Texto adaptado e com publicação autorizada da Revista Automation World obtida pela GE Intelligent Platforms.
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Há uma tendência evidente para maior utilização das unidades integradas de interface de operação (IHM) e controlador, muitas vezes denominados painéis de automação, entre os OEMs. No entanto, alguns OEMs e usuários preferem manter essas tecnologias separadas. Ainda há boas razões para essa preferência?
Analisando os componentes de máquinas industriais recentemente, está claro que muitos OEMs trocaram o uso de sistemas de controle com PLCs montados em rack ou PACs, luzes piloto, indicadores e botões, pelo uso de painel de automação.
Otimização de custos e tempo. Os benefícios com a redução dos custos de fiação, tempo de set up, otimização do espaço, e facilidade de transporte através de seções modulares utilizando E/S distribuídas, são evidentes. Além disso, há as vantagens para suporte para OEMs que prestam serviços de manutenção remota.
"Painéis de automação podem reduzir significativamente os custos de desenvolvimento de software", diz Vibhoosh Gupta, Líder de Soluções de Controle na GE Automation & Controls. "Muitos fornecedores de automação ressaltam os benefícios de uma base de dados compartilhada entre o controlador e a interface de operação. A vantagem de ter este banco de dados compartilhado é que, sendo estes dispositivos separados, suas bases de dados estão separadas. Significa dizer que, cada vez que você adicionar uma variável, você precisa fazer o download em ambos dispositivos. Se o controlador e a interface de operação ficarem fora de sincronia, você terá erros de comunicação e possivelmente operação inesperada. Painéis de automação, com o uso de um único banco de dados fornecem um ambiente de desenvolvimento único e uma única biblioteca de objetos reutilizáveis??".
Embora possa parecer contra-intuitivo, combinar o PLC e interface de operação em um único dispositivo "melhora significativamente os tempos de atualização da interface de operação em diversas aplicações", diz Gupta. "Isso ocorre porque uma das principais tarefas da CPU da interface de operação tradicional é a comunicação com o controlador. Quando os operadores pressionam um botão na tela da interface de operação, eles esperam uma resposta imediata para o equipamento e feedback imediato sobre a tela gráfica. A maior razão para os atrasos na resposta que é o driver de comunicação entre o painel da interface de operação e o PLC. Com um painel de automação, esta comunicação é muito mais rápida, uma vez que é interna ao dispositivo. Não há necessidade de contar com links de comunicação serial ou Ethernet para atualização de telas de operação."
Os custos de hardware também são reduzidos com a utilização de um painel de automação, diz Gupta. "Combinando o controlador, interface de operação e conectividade remota em um único dispositivo significa que há apenas um dispositivo para comprar, instalar e configurar. Isso economiza dinheiro em tanto tempo de produção como no espaço do painel."
Dependendo do tipo de aplicação os painéis de automação nem sempre são a melhor escolha para um OEM. "Se os requisitos do sistema de controle estão consumindo a maior parte do tempo da CPU, então o desempenho da interface de operação pode sofrer porque ele é executado em uma prioridade menor do que o controle".
Melhor desempenho do sistema de controle, modularidade e sistemas de alta disponibilidade são algumas vantagens de se utilizar controladores programáveis ??separados.
"Muitas aplicações de controle têm requisitos de desempenho que não são atendidos por um único processador em um painel de automação. Por exemplo, a QuickPanel+ tem uma CPU de 1GHz e até 1GB de RAM. Isso permite que a QuickPanel+ tenha performance tão boa ou melhor que muitos PLCs existentes mesmo trabalhando com os quesitos de interface de operação, mas claramente um controlador PAC com uma CPU de 1GHz vai superar um painel de automação com CPU de 1GHz em termos de taxa de varredura da lógica. Se um aplicativo precisar varreduras de lógica de 10mS, ou há a necessidade de CPU única devido a uma combinação específica de desempenho da lógica, gráficos, registro de dados, e outras tarefas; um controlador PAC separado é a melhor escolha."
Sistemas de alta disponibilidade, que são executados sem interrupção 24/7, são outro exemplo para manter o controlador e interface de operação separados. "Estes sistemas de alta disponibilidade costumam usar hot-standby, CPUs redundantes com scans sincronizados para evitar um desligamento do sistema, se um único componente falhar", diz Gupta. "O controle hot-standby não é tão comum em painéis de automação. No entanto, se a tela sensível ao toque ou a exibição falhar, o sistema continuará a ser executado. Nesse ponto, a funcionalidade de interface de operação poderá ser operada através de um navegador web em um PC remoto, ou o sistema poderá entrar automaticamente em uma sequência de encerramento controlado. De qualquer maneira, o painel de automação precisaria ser substituído e acabaria por exigir um desligamento do sistema. Com CPUs hot-standby em um controlador de PAC, o componente com falha pode ser substituído enquanto o sistema continua a operar a partir da CPU backup, de forma que não haverá tempo de inatividade."
Confiabilidade é outro fator que deve ser considerado quando tomar as decisões para manter a interface de operação e controlador separados ou usar um painel de automação. "A maioria dos controladores programáveis ??tem boa reputação de confiabilidade", diz Gupta. "Os produtos de painéis de automação não têm historicamente a mesma reputação. As touchscreens resistivas desgastam com o tempo. A luz de fundo, eventualmente, desaparece ou queima. A tela pode ser danificada devido à exposição ambiental".
Embora todas estas questões possam ser motivo de preocupação, Gupta diz que "nenhum destes problemas interromperiam o funcionamento do controlador e atualização de entradas e saídas”.
Para ver uma demonstração de como esse cenário se desenrola, veja o vídeo abaixo. Neste vídeo, uma QuickPanel+ da GE passa por danos catastróficos na tela, mas a QuickPanel+ controla interruptamente a luz vermelha do painel da frente, o que demonstra que o sistema de controle continua a funcionar, apesar dos danos.
"Se a touchscreen ou o monitor for danificado, você precisará eventualmente substituir a tela, mas o programa de controle continuará a ser executado", diz Gupta. "A unidade no vídeo ainda está operacional e as telas de operação são totalmente funcionais através do navegador web embutido”.
https://www.youtube.com/watch?v=xbXfGStnCic&feature=youtu.be
