PLC, PAC, IPC ve SCADA : Hangi kontrol sistemi sizin için doğru ?

Endüstriyel Otomasyon ve Kontrol Sistemleri üreten çok sayıda şirketin olması ve her birinin sunduğu farklı hatlar, herhangi bir makine ve sistem üreticinin sistem seçiminde kendini bunalmış hissetmesine ve zaman zaman kafa karışıklıklarına neden olabilir.

- Programlanabilir Mantık Denetleyicisi – Programmable Logic Controller (PLC) ,
- Programlanabilir Otomasyon Denetleyicisi – Programmable Automation Controller (PAC),  
- Endüstriyel PC – Industrial PC (IPC) veya 
- Merkezi Kontrol (Uzaktan İzleme) ve Veri Toplama Sistemi – Supervisory Control And Data Acquisition  (SCADA) ?         

Bu kadar çok seçenekle, bilinçli bir karar vermek zor.

Peki, sizin için hangi kontrol sistemi doğru: PLC mi, PAC mi, IPC mi yoksa SCADA’mı ?

PLC'ler, PAC'ler, IPC'ler ve SCADA’lar aynı amaç için kullanılır, yani bir üretim tesisindeki otomasyon ekipmanlarını kontrol etmek.

Ancak, otomasyon ihtiyaçlarınızı karşılayacak doğru olanı seçmek için uygulamanızın ihtiyaçlarını boyut, kapasite ve uyumluluk açısından değerlendirmek çok önemlidir.

Biraz tarih: PLC'lerin ortaya çıkışı

PLC'ler 1960'lı yılların sonlarında otomotiv üretiminde kullanılmaya başlandı ve kısa sürede elektronik montajı , gıda ve içecek (örneğin şişeleme ve paketleme tesisleri) ve ilaç endüstrisi gibi sürekli prosesin gerektiği diğer sektörlere yayıldı .

Programlanabilir mantık denetleyicileri (PLC) için küresel pazarın 2023 yılında 10 milyar ABD doları değerinde olduğu tahmin ediliyor. [1] Tahminlere göre, pazarın yüzde beşin üzerinde bir bileşik yıllık büyüme oranı yaşaması bekleniyor. 2026 yılına kadar, pazarın 15,5 milyar ABD dolarından daha büyük bir boyuta ulaşacağı tahmin ediliyor. [2]

PLC'ler donanım tabanlı röle raflarının yerine kullanılmak üzere tanıtıldı. Bu rafların birkaç dezavantajı vardı. Kurulumu ve bakımı maliyetli olmasının yanı sıra çok fazla yer ve elektrik de tüketiyorlardı.

Aslında, PLC'lerin tanıtılmasından önce, üretim sürecinin binlerce röleyi manuel olarak yeniden kablolayarak değiştirilmesi gerekiyordu. Bu pahalı ve zaman alıcı bir süreçti.

PLC'ler, çok fazla yer kaplama, büyük miktarda elektrik tüketme ve kurulumu ve bakımı çok pahalı olma dezavantajına sahip olan donanım tabanlı röle raflarının yerine geçmek için tanıtıldı. Aslında, PLC'lerin tanıtılmasından önce, üretim süreci değiştirilmek zorunda kalındığında binlerce röle elle yeniden kablolanıyordu; bu pahalı ve zaman alıcı bir işlemdi.

İlk PLC, Modüler Dijital Kontrol Cihazı (Modicon), manuel yeniden kablolamanın yazılım programı değişiklikleriyle değiştirilmesine olanak sağladı. Bir merdiven mantığında programlanacak şekilde tasarlanmıştı. Bu mantık, yerini aldığı röle mantığının diyagramlarına benziyordu. Bu benzerlik, mühendisler ve üreticiler için rölelerden PLC'lere geçişi kolaylaştırdı.

PLC'ler 1970'lerde ve 1980'lerin başlarında endüstriyel uygulamalarda giderek daha popüler hale geldi. O zamandan beri önemli iyileştirmeler geçirdiler. Bunlara küçültülmüş boyut, genişletilmiş bellek ve artırılmış işlem gücü dahildir. Günümüzün PLC'leri inanılmaz derecede güçlü denetleyiciler olabilir ve küçük otomasyon projeleri için temel yapı taşları olmaya devam edebilir.

PLC, PAC, IPC ve SCADA arasındaki fark nedir?

PLC'lerin avantajları ve dezavantajları

PLC'ler önceki teknolojiye kıyasla birçok avantaja sahiptir ve sağlam ve güvenilirdir.

