشاوره ARC ابداع شده‌است که پنج ویژگی را مشخص می‌کند که یک کنترل کننده PAC را مشخص می‌کند:
- قابلیت چند دامنه‌ای
- یک پلت فرم توسعه واحد و چند رشته‌ای
- ابزارهای نرم افزاری انعطاف پذیر که جریان فرآیند را در بین ماشین‌ها یا فرآیندها به حداکثر می‌رساند.
- یک معماری مدولار و باز
- سازگاری با شبکه‌های سازمانی
تمایز کنترل کننده‌های PAC و PLC:
اما بدون تعریف استاندارد صنعتی از کنترل کننده PAC، تمایز بین PAC و PLC مبهم است. PLCهای سطح بالاتر اکنون برخی از ویژگی‌های شرح داده‌شده‌در بالا را در خود جای داده‌اند و به آنچه زمانی قلمرو PAC در نظر گرفته می‌شد فراتر می‌رود. در واقع، اکنون بسیاری از PLCها شامل زبان‌های برنامه نویسی استاندارد، توانایی گسترش عملکرد از طریق ماژول‌های الحاقی و اتصال به سیستم‌های مختلف اتوبوس هستند.
PACها هنوز با استفاده از معماری بازتر و طراحی مدولار، خود را از PLCها متمایز می‌کنند. آنها همچنین نسبت به PLCها در نظارت و کنترل تعداد زیادی ورودی/خروجی، مانند یک کارخانه پردازش بزرگ یا یک سیستم اتوماسیون پیچیده، توانایی بیشتری دارند. آنها این کار را انجام می‌دهند زیرا داده‌ها را می‌توان بین دستگاه‌ها و برنامه‌های کاربردی در حوزه‌های مختلف مانند کنترل حرکت و فرآیند رد و بدل کرد و یک کنترل کننده اتوماسیون قابل برنامه ریزی می‌تواند داده‌ها را به و از PACهای دیگر ارسال و دریافت کند و یک سیستم کنترل توزیع شده‌از PACها ایجاد کند. با ظرفیت حافظه زیاد، توانایی مدیریت ورودی/خروجی آنالوگ پیچیده یا پرسرعت، و قابلیت‌های ارتباطی پرسرعت، PACها برای کاربردهای بینایی از جمله حرکت هدایت‌شونده بینایی مناسب هستند.
توانایی PACها برای جمع آوری، ذخیره و ردیابی مقادیر زیادی از داده‌ها به این معنی است که آنها می‌توانند تعمیر و نگهداری پیش بینی و نظارت بر عملیات را انجام دهند. داده‌ها اغلب از طریق یک شبکه اترنت یا یک دستگاه ذخیره سازی USB ذخیره می‌شوند و به آنها دسترسی پیدا می‌کنند.
برنامه نویسی در کنترل کننده PAC:
PACها از زبان‌های برنامه نویسی IEC 61131-3 (طرح پله ای، نمودار بلوک تابع، نمودار تابع متوالی، لیست دستورالعمل یا متن ساختاریافته) استفاده می‌کنند. و برخی شامل زبان‌های برنامه نویسی استاندارد رایانه شخصی مانند C/C++ هستند بنابراین آشنایی حفظ می‌شود و منحنی یادگیری حفظ می‌شود. برای برنامه نویسی، صرف نظر از تجربه یا تخصص قبلی کم است.
برنامه نویسی در یک محیط توسعه یکپارچه (IDE) انجام می‌شود که از یک پایگاه داده تک با نام برچسب استفاده می‌کند. این بدان معنی است که تمام متغیرهای تعریف شده(برچسب ها) در یک پایگاه داده نگهداری می‌شوند که توسط همه نرم افزارهای کاربردی مانند HMI ها، سیستم‌های ERP و برنامه‌های کاربردی استفاده می‌شود. این کار برنامه نویسی را بسیار ساده و کاهش می‌دهد و مقیاس آن را برای سیستم‌های بزرگتر آسان تر می‌کند.
بطور خلاصه، PACها برای برنامه‌هایی که به کنترل‌های پیچیده نیاز دارند. در اتوماسیون اغلب به معنای حرکت چند محوره، حرکت هماهنگ یا درون یابی دایره ای است، مناسب هستند، در حالی که PLCها برای برنامه‌های کاربردی ساده مانند کنترل حرکت تک محوره به خوبی کار می‌کنند.
