بررسی تفاوت های PLC و PAC

چکیده: ( PLC ( Programmable Logic Controller بیش از ۴۰ سال است در صنایع مختلف کاربرد دارند و پیشرفت­ های اخیر قابلیت­ های آن ­ها را به شدت افزایش داده است. این پیشرفت­ ها باعث شده است که تفاوت بین PLCها و PACها بسیار کم باشد تا جایی که گروه بزرگی از متخصصان اتوماسیون صنعتی تا به حال نام PAC را هم نشنیده ­اند. PAC مخفف شده Programmable Automation Controller است.

 ( PLC ( Programmable Logic Controller بیش از ۴۰ سال است در صنایع مختلف کاربرد دارند و پیشرفت­ های اخیر قابلیت­ های آن­ها را به شدت افزایش داده است. این پیشرفت­ ها باعث شده است که تفاوت بین PLCها و PACها بسیار کم باشد تا جایی که گروه بزرگی از متخصصان اتوماسیون صنعتی تا به حال نام PAC را هم نشنیده­ اند. PAC مخفف شده Programmable Automation Controller است. چه تفاوتی بین این دو گروه از کنترل­ کننده­ های صنعتی وجود دارد؟ آیا در کارایی این دو تفاوتی وجود دارد که کاربران باید در هنگام انتخاب و استفاده از آن­ها نکات خاصی را در نظر بگیرند؟

در این مطلب سعی می­کنیم تا ابتدا تاریخچه مختصری از از این دو گروه کنترل­ کننده صنعتی را ارائه بدهیم، سپس به بیان تفاوت­ های این دو کنترل­ کننده در زمینه­ های مختلف بپردازیم.

یک تاریخچه مختصر در این بحث می­ تواند شروع خوبی در این بررسی باشد. PLCها در اواخر دهه ۶۰ میلادی برای جانشین شدن با سیستم­ های رله به ­وجود آمدند. از نظر عملکرد این دو یکسان بودند و از منطق Ladder برای نشان دادن میمیک ­ها(Mimic) و در کل دیاگرام­ های سیم ­کشی سیستم برای مهندسان استفاده می ­شد که شامل ارتباط­ های فیزیکی بین رله ­ها و زمان­سنج­ ها بود. PLCهای اولیه نیاز به ترمینال­ های اختصاصی برای برنامه ­نویسی داشتند، حافظه محدود و نبود درگاه­ های ورودی/خروجی با دسترسی از دور از مشکلات آن­ها بود.

تا دهه ۸۰ میلادی، نرم­ افزارهای PC-based برای برنامه­ نوسی PLCها معرفی شدند که سریع تر بودند و ویژگی ­های جدیدی در طی سال­های مختلف به آن­ اضافه شده بود. پس از آن فناوری ­های جدید به PLCها افزوده شد که باعث افزایش کارایی آن­ها در زمینه­ های مختلفی شد.

PACها به نوعی در بازار اتوماسیون صنعتی جدید هستند، این واژه از سال ۲۰۰۱ توسط شرکت ARC معرفی شد. پس از آن هیچ توافق خاصی بر سر اینکه چه تفاوتی بین PLC و PAC وجود دارد محقق نشد. برخی از کاربرها واژه PAC را به عنوان یک اصطلاح فنی برای PLCهای پیشرفته ­تر می­ دانند، در صورتی برخی دیگر معتقد هستند تفاوت­ های قطعی و واضحی بین این دو وجود دارد. به هر شکل، توصیف کردن اینکه یک PAC برای توصیف چه چیزی به کار می­رود به اندازه اینکه چه کنترل­ کننده­ای نیاز کاربر را برطرف می ­کند اهمیت ندارد.

تعیین کردن نیازهای کاربران:

بیشتر تامین­کنندگان قطعات طیف گسترده­ای از PLCها و PACها را ارائه می­کنند که کار یک انتخاب درست برای برطرف کردن نیاز کاربرد اصلی سیستم را سخت می­ کند.

به صورت معمول PLCها برای کنترل کردن ماشین­ ها چه ساده و چه پر سرعت به کار می­روند. ساختار معمول PLCها برای اجرای برنامه­های ساده، حافظه محدود و تمرکز خاص بروی ورودی/خروجی­ های گسسته با کنترل on/off می ­باشد.

اما یک PAC برای سیستم­ های اتوماسیون پیچیده ­تری طراحی شده است که از نرم­ افزارهای مختلف PC-based تشکیل شده است، شامل توابع HMI، مدیریت بهینه سیستم، ثبت داده ­ها، کنترل پیشرفته پردازش(Advanced Process Control) وکنترل­ های از این قبیل می ­باشد. یک PAC به صورت کلی برای برطرف کردن نیازهای گسترده کنترل کاربرد دارند، زیرا PACها قابلیت این را دارند که توابع کنترل مربوط به ورودی/خروجی­های آنالوگ رسیدگی کنند. یک PAC توانایی ارائه انعطاف ­پذیری بیشتری در برنامه ریزی، ظرفیت حافظه بیشتر، قابلیت همکاری بیشتر و ویژگی­ ها و عملکردهای عمومی بهتری دارد.