Ancak, tek bir mikrodenetleyiciye sahiptirler ve bu nedenle sınırlı mantık kapasitesine sahiptirler.

Bu sınırlamalar, hareket kontrolü gerektiren karmaşık uygulamalar için onları daha az uygun hale getirir. Hareket kontrolünü elde etmek için PLC'lere ek modüller eklemek gerekir. Alternatif olarak, bir veya birkaç PLC ve bir Endüstriyel PC'den oluşan bir hibrit sistem kullanılabilir. Sonuç olarak, PLC'ler basit görevlerin gerçekleştirildiği daha küçük otomasyon projeleri için idealdir.

PAC'lerin avantajları

PAC'ler hibrit bir sistemin aynı avantajlarını sunar ancak ek donanım gerektirmez.

İki veya daha fazla mikrodenetleyici monte ederler ve bir PLC'den daha sofistike bir mantık sistemine sahiptirler.

Sonuç olarak, tek bir platform kullanarak hareket, ayrık ve proses kontrolü gibi birden fazla alanda çalışabilirler.

Ayrıca SCADA ile daha iyi entegrasyon sağlarlar [3], bu da karmaşık sektöre özgü talimatları yönetmelerine olanak tanır.

IPC'lerin avantajları ve dezavantajları

Endüstriyel PC'ler olarak da bilinen IPC'ler, 1990'larda piyasaya çıktı.
Kullanıcılara normal bir PC işletim sisteminde PLC tarzı uygulamaları çalıştırma yeteneği sağladılar.

Endüstriyel Bilgisayar ile klasik bir kontrolörün işlevlerini çok aşan uygulamaları ve çözümleri uygulayabilirsiniz. IPC ürünleri, makineleriniz ve tesisleriniz için dijital fabrikanın zorluklarıyla başa çıkarken size bir ana saha avantajı sağlayan uzun vadeli kullanılabilirliğe sahip esnek ve yenilikçi bir platform sunar.

Başlangıçta, ilk IPC'ler zorlu tesis ortamlarında zorluklarla karşılaştı ve işletim sistemlerinde kararlılık sorunları yaşadı. Ancak, son sürümler bu sorunları ele aldı ve artık daha büyük uygulamalarda etkili bir şekilde kullanılıyor. Tek başlarına veya bir veya daha fazla PLC ile birlikte kullanılabilirler . Ancak, 1990'larda IPC'lerin devralmak üzere olduğu düşünülürse, artık PAC'lerin bu alanda lider olduğu açıktır.

SCADA’nın avantajları ve dezavantajları
SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) sistemleri, fabrikalar, enerji santralleri ve su arıtma tesisleri gibi büyük ölçekli endüstriyel işlemleri izlemek ve kontrol etmek için kullanılan bilgisayar sistemleridir. SCADA sistemlerinin avantajları ve dezavantajları şu şekilde özetlenebilir:

Avantajları

Uzaktan İzleme ve Kontrol:

SCADA Sistemleri, işletmeler içindeki işlemlere uzaktan izleme ve kontrol etme imkanı sunar.

Örnek: Bir su arıtma tesisindeki tesis yetkilisi veya işleten operatör, evinden veya ofisinden tesisin durumunu uzaktan izleyebilir, kontrol edebilir ve gerektiğinde işlemleri uzaktan yönetebilir.

Hızlı Müdahale:

SCADA sistemleri, anormal durumları anında algılayarak hızlı müdahale edilmesini sağlar.

Örnek: Bir elektrik santralinde meydana gelen bir arıza, SCADA sistemi tarafından hemen tespit edilerek, operatörün hızlıca duruma müdahale etmesini veya ilgili teknik ekibi yönlendirmesini sağlar.

Veri Toplama ve Analiz:

SCADA sistemleri, sürekli veri toplar ve bu verileri analiz ederek işlemlerin daha verimli hale getirilmesine yardımcı olur. Üretkenlik ve verimlilik artışı için gerekli verileri izler ve analiz edebilme imkanı sunar. Geçmişe dönük , anlık ve belirli periyotlar seçilebilir.

Örnek: Bir fabrikada üretim verileri toplanarak, üretim sürecinde hangi adımların iyileştirilmesi gerektiği belirlenebilir.

Kaynak Tasarrufu:

SCADA sistemleri, enerji ve su gibi kıymetli kaynakların çok daha verimli kullanılmasını sağlar.

Örnek: Bir enerji santralinde SCADA sistemi, enerji tüketimini optimize ederek maliyetleri düşürebilir.