حتما بخوانید:
PLC یا PAC؟
این فناوری‌ها به تکامل خود ادامه می‌دهند و تشخیص تفاوت‌ها را سخت‌تر می‌کنند. در اینجا چند نکته در مورد اینکه این کنترل کننده‌ها چه کاری انجام می‌دهد و چگونه بین PLC و PAC برای کاربرد بعدی خود انتخاب کنید، آورده‌شده‌است. با اینکه PLCها (کنترل کننده‌های منطقی قابل برنامه ریزی) بیش از 40 سال است که وجود دارند. پیشرفت‌های اخیر قابلیت‌های آنها را بسیار افزایش داده‌است و مرز بین PLC و PAC (کنترل کننده اتوماسیون قابل برنامه ریزی) را محو کرده است.
چه تفاوت‌هایی بین این دو دسته باقی مانده است؟
آیا شکاف عملکردی بین PLC و PAC وجود دارد که کاربران باید هنگام انتخاب بهترین راه حل برای یک برنامه خاص در نظر داشته باشند؟
چند کلمه درباره تاریخچه کنترل کننده‌ها:
مختصری از تاریخ می‌تواند بحث را در چارچوب قرار دهد. PLCها در اواخر دهه 1960 برای جایگزینی سیستم‌های مبتنی بر رله ایجاد شدند. از نظر مفهومی آنها مشابه بودند و از منطق نردبانی استفاده می‌کردند که ظاهر نمودارهای سیم کشی را تقلید می‌کرد که مهندسان برای نمایش رله‌ها و تایمرهای فیزیکی و اتصالات بین آنها استفاده می‌کردند. PLCهای اولیه به پایانه‌های اختصاصی اختصاصی برای برنامه نویسی نیاز داشتند، حافظه بسیار محدودی داشتند و فاقد I/O از راه دور بودند.
در دهه 1980، نرم افزارهای مبتنی بر رایانه شخصی برای برنامه‌نویسی PLCها معرفی شدند که سریعتر شده‌بودند و با گذشت سالها ویژگی‌های بیشتری به آن اضافه شده‌بود. از آن زمان، بسیاری از فن‌آوری‌های جدید برای PLCها به کار گرفته‌شده‌اند و قابلیت‌های آنها را تقریباً بطور مداوم گسترش می‌دهند.
PACها در بازار اتوماسیون نسبتا جدید هستند و از اصطلاحی استفاده می‌کنند که توسط شرکت تحقیقات بازار ARC در سال 2001 ابداع شد. از آن زمان تاکنون، توافق خاصی در مورد اینکه چه چیزی یک PAC را از یک PLC متمایز می‌کند، وجود نداشته است.
برخی از کاربران احساس می‌کنند که اصطلاح PAC صرفاً اصطلاحات تخصصی بازاریابی برای توصیف PLCهای بسیار پیشرفته است، در حالیکه برخی دیگر معتقدند تمایز مشخصی بین PLC و PAC وجود دارد. در هر صورت، تعریف دقیق آنچه که یک PAC را تشکیل می‌دهد به اندازه درک کاربران از انواع برنامه‌هایی که هر کدام برای آنها مناسب‌تر است مهم نیست.
تعیین نیازهای کاربران:
اکثر تامین کنندگان طیف گسترده‌ای از PLCها و PACها را حمل می‌کنند که می‌تواند انتخاب محصول مناسب را برای یک برنامه خاص دشوار کند. به طور معمول PLCها برای کنترل ماشین، چه ساده و چه با سرعت بالا، مناسب‌ترین هستند. ویژگی‌های مشترک این PLCها اسکن اجرای برنامه ساده، حافظه محدود و تمرکز بر ورودی/خروجی گسسته با کنترل روشن/خاموش است.
از سوی دیگر، یک کنترل کننده PAC بیشتر به سمت معماری‌های سیستم اتوماسیون پیچیده متشکل از تعدادی نرم‌افزار مبتنی بر رایانه شخصی، از جمله عملکردهای HMI (رابط ماشین انسانی)، مدیریت دارایی، تاریخ‌نگار، کنترل فرآیند پیشرفته (APC) و غیره طراحی شده‌است. یک کنترل کننده PAC همچنین به طور کلی برای برنامه‌هایی که نیازمندی‌های کنترل فرآیند گسترده‌ای هستند مناسب‌تر است. زیرا PACها بهتر می‌توانند I/O آنالوگ و عملکردهای کنترلی مرتبط را مدیریت کنند. یک PAC تمایل دارد که انعطاف پذیری بیشتری در برنامه نویسی، ظرفیت حافظه بیشتر، قابلیت همکاری بهتر و بطور کلی ویژگی‌ها و عملکردهای بیشتر ارائه دهد.
