PLC vs Arduino y otros microcontroladores para el control industrial

La  pregunta de PLC vs Arduino y otros microcontroladores para control industrial y automatización siempre está presente. Sin embargo, la popularidad de los microcontroladores ha crecido enormemente, lo que hace que el debate sea mucho más relevante. ¿Cuál debería elegir para su proyecto si va a automatizar una planta y las razones detrás de esas elecciones?

PLC vs Arduino y otros microcontroladores

Imagen anterior: Copia china del Siemens S7-200

Nuestro amigo Vlad, ingeniero eléctrico nos deleita con un pequeño artículo que trata sobre el PLC vs Arduino y otros microcontroladores muy bien explicado y yo después de trabajar más de 25 años en el control industrial estoy totalmente de acuerdo con el.

Al final del artículo les dejo una pregunta que me gustaría que contestaran con la más absoluta sinceridad.

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PLC vs Arduino / Restricciones del microcontrolador

Antes de profundizar en los detalles, es importante eliminar algunas de las limitaciones generales.

Arduino - PLC

En primer lugar, el mercado de PLC ha crecido en los últimos años. Puede encontrar productos de todas las formas, tamaños, capacidades y costos. Sin embargo, a los efectos de esta comparación, supondremos que estamos hablando de las plataformas de PLC de “gama alta”: Allen Bradley, Siemens, Mitsubishi, etc.

En términos de microcontroladores, vamos a hacer referencia a plataformas en lugar de circuitos integrados (IC). No hay razón para comparar un dispositivo a nivel de placa con una plataforma completa; por lo tanto, veremos el ecosistema como un todo.

Las ventajas de los microcontroladores

Las plataformas de microcontroladores vienen en varios sabores comúnmente conocidos. Hay algunos más, pero aquí hay una lista de los más populares:

Aunque las placas pueden parecer iguales, hay una distinción entre ellas: las placas Arduino y Launchpad ejecutarán principalmente código basado en C, mientras que RaspberryPi y Launchpad contarán con una pila completa de Linux .

Increíble potencia informática

Las plataformas de microcontroladores han evolucionado bastante en los últimos años. Un beaglebone black ahora cuenta con un procesador ARM Cortex-A8 de 1 GHz capaz de ejecutar un sistema operativo completo con la mayoría de las funciones, programas y más.

Otras plataformas han demostrado ser competidores feroces al lanzar placas que son comparables en características, capacidades y potencia de procesamiento.

Bajo costo

En relación con un sistema PLC, los microcontroladores tienen un costo muy bajo. ¡Algunas de las plataformas que hemos cubierto se pueden adquirir por tan solo 10 $! Arduino tiene proveedores externos que han reducido el costo de la placa principal a 2-3 $, mientras que RaspberryPi lanzó una placa completa (sin periféricos) a unos asombrosos 5 $.

Quizás se esté preguntando acerca del hardware externo cuando se trata de sus placas. En la mayoría de los casos, puede obtener «módulos de extensión» que tienen su nombre respectivo dentro de cada plataforma (por ejemplo, Arduino tiene escudos) por un costo relativamente bajo.

Excelentes herramientas de aprendizaje

Cada ingeniero debería aprender a escribir software en C. Este conocimiento les beneficiará de muchas formas, les proporcionará una base y les permitirá traducir este conocimiento a otros idiomas.

Control industrial Arduino

Se recomienda encarecidamente explorar las funciones avanzadas de un microcontrolador . Puede crear fácilmente sistemas que se basan en nuevas tecnologías como computación en la nube, servidores remotos, sockets y mucho más. Ser capaz de configurar tales operaciones en un PLC le costará al usuario miles de dólares.

Además, ciertos microcontroladores pueden usarse para aprender a programar PLC. Una capa encima de un Beaglebone o un RaspberryPi puede permitir al usuario interconectar el GPIO (Entradas y Salidas de Propósito General) a través de la lógica de escalera.

