Automatización: ¿Arduino está reemplazando el controlador lógico programable en las industrias?

De ninguna manera.

En primer lugar, PLC y Arduino son totalmente diferentes en términos de aplicaciones. Una vez que aprenda a usar un PLC y reemplazarlo con un Arduino le parecerá difícil e inútil.

Se puede argumentar que una placa Arduino resistente podría diseñarse para soportar los entornos hostiles de una fábrica. Sin embargo, esto puede ser cierto cuando diseñas una placa Arduino resistente, lo que esencialmente estás haciendo es desarrollar un producto industrial alrededor del microprocesador Atmega de Atmel. Así que demos crédito a nuestros amigos de Atmel y dejemos de llamar a estos productos Arduinos. Y créanme, también he abierto algunos productos de grado industrial, particularmente controladores de factor de potencia, medidores de energía y controladores de grupos electrógenos. Muchos de ellos usan productos Atmel. Soy fanático de Atmel.

Entonces, la verdadera pregunta es si los microcontroladores están reemplazando al PLC en las industrias.

La respuesta nuevamente es no.

Lo ves. Los PLC y los microcontroladores están diseñados para diferentes tipos de usuarios finales.

Los microcontroladores son utilizados por desarrolladores de productos que diseñarán y desarrollarán equipos industriales como controladores de temperatura, medidores de panel, módulos de sensores, transductores, actuadores, etc.

Los integradores de sistemas tienen como objetivo el uso de PLC, que utilizarán productos desarrollados por otras compañías para construir una línea de ensamblaje completa. Para su aplicación, escribir código usando Ladder Logic es mucho más conveniente y óptimo.

Veo a muchas personas decir “no” aquí, y como uno de los principales consultores de Arduino, siento que tengo una visión particular sobre los tipos de proyectos para los que Arduino se está utilizando en función de lo que me contactan.

Muchos de los proyectos de Arduino en los que trabajo son de desarrollo o de naturaleza prototípica. Una empresa tiene una idea para un producto, quiere construir algunos dispositivos para probarlo y tal vez enviarlo a algunos clientes potenciales para recibir comentarios o realizar un grupo de enfoque. El Arduino es absolutamente maravilloso para esto porque puede crear rápidamente prototipos, codificar e interactuar con muchos sensores y dispositivos diferentes.

A pesar de que tiene raíces de aficionado, cada vez más empresas me están contactando y están interesadas en desarrollar sistemas de control basados ​​en Arduino para dispositivos que utilizan dentro de su empresa o venden como parte integral de sus productos. No todas las compañías dirigen una fábrica que produce 1,000 automóviles por día. Por cada fábrica gigantesca como esa (que probablemente esté utilizando PLC), hay literalmente miles de fábricas y dispositivos mucho más pequeños. Existe una gran cantidad de equipos de fabricación especializados, como dispositivos para cortar y pelar trozos de alambre, equipos de destilación para microcervecerías y dispositivos para sellar artículos pequeños como paquetes de salsa de tomate. Estos dispositivos generalmente usan placas electrónicas personalizadas porque un PLC sería excesivo (en términos de tamaño y costo). El rediseño de las placas electrónicas para usar Arduinos a menudo puede simplificar mucho la electrónica y permitir al fabricante agregar características como una pantalla TFT y facilitar la modificación de la funcionalidad con cambios en el código. Un Arduino también puede ser significativamente más fácil de conectar que un PLC típico, lo que reduce los costos de ensamblaje y fabricación.

