De programmable logic controller (plc) viert dit jaar net als Computable zijn vijftigste verjaardag. In een halve eeuw is die robuuste besturing voor industriële omgevingen uitgegroeid tot een slimme besturing met diverse it-eigenschappen. Wat moeten it’ers weten over de plc?
Traditionele plc’s zijn in feite niets meer dan een elektronisch apparaat met een microprocessor die zijn uitgangen aanstuurt. Dit gebeurt op basis van informatie die binnenkomt via de ingangen. plc’s zorgen er bijvoorbeeld voor dat machines op het juiste moment en op de juiste plaats stempelen, vouwen of knippen.
Oorsprong van de werkpaarden
De plc vindt zijn oorsprong in de auto-industrie. Tot in de jaren zestig werden productieprocessen aangestuurd met soms wel kamers vol relais die een willekeurig aantal schakelcontacten kunnen openen of sluiten. Zo’n systeem was lastig te onderhouden. Een wijziging in het productieproces betekende het opnieuw bekabelen van alle relais.
In 1968 riep GM Hydramatic bedrijven op om te komen met een voorstel voor een elektronische vervanging van het relaissysteem. Bedford Associates haalde de opdracht binnen en ontwierp de eerste plc, de Modular dIgital controller (Modicon) 084. Nog altijd is de automobielindustrie een van de grootste gebruikers van plc’s.
Plc’s zijn al decennia de ‘werkpaarden’ binnen industriële omgevingen. Die werkpaarden kregen vanaf de jaren negentig van de vorige eeuw steeds meer concurrentie, onder andere van industriële pc’s. Die beschikken ook over een robuust ontwerp en zijn tot op zekere hoogte bestand tegen stof, trillingen en hoge temperaturen.
Met software op de industriële pc kan een plc worden gesimuleerd die op zijn beurt weer een machine aanstuurt. Op een vergelijkbare manier worden ook zelfontwikkelde, zogenaamde embedded besturingssystemen ingezet om machines aan te sturen. Een nadeel van industriële pc’s ten opzichte van plc’s is wel dat ze vatbaarder zijn voor bijvoorbeeld virussen. Ook moeten ze vaker worden gepatcht, wat binnen industriële omgevingen lang niet altijd mogelijk is.
Belangrijkste ontwikkeling
Plc’s zijn meestal gesloten systemen die alleen zijn te programmeren in specifieke programmeertalen zoals Instruction List (IL), Structured Text (ST), Ladder Diagram (LD), Functional Block Diagram (FBD) en Sequential Function Chart (SFC). Programmeurs die deze talen goed machtig zijn, zijn steeds moeilijker te vinden. Door het gesloten karakter is het ook lastig om snel nieuwe functionaliteit toe te voegen. Daar moet de leverancier van de plc meestal voor zorgen.
We zien nu een ontwikkeling richting nieuwe besturingsplatformen die programmeerbaar zijn in hogere programmeertalen zoals C en C++ en die gebruikmaken van opensourcesoftware. Voor dergelijke talen zijn meer programmeurs beschikbaar. Het open en flexibele karakter maakt programmeurs ook productiever en geeft ze meer flexibiliteit bij het maken van zowel complexere als eenvoudigere besturingen. Als een bepaalde functionaliteit ontbreekt, kan men deze nu zelf ontwikkelen. Deze ‘next-generation’ plc’s bieden kortom veel meer vrijheden.
Voor de vierde industriële revolutie moeten applicaties, apparaten, machines en sensoren eenvoudig informatie met elkaar kunnen uitwisselen. Data uit verschillende systemen moeten worden gecombineerd en omgezet in nieuwe, waardevolle informatie. Die informatie kan bijvoorbeeld worden ingezet voor het optimaliseren van productieprocessen of het ontwikkelen van nieuwe diensten.
In die revolutie, die we ook wel aanduiden met termen als ‘smart industry’, ‘Industrie 4.0’ en het ‘Industrial inte0rnet of things’ (IIoT), hebben we wel die next-generation besturingsplatformen met meer vrijheden nodig. Zo mag het toevoegen van een extra ‘ding’ aan het IIoT geen ingewikkeld programmeerwerk met zich meebrengen. Is een extra applicatie op een plc gewenst om de juiste data uit de machine te halen? Dan moet de operational technology (ot)- of misschien zelfs wel de it-programmeur die deelapplicatie snel kunnen schrijven.
Exotisch
Plc’s bieden al langer it-functionaliteit. Moderne ‘klassieke’ plc’s beschikken vaak al over een ethernetinterface en it-features, zoals e-mailfunctionaliteit, een ftp-server en de mogelijkheid om te lezen en schrijven in een SQL-database. Toch zien it’ers plc’s vaak nog als een exotisch stukje hardware. De ondersteuning van opensourcesoftware en programmeertalen waar it’ers bekend mee zijn, zal daar zeker verandering in brengen.
It’ers krijgen wellicht steeds meer te maken met plc’s. Het blijven de besturingen voor het industriële domein en rukken echt niet op naar het 19-inch rack van it. Maar doordat plc’s steeds meer op een it-device gaan lijken, komt de ‘wereld van ot’ wel steeds dichter bij die van it. Het is zelfs niet uit te sluiten dat it-programmeurs worden betrokken bij het programmeren van plc’s. Of dat applicaties van it komen te draaien op de industriële besturingen.
De nieuwe besturingsplatformen kunnen dus de brug slaan tussen it en ot. It’ers en ot’ers worden meer en meer elkaars sparringpartners. Voor het succes van de vierde industriële revolutie – die niet alleen draait om industriële automatisering maar ook om big data en data-analyses – is dat zeker geen overbodige luxe.