Kapsamlı ve entegre bir veri tabanlı kontrol ve izleme sistemi olan SCADA ile bir tesise veya işletmeye ait tüm ekipmanların kontrolünden üretim planlamasına, çevre kontrol ünitelerinden yardımcı işletmelere kadar tüm birimlerin otomatik kontrolü, gözetlenmesi ve sonuçların raporlanması sağlanabilir. Temel olarak SCADA yazılımından izleme, kontrol, veri toplama, verilerin kaydı ve saklanması işlevlerini gerçekleştirmesi beklenmektedir.

Kapsamlı ve entegre bir SCADA sistemi sayesinde bir tesise veya işletmeye ait tüm cihazların kontrolünden üretim planlamasına, çevre kontrol ünitelerinden yardımcı işletmelere kadar tüm birimlerin otomatik kontrolü ve gözlenmesi sağlanabilir. Anlık olay ve alarmları saklayarak geçmişte meydana gelen olayları da tekrar günün tarihinde ve saatinde gözlemleyebilmeyi de sağlayan geniş kapsamlı bir sistemdir.

Dezavantajları

Yüksek Maliyet:

SCADA sistemlerinin ilk kurulumu ve periyodik bakımı ile olası güncellemeleri diğer PLC, PAC, IPC ürünlerine kıyasla biraz farklı ve maliyetli olabilir.

Örnek: Küçük bir işletme, SCADA sisteminin yüksek kurulum maliyeti nedeniyle bu sistemi kullanmakta zorlanabilir.

Siber Güvenlik Riskleri:

SCADA sistemleri, siber saldırılara/yazılım korsanlarına (hacker) karşı -gerekli ayar ve izin denetimleri sıklıkla yapılmazsa-  hassas olabilir.

Örnek: Bir kötü niyetli hacker, SCADA sistemine sızarak enerji santralinin (örnek bir işletme) işlemlerini sabote edebilir.

Karmaşıklık:

SCADA sistemleri oldukça karmaşık yapıda olabilir ve özel eğitim gerektirebilir.

Örnek: Bir operatör, SCADA sistemini etkili bir şekilde kullanabilmek için detaylı bir eğitim almak zorunda kalabilir.

Bağımlılık:

SCADA sistemlerine olan aşırı bağımlılık, manuel müdahale yeteneklerinin azalmasına yol açabilir.

Örnek: Bir arıza durumunda, operatörler SCADA sistemi olmadan duruma müdahale etmekte zorlanabilir.

SCADA sistemleri, büyük ölçekli endüstriyel işlemleri daha verimli ve güvenli hale getirmekte önemli bir rol oynar. Ancak, yüksek maliyet ve siber güvenlik riskleri gibi dezavantajları da göz önünde bulundurulmalıdır.

PLC, PAC, IPC ve SCADA ; sizin için en iyi kontrol sistemi hangisi?

PAC'ler makinelerde ve üretim tesislerinde oldukça itibar görmektedir.
Bunun nedeni, bir PLC'nin işlevselliğini ve güvenilirliğini bir IPC'nin işleme kapasitesiyle birleştirme yetenekleridir. Bu, onları birçok endüstride tercih edilen kontrolör türü haline getirir.

Tek bir PAC, birden fazla PLC'yi veya hibrit bir sistemi değiştirebilir.
Bu, tüm uygulamaların tek bir denetleyicide çalışmasının ek avantajını sunar.

Ancak, bir kontrolör seçerken temel kural, yeteneklerinin boyutunun otomasyon projenizin boyutuyla eşleşmesi gerektiğidir. Başka bir deyişle, otomasyon ihtiyaçlarınız geleneksel bir PLC tarafından karşılanabiliyorsa bir PAC veya hibrit sisteme yatırım yapmanıza gerek yoktur.

Sonuç olarak, uygulamanızın boyutuna uygun kontrolörü seçerseniz ve genişleme için biraz alan planlarsanız, on yıllarca verimli bir şekilde çalışabilirsiniz.

PLC'ler, PAC'ler , IPC'ler ve SCADA’lar hakkında daha fazla bilgi arıyorsanız, bugün kapsamlı ürün ve kategori yelpazemize göz atın .

Esinlenilen / Başvurulan Online Kaynaklar :

[1] https://www.statista.com/statistics/486345/projected-global-pragrammable-logic-controller-market-size/#statisticContainer

[2] https://www.gminsights.com/industry-analysis/programmable-logic-controller-market

[3] https://scada-international.com/what-is-scada/#:~:text=What%20does%20SCADA%20stand%20for,data%20from%20the%20industrial%20equipment