Hay muchos comentarios acerca de que los PLC son más resistentes que un Arduino. La robustez puede significar muchas cosas, desde la capacidad de manejar altas temperaturas y polvo, hasta la capacidad de manejar a alguien que corta una línea de alto voltaje en un puerto de entrada de datos. El procesador ATMega328 en sí está clasificado para manejar temperaturas de -40 ° C a 85 ° C (-40 ° F a 185 ° F), y muchas de las otras cosas que hacen que un controlador sea “resistente” no se basan en el microcontrolador. La robustez implica cosas como colocar recubrimientos o material de encapsulado en las placas electrónicas para protegerlas de la condensación y el polvo, usar fuentes de alimentación adecuadas y aparatos de supresión de sobretensiones, y diseñar circuitos de manera que cualquier voltaje extremadamente alto aplicado a una línea de entrada esté aislado ópticamente o derivado al suelo y alejado del microcontrolador. No hay absolutamente ninguna razón para que un Arduino no se pueda hacer tan resistente como un PLC típico. De hecho, hay una compañía que fabrica un producto llamado “Ruggeduino” que está diseñado para proteger un Arduino Uno contra muchos de los métodos de falla más comunes (muchos de los cuales son el resultado de accidentes de usuario). Incluso Elon Musk decidió que la electrónica de consumo era tan buena que podría usarse en el Tesla.

También hay muchos comentarios acerca de que los PLC son más confiables que un Arduino. Sí, el Arduino se ejecuta en C ++, que es un poderoso lenguaje de programación que puede hacer algunas locuras si no tiene cuidado (como quedarse sin memoria), pero si su código está diseñado correctamente, no hay razón para que un Arduino bloquee más a menudo que cualquier otro procesador. Piénselo: los dispositivos domésticos comunes como relojes de alarma, microondas, refrigeradores y hornos funcionan durante años en controladores que no son PLC y no se bloquean. Su computadora o computadora portátil puede funcionar durante meses sin fallar.

En cuanto a que la lógica de escalera es menos complicada para los técnicos que el C ++ que usa Arduino, eso puede ser completamente cierto, pero C ++ es un lenguaje de programación muy poderoso que hace posible que el Arduino interactúe con muchos dispositivos que un PLC no puede, y allí No faltan personas que saben programar en C ++. Los programadores de C ++ podrían no ser empleados por las fábricas que usan los PLC, pero si la industria necesitara programadores de C ++ y estuviera dispuesto a pagar por ellos, no tendrían problemas para atraerlos.

En cuanto a la cantidad de pines de E / S en un Arduino, hay placas en ejecución en la plataforma Arduino, como Arduino Mega y Due, con muchos más pines de E / S que algunas de las placas más comunes, y el real El número de dispositivos con los que puede interactuar puede aumentar considerablemente mediante la multiplexación (cambio para enviar señales para varios dispositivos diferentes a través de un pin de E / S).

El Arduino es mucho más que un simple costo. Se trata de la funcionalidad y de lo que puede hacer con ella y de lo fácil que es cambiar las cosas. En una fábrica grande, puede que no les importe un procesador de $ 10 frente a $ 200 por un PLC, sino un prototipo o un elemento de menor volumen que podría tener un impacto significativo en el margen.

He diseñado productos (incluidos instrumentos de calidad de laboratorio) que utilizan placas Arduino que se envían a todo el mundo y nunca hemos tenido un problema relacionado con el Arduino o la electrónica. También he diseñado dispositivos de detección basados ​​en Arduino que han estado fuera durante todo el año, en temperaturas que varían de 0F a 100F, y los Arduinos se han mantenido bien. Algunos de esos dispositivos de detección han estado funcionando durante más de un año sin reiniciar. Esa puede ser una evidencia anecdótica, pero nunca he encontrado ninguna información creíble que indique lo contrario.

Si bien el Arduino ha sido utilizado principalmente por aficionados en el pasado, algunos de ellos están trabajando en empresas, que están comenzando a familiarizarse con el Arduino y están comenzando a usarlos para algunos de los proyectos más simples y pequeños. Creo que lo que veremos en los próximos años es que el Arduino se utilizará en proyectos cada vez más complicados a medida que las empresas se familiaricen más con sus capacidades, y quizás finalmente se utilicen para reemplazar los PLC. El Arduino es una innovación disruptiva y creo que podemos ver claramente que se está apoderando del extremo inferior del mercado que ha sido desatendido por el PLC y está comenzando a abrirse camino en otras aplicaciones. El gran obstáculo que enfrenta el Arduino en este momento es que el PLC es mucho más común en la industria y hay muchas menos personas que están familiarizadas con el Arduino o que pueden apoyarlo en este momento. A medida que el Arduino gane familiaridad y soporte, creo que se volverá mucho más competitivo contra los PLC.

