Poradnik Automatyka cz. 6. Jak wybrać kompaktowy sterownik PLC?

Sterowniki PLC na rynku automatyki pojawiły się ponad 40 lat temu. Patrząc na dynamiczny rozwój elektroniki, wielu wróżyło ich koniec na rzecz komputerów przemysłowych z funkcjami PLC. Tak się jednak nie stało – PLC są w dalszym ciągu bardzo popularne, a rynek automatyki na te produkty wciąż rośnie.

Paradoksalnie duża liczba producentów PLC wcale nie ułatwia wyboru najlepszego rozwiązania. Funkcjonalnie urządzenia są do siebie bardzo podobne, dlatego producenci swoje siły przyłożyli do wzrostu intuicyjności obsługi oferowanych produktów i w tym upatrują dla siebie szansy na zwiększenie udziału w rynku. A na rynku robi się coraz ciaśniej z uwagi na nowych producentów, którzy rozwiązania PLC wprowadzają do swojej oferty.

Jednym z nich jest Astraada, która swoją ofertę rozbudowała o nowe rozwiązania PLC programowane z poziomu CodeSys. To rozwiązanie na tle GE i Horner APG – flagowych dostawców układów sterowania z oferty ASTOR będziemy chcieli w tym artykule porównywać. Do zestawienia wybraliśmy najpopularniejszą z punktu widzenia rynku klasę sterowników – segment Micro.

Astraada ONE – niemiecka technologia

Astraada to najszybciej rozwijająca się linia produktowa z oferty ASTOR. W połowie 2015 do oferty trafiły nowe rozwiązania producenta – sterowniki Astraada One.

Produkty z rodziny Astraada One to kompaktowe sterowniki PLC, modułowe sterowniki PLC, sterowniki PLC zintegrowane z terminalem operatorskim oraz terminale operatorskie. W tym poradniku skupimy się na omówieniu sterownika kompaktowego ECC2000.

Rodzina kompaktowych sterowników Astraada One to 4 sterowniki, różniące się między sobą ilością wejść/wyjść oraz ilością wbudowanych portów komunikacyjnych. Najbardziej rozbudowany sterownik ma 32 wejścia/wyjścia cyfrowe oraz 18 wejść/wyjść analogowych. Zastosowanie modułów rozszerzających o kolejne wejścia/wyjścia daje możliwość łatwej rozbudowy systemu.

Kompaktowe sterowniki z rodziny Astraada One zaimplementowane mają porty Ethernetowe, które mogą być wykorzystywane jako switch. Ponadto sterowniki te mają port EtherCat, port CAN oraz RS232 i RS485. Komunikacja z innymi urządzeniami odbywa się za pomocą protokołu EtherCAT, CANopen, Modbus TCP/IP, Modbus RTU, które są w standardzie. Opcjonalnie istnieje możliwość zamówienia sterownika z protokołem BACnet. Każdy sterownik ma wbudowany Webserver, posiada slot na kartę µSD oraz port USB.

Wspólnym dla wszystkich urządzeń rodziny Astraada One narzędziem programistycznym jest środowisko CODESYS. Konfiguracja, programowanie i tworzenie wizualizacji odbywa się z poziomu jednego środowiska programistycznego. Jest to najnowsza wersja programu Codesys – wersja V3.

Astraada RCC – czyli Horner APG bez panelu HMI

Horner APG przez większość klientów kojarzony jest jako producent kompaktowych PLC zintegrowanych z HMI. Portfolio oferowanych produktów jest bardzo szerokie, ale w ofercie dostawcy pojawiło się nowe rozwiązanie o nazwie RCC, które posiada tylko funkcję PLC. Horner zdecydował się dostarczać nowy sterownik na polskim rynku pod logiem Astraada.

Aktualnie oferta RCC obejmuje tylko dwa modele, ale odpowiednio dobrana konfiguracja sprzętowa powoduje, że znajduje wielu klientów głównie na rynku maszynowym oraz w aplikacjach inteligentnego sterowania budynkami. Kompaktowe rozmiary urządzenia (116 x 111 x 50 mm), montaż na szynie DIN oraz odłączane terminale przyłączeniowe (podłączenie kabli sygnałowych od czoła urządzenia) ograniczają ilość miejsca potrzebnego na montaż oraz ułatwiają i przyspieszają jego serwis.

Standardowym wyposażeniem RCC oprócz wbudowanych sygnałów wejść/wyjść jest port Ethernet, dwa porty szeregowe RS232/485, port CAN oraz port MicroSD. Tak bogate możliwości komunikacyjne powodują, że RCC nie tylko łatwo rozbudować o obsługę kolejnych sygnałów, ale również można wykorzystać go w charakterze koncentratora zbierającego dane z innych podłączonych do niego urządzeń. Zebrane w ten sposób dane procesowe, alarmy i zdarzenia można logować w postaci plików CSV na zainstalowanej karcie pamięci MicroSD.

Zgodność z pakietem językowym IEC 61131 (obsługa języka LD, IL, ST, FBD oraz SFC) to możliwość tworzenia programów sterujących do aplikacji pracujących w różnych gałęziach przemysłu. RCC może być programowany na ruchu bez zatrzymania jego pracy.

VersaMax Micro – stary, ale jary

Nie ma co ukrywać - z porównywanej trójki VersaMax Micro od GE jest rozwiązaniem najstarszym. Ale pomimo wieku, dostępna w nim funkcjonalność w połączeniu z ekstremalnie wysoką niezawodnością powoduje, że w dalszym ciągu jest najchętniej wybieranym sterownikiem klasy Micro z oferty ASTOR do małych aplikacji przemysłowych. Kompaktowa budowa integruje do 64 wbudowanych wejść i wyjść i jeden port RS232.

