La dirección de desarrollo futuro de los controladores PLC programables

En el futuro, controladores PLC programables (PLC) seguirá avanzando en los campos del hardware, software y comunicaciones para adaptarse al desarrollo de la tecnología. Las posibles evoluciones incluirán una combinación de algunas funciones de PLC y controladores de automatización programables (PAC) para permitir la comunicación desde abajo hasta arriba de la fábrica.

Desde el principio, cuando los PLC comenzaron a reemplazar a los relés y temporizadores en grandes cantidades, hubo una fuerza impulsora para reducir el tamaño de los sistemas de control automático y simplificar el soporte y el mantenimiento para la futura tendencia de desarrollo de los PLC. En los últimos años, los relés han sido reemplazados por estructuras más pequeñas basadas en bastidores o controladores lógicos programables más pequeños con puertos de entrada/salida remotos.

Con el desarrollo de tecnologías microelectrónicas, como circuitos integrados a muy gran escala y circuitos integrados a muy gran escala, los controladores lógicos programables se han desarrollado desde las computadoras unitarias iniciales hasta las microcomputadoras actuales compuestas por microprocesadores de 16 y 32 bits, que realizan muchas funciones. Procesamiento multipaso del procesador. Hoy en día, la tecnología PLC está muy madura. No solo mejora las funciones de control, reduce el consumo de energía y el volumen, reduce los costos, mejora la confiabilidad y hace que la programación y la detección de fallas sean más flexibles y convenientes, sino también con E/S remotas y redes de comunicación, datos El desarrollo del procesamiento y la visualización de imágenes ha Permitió que el PLC se desarrollara en la dirección del control continuo del proceso de producción y se convirtiera en la columna vertebral de la automatización de la producción industrial.

A medida que los controladores programables se utilizan cada vez más en las aplicaciones, la tecnología de los controladores programables y la estructura de sus productos mejoran constantemente y se vuelven cada vez más potentes y rentables.

1.Más pequeño, más rápido y mejor

A medida que la industria electrónica continúa desarrollándose, el tamaño de los procesadores, placas de circuitos y componentes actuales continúa reduciéndose. Estas tecnologías están afectando lentamente al PLC, haciéndolo más estable, confiable y robusto, y mejorando aún más sus funciones, como procesadores más rápidos, capacidad de memoria escalable y nuevos mecanismos de comunicación destacados.

En respuesta a la demanda del mercado, muchas características y funciones se están transfiriendo de los PLC de gama alta a los PLC de gama baja. Por ejemplo, podemos esperar que los PLC pequeños del futuro tengan más funciones que los PLC de gama alta, mientras que los PLC de gama media y alta también proporcionarán soluciones más pequeñas y compactas para satisfacer las necesidades de los clientes.

Al mismo tiempo, el PLC también se beneficia de una reducción de los costos y el tamaño de la memoria. Estas ventajas aumentan en gran medida la capacidad de almacenamiento de datos localizados y permiten que los controladores lógicos programables se utilicen en aplicaciones que históricamente requerían costosos sistemas de captura de datos. Esto también permite la implementación de otras funciones, como el almacenamiento integrado de información del producto, acelerando así la resolución de problemas.

Los PLC actuales también se benefician enormemente de la tecnología USB, que hace que la conexión en red, la programación y el monitoreo de los sistemas de control sean más fáciles que nunca. A medida que la tecnología USB continúa avanzando y se encuentran disponibles conectores mini USB más pequeños, puede esperar ver esta opción de comunicación en PLC más pequeños.

Otro ejemplo son los dispositivos de almacenamiento portátiles no volátiles, que han penetrado rápidamente en el mercado industrial desde el cambiante mundo de la electrónica de consumo. Aportan enormes beneficios a los usuarios de PLC al proporcionar una gran cantidad de espacio de almacenamiento adicional en un paquete pequeño. Estas posibles opciones incluyen dispositivo USB, tarjeta SD, tarjeta mini SD, tarjeta micro SD, etc., lo que agrega hasta 32 GB de espacio de almacenamiento adicional para usuarios finales, fabricantes de máquinas e integradores de sistemas.