Ni siquiera debería pensar en reemplazar los PLC con Arduino. Hay una inmensa diferencia entre arduino y plc.

  • Los PLC están hechos para trabajar en entornos industriales y resistentes y Arudino no es confiable para dicho entorno.
  • No se puede confiar en Arduino en la situación que salva vidas como ocurre en las industrias. Arduino está diseñado para el uso de aficionados al azar y, a veces, puede dar errores que pueden ser muy peligrosos para la vida y la propiedad de la industria.
  • Los PLC utilizan la programación lógica de escalera simple, por lo que es fácil solucionarlos en caso de error, pero los arduino están programados con C ++, que es una estrategia para los técnicos de planta.
  • Arduino cuenta con el botón Restablecer, ya que a veces se bloquea, lo que no es bueno para las industrias.
  • Arduino tiene pocos pines de E / S y pines analógicos en comparación con los PLC, donde los pines pueden ser cientos.

Por lo tanto, arduino es bueno para jugar y programar en casa y en los laboratorios, no está listo para usarse en el ámbito industrial.

Inicialmente, otro ingeniero me envió esta publicación indicando que había buenas afirmaciones sobre evitar los controladores basados ​​en Arduino, sin embargo, después de leer las respuestas, no estoy tan seguro de estar de acuerdo y notaré un par de consideraciones importantes al hacer un decisión de “sí” frente a “no”:

  1. Creo que es importante considerar el caso de uso, y los usuarios finales y el personal de soporte, y realmente el entorno industrial específico en el que se utiliza.
  1. Si tiene un modo a prueba de fallas en su código Arduino, para poner el controlador en un modo seguro que sea aceptable para los dispositivos finales (unidades de enfriamiento, VFD, etc.), los otros puntos señalados con respecto a los peligros de un Arduino, son puntos discutibles. Los PLC son notoriamente confiables, pero tampoco a prueba de balas, por lo que también tienen modos a prueba de fallas, ¿no?
  2. Si implementa el controlador basado en Arduino en un entorno en el que sus usuarios (técnicos) no son el mismo personal que desarrolla y mantiene su implementación (ingenieros que escribirían y actualizarían el código de control), entonces los problemas con el código de Arduino son “más difíciles que LadderLogic ”son puntos discutibles también. Si tiene una falla de software, debe fallar al modo seguro, los técnicos recuperan el equipo industrial y determinan la causa, y si están relacionados con el software, envían un ticket a los ingenieros para actualizar el error en el código. Este sería un proceso similar a ellos simplemente haciéndolo ellos mismos.
  3. Hay lugares que no valen la pena probar cosas como esta, es decir, una planta de reactores nucleares. Pero hay un gran sector de lugares “industriales” en los que se utilizan PLC, que un Arduino encerrado podría ser una solución buena y más barata.
  4. La redundancia se puede lograr mediante un controlador Arduino esclavo. De hecho, se pueden programar de esa manera. (pero eso nuevamente requiere un equipo de ingeniería que lo admita)
  5. Los Arduinos no están diseñados para ejecutarse en las condiciones industriales típicas, pero dado el punto de precio y la capacidad de intercambio, si el costo es un problema y tiene un modo a prueba de fallas integrado en su código, puede mitigar el costo-beneficio.
  6. Los PLC NO son a prueba de piratería, como lo demostró STUXnet. Arduinos le permite aprovechar las medidas de seguridad basadas en TI, lo que le permite hacer un airgap de su controlador y hacer otras cosas para que sea mucho más difícil de hackear que el controlador / PLC tradicional.
  7. Con un enfriamiento adecuado y un código bien escrito, no hay ninguna razón por la que un Arduino deba fallar (aunque si lo hacen, son intercambiables). Mi experiencia personal con ellos es que duran para siempre si no estás leyendo / escribiendo en SD (porque entonces podrías tener una falla en la tarjeta, no en el tablero) y si escribes un código de sonido que no se procese en exceso. Vea lo que señaló este usuario de reddit, aunque no verifiqué sus afirmaciones sobre la comprobación de la hoja de datos:
  1. “Siempre y cuando su sistema esté bien diseñado (sin pines de cocción, etc.), el hardware arduino tiene una vida útil comparable a la de un PLC. Según las hojas de datos de las piezas, se observan entre 25 y 100 años si se cargan de forma conservadora ”