حتما بخوانید:
سیستم DCS (کنتر توزیع شده) چیست؟
تفاوت‌های معماری کنترل کننده PAC و PLC:
در نتیجه داشتن معماری مبتنی بر منطق نردبان و تمرکز بر کنترل گسسته روشن-خاموش، گسترش یک PLC فراتر از قابلیت‌های اصلی آن – مانند افزودن قابلیت‌های کنترل آنالوگ گسترده – اغلب دشوار بوده‌ست. در PLCهای قدیمی یا پایین‌تر، معمولاً باید کارت‌های سخت‌افزاری جداگانه اضافه و برنامه‌ریزی می‌شد تا عملکردهای خارج از تمرکز اصلی PLC را انجام دهند. این توابع شامل، اما نه محدود به، شبکه‌سازی چندین مؤلفه، کنترل گسترده فرآیند، و دستکاری پیچیده‌داده‌ها بود.
برای پاسخ به تقاضا برای عملکرد بیشتر PLC، سازندگان ویژگی‌ها و قابلیت‌هایی را اضافه کرده‌اند. بعنوان مثال، PLCهای قدیمی تنها می‌توانند تعداد نسبتا کمی حلقه PID را در خود جای دهند، معمولاً حدود 16 حلقه، در حالیکه PLCهای جدید می‌توانند هزاران حلقه از این قبیل را مدیریت کنند. PLCهای جدیدتر اغلب دارای پورت‌های ارتباطی متعدد و افزایش حافظه نسبت به مدل‌های قدیمی‌تر هستند.
از سوی دیگر، PACها معماری بازتر و طراحی مدولار را برای تسهیل ارتباط و قابلیت همکاری با سایر دستگاه‌ها، شبکه‌ها و سیستم‌های سازمانی ارائه می‌دهند. آنها می‌توانند براحتی برای برقراری ارتباط، نظارت و کنترل در شبکه‌ها و دستگاه‌های مختلف استفاده شوند زیرا از پروتکل‌های استاندارد و فناوری‌های شبکه مانند اترنت، OPC و SQL استفاده می‌کنند.
تفاوت‌های برنامه نویسی کنترل کننده PAC و PLC:
PACها همچنین یک پلتفرم واحد را ارائه می‌دهند که در حوزه‌های متعددی مانند کنترل حرکت، گسسته و فرآیند عمل می‌کند. علاوه بر این، طراحی ماژولار یک PAC گسترش سیستم را ساده می‌کند و اضافه کردن و حذف سنسورها و سایر دستگاه‌ها را آسان می‌کند و اغلب نیاز به قطع سیم‌کشی را از بین می‌برد. طراحی ماژولار آنها افزودن و نظارت و کنترل موثر هزاران نقطه ورودی/خروجی را آسان می‌کند یعنی کاری فراتر از دسترس اکثر PLCها.
یکی دیگر از تمایزهای کلیدی بین PLC و PAC، برنامه نویسی مبتنی بر برچسب است که توسط PAC ارائه می‌شود. با یک PAC، یک پایگاه داده با نام تگ می‌تواند برای توسعه استفاده‌شود، با یک بسته نرم افزاری که قادر به برنامه ریزی چندین مدل است. برچسب‌ها یا نام‌های توصیفی را می‌توان قبل از اتصال به آدرس‌های ورودی/خروجی یا حافظه خاص به توابع اختصاص داد. این باعث می‌شود برنامه نویسی PAC بسیار انعطاف پذیر باشد و مقیاس پذیری آسان برای سیستم‌های بزرگتر باشد.
تفاوت‌های عملکردی کنترل کننده PAC و PLC:
- خط مرزی بین PLC و PAC کمتر مشخص شده‌است. اما هنوز هم برخی از برنامه‌های کاربردی وجود دارند که به‌علت طیف وسیع‌تری از ویژگی‌ها، عملکردها و قابلیت‌های آن، به وضوح به نفع PAC هستند:
- از منظر برنامه نویسی، یک PLC معمولا دارای یک نقشه حافظه و آدرس دهی ثابت است. در مقابل کنترل کننده PAC اجازه نام‌گذاری برچسب را می‌دهد و به کاربران این امکان را می‌دهد تا انواع داده‌ها را همانطور که برنامه‌ریزی می‌کنند تعریف کنند. این انعطاف پذیری بیشتری را به خصوص در هنگام گسترش سیستم فراهم می‌کند.
- در حالیکه بسیاری از PLCهای سطح بالا دارای سرعت اجرای عالی هستند. PACها معمولا ظرفیت I/O و اندازه حافظه کاربر بسیار بیشتری را برای پروژه‌های بزرگتر و اندازه‌های کلی سیستم بزرگتر ارائه می‌دهند. این اغلب آنها را برای سیستم‌های بزرگی که چندین ناحیه از یک کارخانه را در بر می‌گیرند انتخاب بهتری می‌کند.