2. Integración de controlador programable y cloruro de polialuminio.

Muchos proveedores de controladores industriales todavía venden las similitudes y diferencias entre PAC y PLC, pero cuando los futuros ingenieros de automatización piensen en sus sistemas, es posible que no les importen los nombres y solo se centren en el rendimiento y la funcionalidad real. Así como las definiciones y características de estos dos dispositivos continúan evolucionando, los PLC y PAC evolucionarán entre sí.

Según esta evolución, habrá muchas oportunidades tanto en los mercados de gama baja como en los de gama alta. A medida que avanza la tecnología de hardware, las funciones avanzadas llegarán a los procesadores de gama baja. Esto, a su vez, impulsará a los proveedores a integrar más funciones y opciones en productos de alta gama.

Los procesadores de alta velocidad y un mayor espacio de almacenamiento facilitarán la aplicación de funciones avanzadas como control de movimiento, integración de sistemas de visión y soporte colaborativo de varios protocolos de comunicación. Por supuesto, para atraer a más usuarios, el PLC seguirá conservando sus funciones simples.

En el proceso de integración de PAC y PLC, podemos ver la mejora continua y el progreso de estos dos productos. PAC permite a los usuarios expandirse en el campo de la automatización industrial tradicional y anima a los proveedores a desarrollar nuevos productos que satisfagan las necesidades de los clientes.

Estos requisitos desafían a los diseñadores de productos: los obligan a mirar en nuevas direcciones, como respaldar los componentes existentes para construir nuevos sistemas que se adapten a entornos industriales hostiles. Los desafíos futuros incluirán proporcionar conectividad, ampliar la capacidad de almacenamiento y aumentar la potencia de procesamiento del controlador para manejar aplicaciones cada vez más complejas mientras se mantiene o incluso se reduce el costo del producto final.

3. Lenguaje de escalera: nunca digas adiós

Hace cincuenta años, la lógica de relés cableados fue reemplazada por el lenguaje de escalera, lo que brindó comodidad a los técnicos e ingenieros familiarizados con la lógica de relés, pero también tenía sus limitaciones, especialmente en aplicaciones de control de procesos y procesamiento de datos.

IEC61131-3 proporciona otro lenguaje de programación para controladores industriales, pero el lenguaje de escalera todavía tiene sus propias ventajas y siempre ha mostrado su encanto único. Aunque el control de procesos tiene diagramas de funciones continuos, el texto estructurado también es bueno para el procesamiento de datos y otros lenguajes IEC también tienen sus propias ventajas. Pero el lenguaje de escalera seguirá siendo el líder en lenguaje de programación de PLC.

Los proveedores y sus clientes compran PLC con programación lógica en lenguaje de escalera incorporada y utilizan estos PLC para controlar una amplia gama de equipos de infraestructura. También hay una gran cantidad de ingenieros, técnicos, ingenieros eléctricos y trabajadores de mantenimiento que prefieren la tecnología de programación simple del lenguaje de escalera. Independientemente de cómo evolucione el hardware, este lenguaje seguirá siendo el estándar de la industria para los PLC durante mucho tiempo.

Si bien el lenguaje de lógica de escalera puede servir como componente básico para el control simple de la máquina, las técnicas de programación de bloques de funciones pueden reducir el recuento de códigos, especialmente cuando el código PLC debe integrarse en un entorno de programación unificado.

4. Entorno de programación unificado

Combinar controladores programables, control de movimiento y programación de interfaz hombre-máquina en un entorno unificado es una tendencia para los próximos años. Integrar controladores programables e interfaces hombre-máquina en el mismo rack puede ser la próxima tendencia, ya sea que la pantalla esté incluida en el ensamblaje o como una opción externa. Ya sea que se trate del mismo procesador o módulo HMI integrado en el bastidor de E/S del PLC, la tecnología actual puede admitir ambas configuraciones.

Un entorno de programación único es ideal para la mayoría de los usuarios, siempre que no sea demasiado complejo. Las ventajas de combinar estos módulos incluyen ciclos de aprendizaje y tiempo de desarrollo más cortos. Sin embargo, si este entorno de programación no está bien diseñado, puede resultar engorroso y difícil de operar.