Documentación extensa

Para la mayoría de mis proyectos, la mitad de la batalla es poder encontrar la documentación, la hoja de datos o el manual correctos. La otra parte se dedica a comprender lo que se trata en dicho manual y cómo se aplicará a mi caso particular.

Un Arduino Uno R3 tiene una amplia base de usuarios que ha crecido constantemente en los últimos años. Estos usuarios han creado bases de datos, tutoriales y videos sobre cómo realizar ciertas tareas. En lo que a mí respecta, los fabricantes de PLC están lejos de ser tan colaborativos con sus propios equipos.

Los inconvenientes de los microcontroladores

Con base en los puntos anteriores, puede parecer que un microcontrolador puede ser la solución perfecta para controlar equipos industriales. Sin embargo, definitivamente ese no es el caso. El principal inconveniente de una plataforma de este tipo es el hecho de que simplemente no es lo suficientemente duradera para soportar las demandas de las plantas de fabricación.

Baja durabilidad

Debido al bajo costo de las placas de microcontroladores, se han evitado muchos dispositivos de protección.

Los microcontroladores a menudo fallan debido a lo siguiente

  • Fallos de cortocircuito
  • Choque estático del medio ambiente
  • Daño físico
  • Daños por humedad y fluidos

La conclusión es que un Arduino puede durar en una planta de fabricación durante un corto período de tiempo, pero ciertamente no sobrevivirá allí durante 30 años como lo haría un PLC. Además, los microcontroladores pueden tener muchas más dificultades para trabajar en entornos fríos o calientes, ya que no están equipados con una protección «mecánica» adecuada.

Mala recuperación y manejo de fallas

Un microcontrolador puede atascarse fácilmente en un bucle infinito o esperar a que entre una determinada transmisión. El software no fue creado para manejar errores, evitar bloqueos y continuar funcionando si algo va mal.

Hay muchas formas de hacer que su microcontrolador sea más robusto de lo que es por defecto, pero a menos que cubra todas las bases, no será tan eficiente como un sistema PLC.

Las ventajas de los PLC

Un controlador lógico programable (PLC) es la forma principal de controlar los equipos de fabricación. Estos dispositivos han evolucionado bastante en las últimas décadas. Los principales fabricantes de PLC han logrado convertirse en empresas multimillonarias al proporcionar a sus usuarios lo mejor en hardware y software. Sin embargo, tienen sus propias ventajas e inconvenientes en comparación con los microcontroladores.
Ecosistemas de hardware

Los PLC vienen en familias y permiten al usuario seleccionar el hardware según sus requisitos. En la mayoría de los casos, el fabricante podrá proporcionar al usuario final todo, comenzando desde el controlador y terminando con todos y cada uno de los sensores.

Una plataforma ControlLogix tendrá una página detallada sobre cómo seleccionar el controlador, qué periféricos usar en cada situación y qué se necesita instalar.

A diferencia de un microcontrolador, los fabricantes garantizarán que cierto hardware funcionará dentro de su plataforma. Esto hace que sea extremadamente sencillo elegir lo que necesita, conectar las piezas y tener un sistema completo en funcionamiento.

Soporte profesional

Los grandes actores del mundo de los PLC están listos para brindar soporte a sus clientes. Allen Bradley, al igual que Siemens, tienen programas a través de los cuales cualquier persona puede llamar en cualquier momento y obtener una respuesta inteligente sobre un problema que tenga.

Arduino PLC laduino

El servicio descrito anteriormente tiene un costo, pero está hablando con un ingeniero experimentado que tiene acceso a hardware, software y muelles. Estas personas encuentran una respuesta técnica increíblemente rápida. Además, un ingeniero experimentado le proporcionará sugerencias sobre cómo mejorar el sistema, configurar algo de una manera diferente o le dará consejos sobre cómo realizar su tarea más fácilmente.

