I PLC continuano a trovare innumerevoli applicazioni, forti della loro lunga storia passata e di nuove funzionalità integrate nel tempo, smentendo quanti ancora si ostinano a decretarne un declino.
Un PLC è definibile, oggi come ai primordi, come uno speciale elaboratore, di tipo industriale, concepito per risolvere problemi di controllo e automazione. Questa definizione, per quanto corretta, alla luce degli attuali sviluppi tecnologici non rende completa giustizia a questa categoria di sistemi che hanno fatto la storia dell’automazione industriale. I PLC, infatti, continueranno a evolvere come hardware, comunicazione e software, secondo una logica sostanzialmente “naturale”: il PLC è un oggetto elettronico, e le parti che lo costituiscono, quindi CPU, schede e componentistica varia, hanno comunque un loro proprio e inevitabile sviluppo che non potrà che portare a maggior potenza, dimensioni compatte e allargamento della capacità di espressione funzionale. E questo anche se, a differenza delle architetture PC, le esigenze di stabilità, affidabilità e robustezza che devono caratterizzare i PLC sconsigliano una massiccia adozione dell’innovazione, diciamo un suo più ponderato utilizzo, per evitare uno snaturamento di identità. Certamente sono auspicabili processori più veloci per potenziare i tempi di ciclo, più memoria e aggiornate capacità di comunicazione. In merito alla memoria si può evidenziare che i costi delle memorie a stato solido sono in calo e questo apre a un incremento dello storage locale e ad applicazioni dove potevano essere necessari sistemi di acquisizione dati addizionali. Processori più veloci e disponibilità di maggiore memoria permetteranno anche un Motion Control più accurato, l’integrazione di sistemi di visione e la gestione di diversi protocolli di comunicazione verso una più attuale Enterprise Connectivity, mantenendo comunque quella semplicità di approccio che da sempre caratterizza i PLC, rendendoli graditi all’utente Con un processore che può raccogliere tutti i dati di una macchina, le necessarie informazioni su un processo sono in un database interno, e questo rende più efficace il controllo ma anche la manutenzione. E’ poi indubbio che anche il PLC, come già avviene per il “concorrente” PAC, deve potersi aprire una strada verso i sistemi gestionali superiori per rendere visibili le sottostanti linee di automazione, e a tal fine dovranno essere definiti pacchetti software che, integrati nell’applicazione, possano consentire lo scambio dati necessario, con il PLC che tenderà sempre più a contenere un gateway di informazioni. Si sono appena citati i PAC, Programmable Automation Controller, basati su soluzioni standard rispetto alla presenza di soluzioni proprietarie tipiche dei PLC. Non è questa la sede per dibattere sui PAC, se non per sottolineare che l’evoluzione tecnologica ha in effetti di molto ridotto le differenze tra le due categorie di sistemi, che tendono oramai ad avere caratteristiche comuni, soprattutto i PLC che includono funzionalità prima esclusive dei PAC.
PLC e Industry 4.0
I concetti fondanti di questo nuovo paradigma non potevano non impattare anche sulla “forma” dei sistemi elettronici presenti in fabbrica. Se prima l’automazione poteva essere centrata su un “large” PLC centrale che comunicava con quanto presente a livello factory floor, la nuova idea di stabilimento prevede invece un controllo distribuito, con più piccoli PLC collocati vicino alle macchine che devono controllare, il che permette una più facile riconfigurazione dei processi di fabbrica riducendo anche gli eventuali problemi di collegamento con un hub centrale. Da aspettarsi quindi una significativa migrazione di caratteristiche e funzionalità prima tipiche di PLC di medio-alto livello verso PLC piccoli, sia come form factor che come consumi, in grado di accettare input multipli da sensori e di prendere decisioni sulla base di questi input, materializzando così la disponibilità di nuove soluzioni compatte che, al di là di Industry 4.0, sembra siano sempre più richiesti dal mercato. Ora, quanto appena detto sembra quasi configurarsi come un manifesto di intenti per il prossimo futuro, ma vi sono delle problematiche tecnologiche che vanno evidenziate e che secondo alcuni rappresentano una vera e propria sfida per i progettisti di PLC. Secondo un approccio molto critico all’abbinamento tra PLC e Industry 4.0, occorre parlare anche di Big Data e di Analytics, di grandi quantità di informazioni da analizzare che devono essere recuperate da un’altrettanto grande quantità di sensori. Se il trend, come del resto logica suggerisce, è quello di adottare piccoli PLC dislocati nelle vicinanze delle apparecchiature, ne consegue la necessità di impaccare più I/O e funzionalità in sistemi che devono essere caratterizzati anche da massima compattezza. Stando a ricerche che non abbiamo avuto modo di approfondire, e che quindi riportiamo in quanto tali, se si suddivide il contenuto in componentistica di un PLC in digitale, discreta e analogica, la parte digitale occuperebbe uno spazio da 15% al 20%, e il restante impegna un buon 85%; questa parte, a differenza di quella digitale, non è facilmente scalabile per far posto alle nuove funzionalità richieste da un sistema adeguato al contesto Industry 4.0, tal per cui occorre un nuovo approccio progettuale che entri proprio nel merito del “contenuto” elettronico di un PLC per avere di più ma con meno consumi e meno spazio occupato.
Dalle caratteristiche hardware al valore aggiunto
I PLC sono ampiamente usati come controllori nei processi discreti del manufacturing e anche in ambito controllo di processo per attività sussidiarie. Considerando che negli ultimi anni l’economia globale ha indubbiamente subito un rallentamento e che una quantità non indifferente di sistemi ha raggiunto o raggiungerà presto il fine vita, il mercato dei PLC è diventato in gran parte un “replacement market” in cui, tra l’altro, le decisioni di acquisto tendono sempre più a basarsi su software e servizi piuttosto che non sulle caratteristiche prettamente hardware, spesso, anche se erroneamente, percepite come commodity.