Creo que lo más importante es entender su caso de uso. Trabajando hacia atrás a partir de eso, puede averiguar si esta es una alternativa viable que vale la pena probar.

Creo que es.
Arduino no es solo para hackers ← Paul M Furley
Pero tengo sentimientos encontrados sobre el uso extensivo de Arduino en aplicaciones industriales convencionales y cuando se trata de reemplazar PLC y DCS, tengo que dolorosamente (porque soy un fanático de Arduino e incrustarlo en todos mis proyectos) decir que No Arduino nunca es va a reemplazar los PLC. ¿Usted pregunta por qué?

  • En primer lugar, si sigue el enlace, encontrará que las impresoras industriales en el enlace usan 5 arduinos, y por qué es eso, porque tienen un bajo recuento de E / S. Evento, el arduino más avanzado tiene E / S que alcanzan un máximo de alrededor de 100-150 (aprox.). Pero incluso una pequeña industria tendrá fácilmente más de 100 E / S. Ahora puede decir que podemos usar varios Arduinos para ser suficientes por falta de E / S, sí podemos, pero pregúntese qué será fácil de administrar (depuración o programa), PLC con una sola CPU (siempre hay un segundo CPU en espera en ellos !!) que tendrá todo el programa o, una serie de arduinos con todo el programa dividido en cada uno y todos se comunican y sincronizan utilizando protocolos como I2C, SPI o en serie máxima a 115200 baudios, que es horriblemente más lento que los utilizados por PLC como Modbus.
  • El segundo problema son los protocolos de comunicación disponibles, y el problema es que son lentos. Porque, cuando tenga que manejar al menos 1000 E / S, tendrá alrededor de 2000 + parámetros de proceso que deben comunicarse a la consola del operador a una velocidad de al menos 100 a 10 Hz. Y al mismo tiempo, también deben comunicarse para controlar equipos / hardware / dispositivos a frecuencias mucho más altas, como decenas de miles de veces. Y con comunicaciones lentas disponibles, lo más probable es que se produzca una explosión de la caldera o la rotura de la turbina debido a una vibración excesiva y todo eso sin contar las bajas en la vida y la pérdida monetaria y todo tipo de riesgos accidentales.
  • Tercer punto es la fiabilidad. ¿Qué pasa si solo uno de los problemas de funcionamiento de Arduino es una posibilidad muy obvia porque necesitamos restablecerlo cuando se cuelga y nuevamente funciona perfectamente, pero esto no es tolerable cuando se controlan máquinas por valor de miles de millones de rupias / dólares? El PLC siempre tiene una CPU en espera que se hace cargo cuando la CPU primaria falla o comienza a comportarse mal.
  • La cuarta razón es que el PLC se programa utilizando una lógica de escalera que los ingenieros y técnicos han entendido y utilizado durante décadas, pero, por otro lado, Arduino tiene su propio lenguaje (ni siquiera C). Y una vez más, la lógica de escalera es gráfica y es fácil de editar y depurar. Enseñar un nuevo lenguaje como Arduino será engorroso.
  • La quinta razón es que, si está instalando una planta industrial con un valor de millones de dólares, ¡entonces no querrá dar su control en manos de un dispositivo que cuesta menos de $ 100! Por lo tanto, es el factor de confianza, los PLC han estado aquí por mucho tiempo y se van a quedar.

