Poradnik Automatyka: Jak wybrać kompaktowy sterownik PLC?

fot. Sterownik Astraada One

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.

Sterownik Astraada RCC

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.

Tabela porównawcza kompaktowych sterowników PLC:

Producent	Horner APG	Astraada	GE Intelligent Platforms
Seria	Astraada RCC	Astraada ONE			VersaMax Micro
Model	HERCC1410	ECC2200	IC200UDD020-SP
Sterownik PLC
CPU	Freescale 454 MHz	Freescale 800 MHz	50 MHz
Pamięć programu	128 kB RAM, programowanie on-line	128 kB RAM, programowanie on-line	64 kB RAM, programowanie on-line
Bateryjne podtrzymanie pamięci	tak	tak	tak
Czas skanu	0.013 ms/kB	0.008 ms/kB	1.7 ms/kB
Obsługiwane języki programowania	LD, IL, ST, FBD, SFC	LD, IL, ST, FBD, SFC, CFC	LD, IL
Maksymalna ilość obsługiwanych DI/DO	2048 / 2048	65536/65536	2048 / 2048
Maksymalna ilość obsługiwanych AI/AO	512 / 512	8192/8192	512 / 512
Wbudowane porty komunikacyjne
Porty szeregowe	1x RS232, 1x RS485 (Modbus RTU Master/Slave, ASCII)	1x RS232, 1/2x RS485 (Modbus RTU Master/Slave, ASCII)	1x RS232 Modbus RTU Master/Slave, ASCII, SNPx
Port Ethernet	1x 10/100 Mbps  Modbus TCP Client/Server, EGD, SRTP, Web Server, FTP Server, BACnet	4x 10/100 Mbps Modbus TCP Client/Server, Web Server, FTP Server, BACnet, EtherCAT	1x 10/100 Mbps  Modbus TCP Client/Server, SRTP
Port CAN	1x CAN (obsługa CsCAN)	1x CAN	brak
Port pamięci	tak, MicroSD (32 GB)	tak, MicroSD (32 GB)	tak, Flash
Wbudowane sygnały wejść/wyjść
Ilość wbudowanych DI	14 DI (24 VDC w tym 4 HSC 500 kHz)	16 DI (24VDC)	12 DI (24 VDC, w tym 4 HSC 100 kHz)
Ilość wbudowanych DO	10 (24 VDC)	16 DO (24VDC)	8 (24 VDC, ESCP, w tym 1 PWM 65 kHz)
Ilość wbudowanych AI	brak	brak	brak
Ilość wbudowanych AO	brak	brak	brak
Sygnalizacja stanu wejść/wyjść	tak, diody LED	tak, diody LED	tak, diody LED
Rozbudowa o dodatkowe układy I/O
Na magistrali systemowej	nie	nie	tak, do 4 modułów
Na sieci szeregowej	tak	nie	tak
Na sieci Ethernet	tak	nie	tak
Na sieci EtherCAT	nie	tak	nie
Na sieci CAN	tak	nie	nie
Pozostałe parametry
Montaż	szyna DIN	szyna DIN	szyna DIN
Wymiary W x H x D	116 x 111 x 55 mm	210 x 106 x 48 mm	90 x 150 x 76 mm
Zakres temperatur pracy sterownika	-10 ~ +60 °C	0 ~ +50 °C	0 ~ +60 °C
Zasilanie	10-32 VDC	24 VDC	24 VDC
Wbudowane diody LED	RUN, OK, PWR	RUN, OK, PWR	RUN, OK, PWR
Certyfikaty	CE	CE, UL	CE, UL
Gwarancja	24 miesiące	24 miesiące	24 miesiące
Cena katalogowa	1500 PLN	2760 PLN	1150 PLN
Oprogramowanie narzędziowe	Cscape, bezpłatne	CODESYS 3; 990 PLN	Proficy Machine Edition Professional;  680 PLN (promocja)
Wsparcie techniczne ASTOR i szkolenia	tak	tak	tak

 

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.

Więcej informacji:

>> www.astraada.pl/one

>> www.astor.com.pl/rcc

>> www.astor.com.pl/versamax