Qual è il plc più veloce al mondo? Come si misura la velocità delle cpu dei controllori logici programmabili? In questo articolo presentiamo quello che, così come affermato dalla sua casa costruttrice, era nel 2010 il plc senza rivali nella velocità di interpretazione del programma.
Stiamo per conoscere lo Yokogawa FA-M3V, dove la lettera “V” nella sigla sta per “vitesse”, che in francese significa proprio velocità.
Perché un articolo che riguarda un apparecchio del 2010 (che quindi ha più di 10 anni)?
Abbiamo scelto di parlare di questo controllore perché in quegli anni la sua uscita segnò davvero un record, inoltre quella fu una delle poche occasioni in cui una casa produttrice di plc enfatizzò così tanto il valore della velocità dei propri processori.
Visto che tra quel momento e oggi è passata una decade abbondante, confronteremo le performance del processore Yokogawa con le moderne cpu della serie Siemens Simatic S7-1500.
La misurazione della velocità di un plc.
Quando si parla di performance di un sistema di controllo con PLC, ci sono diversi parametri che si possono prendere in considerazione, e in questo senso confrontare apparecchiature di produttori diversi può talvolta essere fuorviante; infatti non sempre i dati nelle specifiche si riferiscono alle stesse variabili, o addirittura in certi casi certi dati non sono nemmeno specificati.
Un po’ come avviene per i computers, misurare la velocità può significare tutto o niente, per esempio possiamo avere un pc con processore velocissimo ma con scheda grafica lenta; in questo caso quando elaboreremo un disegno tridimensionale, il processore risulterà appesantito.
Allo stesso modo, un pc molto veloce ma collegato a internet attraverso un modem che lavora su doppino telefonico e con tecnologia ADSL di vecchia generazione, per scaricare alcuni GB di dati ci metterà molto tempo, molto di più di un computer lento ma collegato alla rete con la fibra ottica.
Per quanto riguarda i PLC, ci riferiamo alla velocità di esecuzione delle istruzioni del programma, e per farlo si possono prendere alcuni parametri come i seguenti:
Velocità di esecuzione di uno step di programma.
Velocità di esecuzione di un’istruzione booleana.
Velocità di esecuzione di un’istruzione con variabili numeriche intere.
Velocità di esecuzione di un’istruzione con variabili numeriche a virgola mobile.
Per tutti questi parametri i tempi di esecuzione sono nell’ordine dei nanosecondi, per cui se abbiamo programmi con poche istruzioni le differenze tra un plc e l’altro saranno poco significative; se invece questi devono eseguire programmi enormi allora la velocità diventa importante.
Il plc Yokogawa FA-M3V: il più veloce al mondo.
Nel 2010 la multinazionale giapponese annunciava il plc più veloce del mondo, la versione “V” della famiglia di controllori FA-M3V.
Questo plc è capace di eseguire centomila passi di programma ladder in 1 millisecondo, ed è stato progettato seguendo il concetto di design chiamato IPRS (Instruction, Processing, Response and Scan). Tradotto in italiano IPRS significa istruzioni, processamento, risposta e scansione.
La casa Yokogawa non è nuova in campo di applicazioni veloci, infatti i plc si inseriscono in un ben più ampio ventaglio di soluzioni hardware e software per l’automazione industriale. Tornando al controllore FA-M3V, ecco nel prossimo paragrafo alcune delle altre caratteristiche che esso presenta.
Processore super veloce grazie all’impiego della tecnologia IPRS e PIPS (processamento di istruzioni parallelo).
Ingombro ridotto e porte di comunicazione Ethernet e USB integrate.
Funzioni di sicurezza con login e tre livelli di controllo accesso.
Funzioni di controllo degli errori (ECC) che non influiscono molto sulla velocità di processo.
Per meglio comprendere quanto fosse veloce questo PLC nel periodo in cui fu prodotto per la prima volta, possiamo confrontarlo con i moderni controllori della Siemens serie Simatic S7-1500.
Ecco nella prossima figura la tabella che mostra le performance delle varie unità centrali della casa tedesca.
Per raffrontare meglio le velocità di questi processori con quello della Yokogawa, nella figura qui sotto abbiamo riassunto le performance per l’esecuzione di istruzioni semplici (booleane) e complesse (a virgola mobile).
Possiamo notare che il plc giapponese si colloca tra la 1516-3 PN/DP e la 1517-3 PN/DP, e a fronte di questi dati, non si può negare che il modello FA-M3V sia un apparecchio dalle ottime caratteristiche.
Quanto conta la velocità dei plc?
Sebbene leggere i dati di queste apparecchiature possa mettere di buon umore, è bene tener presente che, come espresso in testa a questo articolo, nel valutare la bontà di un sistema d’automazione si devono considerare molte variabili che dipendano dall’insieme delle apparecchiature, dei processori, e delle reti impiegate.
Molto spesso la velocità della maggior parte dei processori in commercio è più che sufficiente per assicurare il funzionamento ottimale dei processi di ogni tipo.