Y, por último, si diseña un controlador basado en Arduino industrialmente robusto desde cero, teniendo en cuenta todas las normas industriales, de nuevo, no sería más que un PLC que es lento en la comunicación, tiene bajo poder de procesamiento, es menos confiable y entiende el lenguaje Arduino. Puede ser útil para aplicaciones industriales realmente pequeñas como en situaciones donde la aplicación no es crítica y la confiabilidad no es un gran problema, pero una vez más, está lejos de reemplazar los PLC.

No es que esté en contra de todo Arduino, en realidad mi proyecto principal fue una placa de control y adquisición de datos de grado industrial que admite E / S digitales y analógicas de ambos niveles lógicos TTL (los utilizados por placas de microcontroladores como Arduino) y nivel lógico PLC 0-24v. Se puede usar con LABView para hacer cualquier sistema de control simplemente usando la conectividad USB. Pero esto dijo que nunca habría sugerido su uso para nada más que fines educativos.

Los PLC son utilizados por personas que necesitan un sistema probado y robusto de control llave en mano. También necesitan algo que pueda ser reparado y / o reemplazado rápidamente por personas que no saben mucho sobre electrónica y programación.

Los Arduinos son excelentes para proyectos caseros e incluso para la creación de prototipos de sistemas integrados. También son excelentes herramientas para algunas aplicaciones de automatización de laboratorio, por ejemplo, armar un probador de resistencia para hacer un millón de ciclos en el mecanismo que está desarrollando.

Tenía un trabajo industrial que hacer. Enorme prensa hirdraulica, con transportador, sensores, muchas cosas. Tuve 1 semana para hacerlo, ya que el viejo PLC frito.

PLC todo el camino. Miré hacer un PIC (Mircochip) o Arduino, pero costó demasiado para todos los relés. Aprendí lógica de escalera (jugando en casa) en un par de días. No tenía idea de qué cables iban a qué en esta caja, así que comencé a aplicar 24 voltios (no compatible con Arduino) y a ver qué se movía. Usó un marcador para los sensores.

1 semana después, llegaron las piezas, se cablearon todas (entradas a entradas, salidas a salidas), se instaló un escritorio en la máquina (es enorme) y se entregó la promesa, volvió a funcionar en menos de una semana.

No podría haber hecho eso con Arduino o un PIC.

Temperatura de operación, 120F a -40F, afuera. Los vientos pueden alcanzar 90 mph. ¡Nieve, lluvia y rayos! Todavía sigue pateando sin problemas 16 meses después. Está en una caja, pero no es 100% resistente a la intemperie.

Mucho más fácil, más rápido, más barato y más confiable.

El tipo de microcontrolador utilizado en Arduino ya se utiliza en los controladores. Arduino Uno / Mega no son adecuados para la integración. Puede haber variantes soldadas más pequeñas que podrían usarse de esa manera, PERO un Arduino es esencialmente solo el microcontrolador y un controlador debe ser muy robusto, por lo que la norma es colocar microcontroladores en placas personalizadas junto con hardware periférico. Para un proveedor de tales dispositivos, eso es electrónica 101.

No, probablemente no.

Además de los problemas mencionados en otras respuestas, también hay un problema con la escalabilidad y la interfaz con la periferia.

Con la mayoría de los PLC, simplemente puede insertar otra tarjeta de E / S cuando de repente necesite conectar más sensores / actuadores. También tiene sistemas de bus estandarizados que pueden integrar fácilmente todo tipo de unidades utilizando interfaces listas para usar.

Si bien la automatización industrial y la TI están “creciendo juntas” lentamente, el resultado final probablemente no será algo así como un Arduino, sino más bien una computadora completa disfrazada de PLC.

Esta será una solución costosa, pero el costo del hardware electrónico es solo un pequeño factor en los proyectos industriales.

Creo que la tendencia en realidad está yendo para otro lado: están apareciendo nuevos dispositivos plc que pueden programarse como los de arduino, lo que abre un nuevo conjunto de posibilidades.

