Benvenuto sul sito dedicato all’automazione industriale, ai PLC e ai sistemi di supervisione. Oggi parliamo dei soft-plc, o dei plc “virtuali”, che altro non sono che dei software che ci permettono di far svolgere le funzioni dei PLC tradizionali ai computers come i nostri PC di casa, e soprattutto quelli industriali.
Ecco gli argomenti di oggi:
Hardware e software nell’automazione industriale.
Cosa sono i soft-plc.
Come si evolvono i soft-plc rispetto ai plc hardware.
I soft-plc disponibili oggi sul mercato - Codesys.
Soft-plc Siemens.
Soft-plc Phoenix Contact.
Hardware per soft-plc.
Hardware e software nell’automazione industriale.
Hardware e software, due facce della stessa medaglia che si evolvono continuamente, in ogni settore della tecnologia.
Così come avviene con le apparecchiature e la strumentazione, anche le soluzioni per l’automazione hanno visto il nascere e crescere di software che integra o in alcuni casi sostituisce l’hardware nei sui compiti.
Facciamo un esempio, oggi possiamo configurare e utilizzare istruzioni di regolazione PID all’interno del PLC, e avere quindi un regolatore di processo (temperatura, pressione, portata ecc.) funzionante esattamente come quello reale.
Tra i vantaggi che otteniamo con la soluzione software c’è il fatto di poter disporre di molti regolatori software, facilmente e velocemente configurabili, con costi minori.
Nel caso del plc, oggi possiamo contare su alcune soluzioni per avere a disposizione controllori logici programmabili all’interno di micro computers come il Raspberry PI, schede intelligenti come Arduino, personal computer industriali e non.
Cosa sono i soft-plc.
Che cos’è davvero un soft-plc? In sostanza si tratta di un programma (o meglio un insieme di programmi), che permettono di creare un ambiente di runtime (esecuzione), all’interno del quale si può avviare ed eseguire il software di interpretazione delle istruzioni del PLC, per svolgere i compiti prefissati, come farebbe un plc fisico.
Nella prossima immagine possiamo vedere l’architettura di un soft plc che funziona con sistema operativo Linux, fornito dall’azienda SoftPLC. Al su interno possiamo trovare una serie di moduli software come i protocolli di comunicazione e i drivers, il sistema runtime, e notiamo la presenza del linguaggi C e C++, tradizionalmente linguaggi di programmazione per computers diffusi e tuttora molto utilizzati per ogni tipo di applicazione.
Come vediamo nella figura sopra, all’interno del sistema “plc software” abbiamo anche drivers più ad alto livello ed eventualmente browser HTML; naturalmente le caratteristiche offerte dal soft-plc dipendono molto dal modello scelto, tutti comunque hanno all’interno le stesse componenti software di base.
Come si evolvono i soft-plc rispetto ai plc hardware.
Così come avviene in altri ambiti della tecnologia, anche le soluzioni software per plc sono destinate ad aumentare, anche se per impiegare questi software per alcune applicazioni è necessario adottare un supporto hardware sicuro e stabile, prerogativa che risulta oggi ancora evidente solo nei sistemi plc fisici.
Basta farsi un giro nella miriade di realtà produttive dislocate nel mondo per notare che sugli impianti troviamo molti controllori hardware e pochi software, segno che questo tipo di soluzione è ancora in via di sviluppo.
Anche il mercato dei soft-plc in effetti non è ancora molto maturo, e come vedremo nei prossimi paragrafi, le soluzioni per questo tipo d’applicazione sono ancora poche.
I soft-plc disponibili oggi sul mercato - Codesys.
Parlando di software plc non possiamo non parlare di Codesys, il sistema di programmazione gratuito che ci permette di creare applicazioni anche complesse, che possono essere eseguite su diverse apparecchiature di diversi costruttori, le quali hanno a bordo il sistema Codesys Runtime per eseguire il programma.
Codesys è uno dei sistemi soft-plc più potenti, e tra l’hardware che lo supporta possiamo trovare il piccolo Raspberry PI, come quello che vediamo nella prossima figura. Naturalmente per funzionare, i plc di questo tipo necessitano di I/O remoti accessibili mediante un BUS, oppure di schede con ingressi e uscite accoppiabili a bordo del computer stesso.
Soft-plc Siemens.
Anche la Siemens, propone la sua versione software del plc della serie S7-1500, disponibile nelle versioni con cpu standard chiamate 1507S e 1508S, oppure di sicurezza (fail safe) chiamate 1507S F, e 1508S F. Questi plc funzionano su sistemi operativi Windows Professional, a partire dalla versione 7 Ultimate.
Tra i vantaggi dei soft plc, c’è anche quello di poter disporre di plc e sistema di supervisione all’interno della stessa apparecchiatura, per esempio un computer industriale.
Soft-plc Phoenix Contact.
Il plc software della Phoenix Contact è tra i più conosciuti al mondo, e lo troviamo nella suite software denominata AUTOMATIONWORX, la quale contiene diversi programmi di configurazione, esecuzione e diagnosi dei sistemi.
Questo plc software funziona con sistemi operativi Windows 10 e 11.
Hardware per soft-plc.
Se da un lato abbiamo visto che i soft plc possono sostituire le cpu fisiche, per quanto riguarda la connessione del plc con le apparecchiature in campo, rimane sempre necessario disporre di porte di comunicazione, soprattutto seriali ed ethernet. In questo modo i computers possono comunicare sulle reti più diffuse tra le quali PROFINET, PROFIBUS, e MODBUS.
I computers industriali di oggi offrono ottime prestazioni che garantiscono la corretta e veloce esecuzione dei programmi all’interno del sistema runtime, tuttavia è bene ricordare che se sullo stesso computer facciamo girare anche altri programmi, come quelli per sistemi di monitoraggio industriale, il rischio di rallentamenti (e nel peggiore dei casi di blocco) dei programmi, aumenta.
Nella prossima figura vediamo un esempio di PC industriale adatto per essere installato sulle linee produttive. Notiamo la superficie delle alette di raffreddamento con sistema fanless (senza ventilatore) e le numerose porte di comunicazione.