- در حالیکه PLCهای پیشرفته گزینه‌های ارتباط و مدیریت داده‌ها را افزایش داده‌اند PACها همچنان ویژگی‌های داخلی بیشتری مانند پورت‌های ثبت دادهUSB، یک وب سرور برای مشاهده‌داده‌های سیستم و فایل‌های گزارش داده. و یک صفحه نمایش LCD برای رابط کاربری و تشخیص پیشرفته ارائه می‌دهند.
- PACها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که با SQL و پایگاه‌های داده‌دیگر ادغام شوند. آنها اغلب هنوز هم برای برنامه‌های کاربردی کنترل فرآیند انتخاب هستند زیرا مزایای دیگری مانند آنالوگ رزولوشن استاندارد 16 بیتی را برای اندازه گیری‌های با دقت بالاتر ارائه می‌دهند. PLCها و PACهای مدرن بسیاری از ویژگی‌های یکسان را دارند و هر کدام در بسیاری از کاربردها عمل می‌کنند.
- انتخاب نهایی معمولاً توسط ده‌ها عامل برای هر برنامه کاربردی و محیط شرکت مشخص می‌شود. از جمله الزامات عملکردی، برنامه‌های توسعه آینده، روابط شرکت/فروشنده، و تجربه گذشته با پلتفرم‌های اتوماسیون خاص.
حتما بخوانید:
انواع پی ال سی (PLC) های امرون
انتخاب با شماست!
برای کاربردهای ساده، مانند کنترل یک ماشین اصلی، PLC انتخاب بهتری نسبت به PAC است. به همین ترتیب برای اکثر برنامه‌هایی که عمدتاً از ورودی/خروجی گسسته‌تشکیل شده‌اند. یک PLC بهترین انتخاب است مگر اینکه الزامات فوق‌العاده دیگری مانند مدیریت و دستکاری گسترده داده‌ها وجود داشته باشد.
اگر کاربرد شما شامل نظارت و کنترل تعداد زیادی از نقاط ورودی/خروجی آنالوگ باشد، بطور کلی کنترل کننده PAC راه حل بهتری است. این مورد نیز زمانی است که برنامه شامل کل کارخانه یا یک طبقه کارخانه باشد. وضعیتی که معمولاً نیاز به I/O توزیع شده‌در تعداد زیاد، همراه با کنترل حلقه گسترده دارد یعنی عملکردهایی که برای PAC بهتر از PLC مناسب هستند.
سردرگمی زمانی ایجاد می‌شود که یک برنامه کاربردی بین ساده و پیچیده‌قرار دارد. و در این شرایط یک PLC رده بالا یا یک پلت فرم PAC پایین رده کار خواهد کرد. در نهایت، انتخاب بین این دو بطور دقیق توسط عوامل دیگر خارج از الزامات برنامه خاص تعریف می‌شود. این عوامل شامل تجربه گذشته با هر پلتفرم، قیمت، سطح پشتیبانی محلی و رشد و تغییرات پیش‌بینی‌شده در آینده است.
هنگامی که تصمیمی بین PLC یا PAC گرفته‌می‌شود. کاربران معمولاً طیف گسترده‌ای از محصولات را برای انتخاب دارند، حتی اگر تنها یک فروشنده در نظر گرفته‌شود. به این دلیل که PLCها و PACها معمولاً در سیستم‌هایی در مقیاس طراحی می‌شوند. به این معنی که خانواده ای از کنترلرها وجود دارد که می‌توانند از بین آن محدوده از تعداد ورودی/خروجی کمتر تا ظرفیت سیستم بیشتر، با ویژگی‌ها و عملکردهای بیشتری با تعداد ورودی/خروجی و افزایش قیمت‌ها انتخاب کنند.
جمع بندی:
در مقاله امروز سپیانی به کنترل کننده PAC و تفاوت‌های آن با PLC پرداختیم. چنانچه پس از مطالعه این مقاله سوال یا ابهامی در رابطه با کنترل کننده PAC دارید میتوانید بصورت رایگان از مشاوره متخصصین سپیانی کمک بگیرید. همچنین برای خرید دستگاه‌های ذکر شده و دیگر تجهیزات لازم و آگاهی از قیمت و مشخصات فنی آنها میتوانید به بخش فروشگاه ما مراجعه کنید. جهت کسب اطلاعات بیشتر همین الان از طریق واتساپ با ما در تماس باشید.