Algunos ejemplos:

Controlador PLC industrial basado en Arduino

Controllino

  • También podemos diseñar arduino para entornos rudos o industriales.
  • ¿Cómo puede alguien decir que arduino da error en los requisitos industriales, ya que plc y arduino son microcontroladores que funcionan de acuerdo con la programación?
  • Arduino programó en lenguaje C simple no más que ” si, más, que, para, mientras que etc.” instrucciones, incluso el 7º u 8º estudiante estándar puede hacerlo fácilmente.
  • Restablecer es como el botón de encendido / apagado, si apaga el PLC, tampoco funcionará.
  • si fabrica un controlador de temperatura en industrias que usan plc, le costará cerca de miles de dólares y si usa arduino, esto le costará solo unos pocos dólares, entonces, ¿por qué pagamos más?

No lo creo. Estoy en el campo de la ingeniería de controles y no he oído hablar de nadie que reemplace sus PLC actuales o nuevas instalaciones con ellos.

Para una escalera, la lógica es más rápida y fácil de desarrollar. Los técnicos pueden entender la lógica de escalera más fácilmente que C ++.

Los fabricantes actuales de PLC ya tienen la reputación de ser confiables y duraderos.

No creo que el Arduino pueda proporcionar entradas y salidas de 24v-110v. Las empresas aún usan entradas y salidas de 110V.

Será realmente difícil para ellos competir en el mercado industrial plc. Donde podrían ser más aplicables es en el espacio de domótica.

Creo que probablemente no. ambos han usado Arduino y PLC de manera diferente

Los PLC son utilizados por personas que necesitan un sistema probado y robusto de control llave en mano. También necesitan algo que pueda ser reparado y / o reemplazado rápidamente por personas que no saben mucho sobre electrónica y programación.

Los Arduinos son excelentes para proyectos caseros e incluso para la creación de prototipos de sistemas integrados.

Estimados, Arduino tiene diferentes problemas para ser utilizados directamente con entornos industriales. La automatización industrial usa 24vdc normalmente, los conectores arduino no están disponibles con trabajos como pLC, pero puede usar diferentes escudos industriales como los productos Ardbox o M-duino.
usan tablas oficiales de arduino en el interior y tienen una caja de seguridad con riel DIN. utilizable en aplicaciones industriales.
Arduino como CPU es similar a un PLC. La mayoría de los componentes electrónicos son similares en las unidades PLC industriales. Solo las partes mecánicas son diferentes.
Gracias

Me topé con Arduino cuando estaba leyendo sobre IoT (Internet de las cosas). Lo que recuerdo vagamente era que actuaba como objetos de detección que percibirían el estado del mundo físico y lo transmitirían a cosas de monitoreo u otras cosas que actuarían sobre él. No sabía que podría funcionar como PLC. Aunque me di cuenta de que podría programarse mediante C, JAVA, Python, etc. para dar el resultado requerido. Obtuvo entradas / salidas, pero no en gran medida. Incluso aún no está desarrollado para funcionar para la aplicación de lo que están haciendo los módulos especializados de PLC (como analógico, codificador de alta velocidad, control de motor paso a paso, RTD). Puede ser que pueda usarse en domótica (en realidad, creo que lo ha sido). Por lo tanto, es adecuado para el concepto de ciudad inteligente. Raspberry pi es algo similar a Arduino, Windows lo está utilizando para IoT. No sé cuáles son las similitudes entre ellos, excepto que ambos tienen nombres raros (aunque me gustaron los helados con sabor a frambuesa). Supongo que la gente debe estar quedando sin nombre ahora. Tanto Arduino como Raspberry podrían funcionar en M2M, pero se basan más bien en transmitir datos que en controlar máquinas. Ahora, la parte posterior que controla se realiza mediante PLC.

¿Alguien podría decir en qué aplicación se ha utilizado Arduino (particularmente en India)?

No ,

Arduino no puede reemplazar PLC en industrias.