در نتیجه برای داشتن یک معماری براساس منطق Ladder و تمرکز بروی کنترل گسسته on/off، گسترش دادن PLCها برای اضافه کردن امکاناتی بیش از آنچه را دارا هستند کار تا حدی مشکل می­کند. برای برخودر با این مسئله باید کارت­ های اضافی به سیستم کنترل PLCها برای برآورده کردن نیازهای پردازشی بیش از عملکرد PLC، اضافه کرد. برخی نیازهای ساده برای گسترش مثل اضافه کردن یک کارت آنالوگ جدید مشکل خاصی را برای گسترش به وجود نمی ­آورد اما این نیازها تنها به بحث­ های ساده شبکه یا جمع­ آوری داده­ های پرحجم ختم نمی­ شود.

برای برطرف کردن این قبیل مشکلات، تولید کننده­ های PLC سعی کردند قابلیت­ های بیشتری به آن­ها اضافه کنند، مثلا حافظه PLCها را بیشتر کردند، تعداد حلقه ­های کنترلی PID را بیشتر کردند و تعداد پورت ­های ارتباطی آن را افزایش دادند.

با این وجودف PACها معماری بازتری را برای به وجود آوردن یک ساختار ماژولار و آسان کردن ارتباط و همکاری بین دستگاه­ ها را فراهم کردند. PACها به راحتی می­ توانند برای مانیتورینگ و کنترل بروی دستگاه­ های مختلف با فناوری­ هایی نظیر Ethernet، OPC و SQL ارتباط برقرار کرده و کار کنند.

یک تفاوت اساسی بین PACها و PLCها برنامه­ریزی Tag-based می­ باشد که توسط PAC پیشنهاد شده است. با یک PAC، یک Tag-name پایگاه­ داده می ­تواند برای گسترش استفاده شود. Tagها یا نام­های توصیفی، می­ توانند به یک تابع ورودی خروجی خاص یا آدرس حافظه تخصیص داده شود و کار برنامه ­نویسی ماژولار را راحت کند. این برنامه ­ریزی PACها رابسیار انعطاف ­پذیر کرد و قابلیت گسترش آن را ساده ­تر کرد.

تفاوت­ های عملکردی:

۴ مورد از تفاوت­های اساسی بین این PLCها و PACها عبارت است از:

1. از دیدگاه برنامه­ نویسی، یک PLC دارای یک نقشه حافظه(Memory Map) ثابت است. در مقابل یک PAC اجازه Tag-naming می­ دهد که کاربر را قادر می­ سازد نوع داده ­های خود را مشخص کند. این امکان انعطاف ­پذیری بیشتری برای سیستم ایجاد می کند به ویژه وقتی در صحبت از گسترش سیستم باشد.
2. درحالی که PLCها دارای سرعت عالی برای اجرا می­ باشد، PACها به طور معمول ظرفیت ورودی/خروجی بیشتر و حافظه بیشتر برای کاربر برای پروژه­ های بزرگتر را در اختیار وی قرار می­ دهد.
3. PLCهای پیشرفته دارای تنظیمات مختلفی برای افزایش ارتباط و رسیدگی­ کردن به داده ­ها می­ باشد، PACها بر امکانات قرار داده شده بیشتر بروی سیستم خود تاکید دارد مثل جمع­ آوری داده از طریق USB، یک سرور وب برای دیدن داده­ های سیستم و داده ­های ارتباطی و یک صفحه LCD برای نمایش اطلاعات و برنامه ­های کاربر و خطایابی.
4. PACها برای ارتباط بهتر با پایگاه داده ­های طراحی شده ­اند. همچنین PACها انتخاب خوبی برای فرآیندهای پردازشی کنترل می­ باشند زیرا چون آن­ها ویژگی­ های دیگری مثل رزلوشن آنالوگ تا ۱۶بیت برای اندازه­ گیری­ های ویژه دارد.

در نهایت می­ توان گفت انتخاب کنترل­ کننده مناسب برای سیستم کنترل به فاکتورهای زیادی مثل محیط کار، نیازهای برنامه، برنامه­ های گسترش آینده واحد مورد نظر و … بستگی دارد.

انتخاب با شماست

برای کارهای ساده کنترلی مثل کنترل یک ماشین معمولی، بدون شک PLC انتخاب منطقی­ تری از PAC است، همینطور برای کاربردهای ورودی/خروجی­ های گسسته PLC بهترین انتخاب است، مگر اینکه انتخاب نیازهای فراتر از میزان عادی سیستم مثل رسیدگی کردن به حجم زیادی از داده­ ها در کار باشد.

اگر کاربرد شما شامل مانیتورینگ و کنترل تعدا زیادی دستگاه آنالوگ ورودی/خروجی باشد و یا کل سیستم کنترل یک کارخانه یا واحد صنعتی بزرگ که در واقع بحث در مورد یک سیستم بزرگ کنترل ورودی/خروجی توزیع شده است،در حالت کلی PAC نسبت به PLC انتخاب بهتری است.

با توجه به مطالبی که تا این لحظه بیان شد ده مورد از مزایای PAC نسبت به PLC را در جدول زیر برایتان لیست کردیم.