Opcjonalnie sterownik można rozbudować o drugi port komunikacyjny Ethernet, RS232/485 lub USB oraz o 4 moduły rozszerzeń sygnałowych. Wbudowana obsługa sygnałów HSC (100 kHz) i PWM (65 kHz) oraz 32-bitowe liczniki pozwalają na obsługę silników krokowych, a w aplikacjach wymagających większej dokładności i szybkości działania można zastosować do 4 serwonapędów VersaMotion.

Do wizualizacji i zadawania parametrów pracy VersaMax Micro można łatwo zintegrować z operatorskimi QuickPanel+, a konfiguracja i programowanie całego systemu są realizowane z jednego narzędzia Proficy Machine Edition.

VersaMax Micro wyposażone są w 48 kB pamięci RAM i Flash, co pozwala na budowanie programów sterujących składających się z kilku tysięcy szczebli, a wgrywanie programu do sterownika może być realizowane na ruchu.

3 różne PLC, 3 różne narzędzia do konfiguracji

Każdy sterownik ma dedykowane narzędzie do konfiguracji i programowania. Wspólna dla CODESYS, Cscape oraz Proficy Machine Edition jest jedna, wspólna baza zmiennych oraz możliwość skonfigurowania całego systemu z jednego narzędzia – to duży ukłon w stronę programistów, którzy oszczędzają dzięki temu dużo czasu. Na tym elementy wspólne się kończą.

Każdy z dostawców promuje inne funkcjonalności, którymi chce się wyróżnić na rynku. Cscape stawia przede wszystkim na bardzo dużą intuicyjność i łatwość programowania. Na tle konkurencji funkcjonalność narzędzia jest na bardzo wysokim poziomie. Dostępne bloki funkcyjne, mechanizmy ułatwiające konfigurację, nowe narzędzia w module HMI, jak obsługa kamer czy zdalny dostęp w połączeniu z brakiem licencjonowania powodują, że popularność tego dostawcy bardzo szybko rośnie.

Odmienne zdanie odnośnie licencjonowania ma GE. Proficy Machine Edition jest narzędziem płatnym, ale dostępne promocje pozwalają na zakup pełnego pakietu licencyjnego w cenie 680 PLN. To, co GE podkreśla najmocniej w swoim narzędziu, to pełna kompatybilność ze wszystkimi seriami urządzeń z oferty GE oraz możliwość migracji programów napisanych w starszych narzędziach jak LM90 czy VersaPro. Dla użytkowników, którzy muszą migrować stare systemy do nowych, jest to bardzo duże ułatwienie - podobnie jak możliwość przenoszenia kodu pomiędzy różnymi seriami sterowników, czy przygotowanych i przetestowanych własnych bloków funkcyjnych. PME posiada również szereg mechanizmów i wizzardów ułatwiających konfigurację systemów redundantnych. W naszym porównaniu nie ma to znaczenia, ale warto wiedzieć, co dostajemy w ramach zakupionej licencji.

CODESYS to narzędzie wykorzystywane nie tylko przez producenta Astraada, ale i szereg innych dostawców automatyki obecnych na naszym rynku. To powoduje, że jest bardzo popularne i sięga po nie coraz większa liczba automatyków. Samo środowisko CODESYS jest darmowe, natomiast licencja obejmuje targety, pozwalające na programowanie fizycznych urządzeń, w tym przypadku sterowników Astraada One. Koszt tej licencji to 990 PLN. Jest to pełna licencja na całą firmę, uwzględniająca również wszelkie aktualizacje.

CODESYS integruje w sobie zarówno programowanie sterowników, jak i tworzenie wizualizacji procesowych. W programie możemy wykorzystywać języki programowania zgodne z normą IEC61131-3: ST – Structured Text, FBD – Function Block Diagram, LD – Ladder Logic Diagram, IL – Instruction List, CFC – Continuous Function Chart, SFC – Sequential Function Chart.

Który najlepszy? Najtańszy?

Z uwagi na bardzo szerokie spektrum zastosowań sterowników PLC oraz bardzo różne potrzeby klientów, każdy z dostawców znalazł dla siebie obszar, do którego z powodzeniem dostarcza swoje produkty.

RCC to przede wszystkim branża wod-kan i systemy automatyki budynkowej. GE można spotkać w maszynach, wod-kan oraz rozdzielnicach elektrycznych.

Astraada ONE na rynku jest od niedawna, ale dostawca mierzy w segment producentów maszyn i urządzeń. Cenowo rozwiązania mocno różnią się od siebie.

To co może zaskoczyć to fakt, że najmniej zapłacimy za sterownik VersaMax Micro od GE. Model IC200UDD020 obsługujący 12 DI oraz 8 DO wraz z opcjonalnym portem Ethernet to wydatek rzędu 1150 PLN. Do tego należy doliczyć jeszcze cenę licencji PME, którą obecnie można nabyć w promocyjnej ofercie za 680 PLN (licencja Professional na wszystkie urządzenia z oferty GE). 1500 PLN kosztuje RCC1410 obsługujący 14 DI i 10 DO, a narzędzie Cscape dostarczane jest w cenie sterownika. Za Astraada ONE ECC2200 z wbudowaną obsługą 16 DI i 16 DO należy zapłacić 2760 PLN plus 990 PLN za oprogramowanie narzędziowe. Wydaje się dużo, ale pamiętajmy, że spośród porównywanej trójki to najmocniejszy hardware i największe możliwości.