Un paso importante para tener un entorno de programación unificado es garantizar que los dispositivos puedan compartir la misma base de datos de nombres de etiquetas. Las etiquetas son un vínculo importante entre programas y procesos. Crear una base de datos es un proyecto que requiere mucho tiempo y reducir estas tareas repetitivas acortará el tiempo total de I+D y reducirá la posibilidad de errores.

5. Bienvenido a la era inalámbrica

En las últimas décadas, especialmente a principios de los años 1990, han surgido un gran número de redes y protocolos de comunicación diferentes para aplicaciones industriales. Con el tiempo, estas diversas opciones quedaron cada vez más reservadas a un pequeño número de líderes. Al igual que con las PC de consumo y sus periféricos, esta tendencia continuará, con un enfoque futuro en soluciones plug-and-play autoconfigurables.

De hecho, no es necesario prestar atención a si estas tecnologías de comunicación pueden lograr un rendimiento en tiempo real, porque la velocidad original de muchas redes de control industrial como Ethernet es mucho más rápida que las necesidades de la mayoría de las aplicaciones.

En cuanto a una interfaz universal entre el almacenamiento local y otros dispositivos, si bien USB está disponible, tiene sus limitaciones. USB es plug-and-play, pero la integración de hardware y software con USB requiere una inversión adicional por parte de los proveedores de dispositivos. Debido a esto, los proveedores de hardware industrial, como lectores de códigos de barras y balanzas electrónicas, tardan en cambiar y seguirán utilizando la interfaz RS232 en el corto plazo.

En la actualidad, la interfaz de comunicación de los PLC de alta gama puede adaptarse a una variedad de protocolos. Se espera que esta situación mejore en el futuro a medida que los requisitos de los usuarios se estandaricen, tal vez en forma de Ethernet e inalámbrico únicamente, o con la posible opción de Bluetooth industrial.

Esta es una era inalámbrica. Sin embargo, antes de que veamos una gran convergencia de los protocolos de comunicación inalámbrica comerciales e industriales, las aplicaciones industriales requieren tecnologías inalámbricas que sean robustas en rangos más amplios y garanticen la integridad de los datos.

También estamos viendo avances en este ámbito: desde los últimos protocolos Wi-Fi (802.11n) y ZigBee (802.15.4) hasta la conectividad punto a punto, la conectividad en malla y el auge del Bluetooth y las comunicaciones de campo cercano, pero estos aún no se han convertido en una solución para plantas de fábrica de misión crítica. En el futuro, la tecnología inalámbrica se utilizará más ampliamente en RTU adecuadas para aplicaciones inalámbricas o algunas aplicaciones de monitoreo no críticas (que no requieren control en tiempo real).

6. Fábrica totalmente integrada

El cambio más sorprendente en el PLC en el futuro debería ser la integración de los sistemas de planificación de recursos empresariales (ERP) u otros sistemas avanzados a nivel de fábrica. En el pasado, la principal tarea de integración era extraer datos de máquinas y de procesamiento y cargarlos en esos sistemas de alto nivel. En el futuro, nuevas tecnologías como ganchos y funciones simplificarán esta integración.

En vista de esto, los fabricantes de controladores deben tener más en cuenta las necesidades de los usuarios al diseñar soluciones PLC. Esta solución no solo se utiliza para el control, sino que también permite un funcionamiento perfecto y proporciona datos a los usuarios que los necesitan. Esto puede incluir proporcionar acceso a datos proporcionados a través de un navegador o aplicación móvil, o incluir herramientas para acceder a bases de datos.

Las comunicaciones mejoradas, la mayor velocidad de procesamiento y la mayor capacidad de almacenamiento brindan a los PLC la capacidad de administrar los datos que generan. Esta es la tendencia natural de desarrollo de PLC.

Aunque la forma, el propósito y el rendimiento cambiarán significativamente, el término controlador programable seguirá siendo el nombre de muchos controladores de automatización industrial en el futuro. La escala de los PLC seguirá reduciéndose y el desarrollo de hardware también aportará nuevas características y funciones a los PLC. La mejora del software y las capacidades de comunicación dará al antiguo nombre de PLC un nuevo posicionamiento: una plataforma de automatización industrial.