Los inconvenientes de los PLC

Me encantan las plataformas basadas en PLC, pero tienen un conjunto de inconvenientes que deben discutirse. La parte más frustrante para alguien que busca dedicarse a la programación de PLC es el costo. Otro inconveniente es estar bloqueado en un sistema que se comunica mal con los demás. Daré más detalles sobre mi última declaración a continuación.

Extremadamente caro

Los fabricantes de PLC controlan el mercado con altos precios en hardware, software y servicios que brindan.

Por lo tanto, no es de extrañar que los precios sean extremadamente altos en comparación con los microcontroladores. Un PLC confiable puede costarle al usuario miles de dólares. Los periféricos que a menudo deberán comprarse para un sistema de control completo costarán tanto, si no más, según el proyecto. La factura no termina con el hardware, el software es igual de caro. Además, las actualizaciones constantes y las diferentes revisiones del software hacen que los clientes paguen si necesitan las funciones más recientes.

Aunque los costos son altos, no son tan monstruosos como uno podría pensar cuando se trata de un entorno de fabricación. Después de todo, el equipo eléctrico en la mayoría de los casos es solo una gota en un balde en comparación con algunos de los dispositivos mecánicos.

Poca flexibilidad

Un microcontrolador es un lienzo en blanco. Un programador o ingeniero experimentado puede crear cualquier cosa que desee a través de su código. Sin embargo, no es el caso de los PLC. Tiene acceso a un conjunto de rutinas, instrucciones y comandos predefinidos que limitan lo que puede hacer con la plataforma. Los límites provienen del hecho de que los fabricantes quieren que los usuarios sigan un conjunto de pautas sobre cómo trabajar en sus plataformas y cómo interactúan entre sí.

Para alguien que está acostumbrado a trabajar en C, esto puede resultar bastante frustrante y limitante.

¿Cuándo comprar un sistema PLC?

Las grandes instalaciones de fabricación definitivamente deberían invertir en sistemas basados ​​en PLC. Son fiables, fáciles de mantener y cuentan con buenos sistemas de apoyo. Los desafíos a los que se enfrentarán estos usuarios son el costo, la integración con las plataformas existentes, así como el control de versiones y obsolescencia.

Si es un desarrollador experimentado que está listo para invertir en su propio sistema, conoce los costos asociados de hardware y software y tal vez esté trabajando en proyectos de la vida real.

¿Cuándo comprar un sistema de microcontrolador?

comprar una plataforma de microcontrolador arduinoSi está buscando ingresar al mundo de la programación o el hardware, los microcontroladores son la opción correcta para usted. Ofrecen muchos desafíos para una mente curiosa mientras están respaldados por grandes comunidades de personas que pueden ayudarlo en el camino.

Si su objetivo es aprender PLC; Aún así, recomendaría usar una capa de software encima de un microcontrolador para familiarizarse con los conceptos básicos.

Arduino vs PLC la conclusión

En mi opinión, estas dos plataformas están muy alejadas. Por un lado, los microcontroladores son extremadamente frágiles, pero tienen un gran impacto en el procesamiento. Son ideales para desarrollar sistemas de prueba, pequeños proyectos y casi cualquier aplicación de bricolaje. Por otro lado, tenemos los controladores lógicos programables, sistemas que cuestan miles de dólares pero que valen cada centavo para un gigante industrial.

La conclusión es que para un individuo, un microcontrolador debería ser una compra obvia. En ciertos casos, también puede ser conveniente invertir en un controlador PLC.

Para una instalación de fabricación, evitaría usar un Arduino para los controles. Definitivamente compre un PLC de buena reputación.

Al principio les dije que les dejaría una pregunta.

¿Usaría usted un Arduino para el control de una prensa?

Bien amigos, hasta aquí llego el artículo o post PLC vs Arduino y otros microcontroladores que espero les haya sacado de dudas sobre si usar o no un Arduino o  Microcontrolador en el control industrial.

Mi agradecimiento a Vlad por contribuir a la aclaración como autor del original sobre este tema.

Como siempre, dejen sus comentarios.

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