O PAC vai substituir o CLP ?

Por Sérgio Augusto Bitencourt Petrovic

Antes de entramos no mérito da resposta, vale a pena comentar a grande discussão sobre o que realmente é um PAC - Pro-grammable Automation Controller. Para muitos é simplesmente um CLP melhorado, enquanto que para outros é um CLP com arquitetura de software aberta. Isso se torna ainda mais confuso quando se olha para eles. Não há diferença física entre um CLP tradicional e um PAC, pois ambos são modulares e possuem praticamente as mesmas dimensões.


Como não existe uma norma ou consórcio de empresas que defina as características e funções para um equipamento ser chamado de PAC, muitos fabricantes utilizam este termo de forma inapropriada, como ferramenta de marketing para CLPs tradicionais que possuam algumas características mais modernas. Para ajudar a entender o que é um PAC, a mesma empresa que lhe deu o nome também definiu as características;


Funcionalidades multi-domínio: disponibilidade de funções de domínios diferentes (lógica, movimento, controle PID) no software, sem a necessidade de processadores, módulos ou softwares adicionais. Capacidade de gerenciar E/S analógicas e digitais e trocar informações com outros dispositivos simultaneamente;


Plataforma de desenvolvimento única: existência de uma camada de software entre o sistema operacional e os aplicativos de usuário. Como esta camada é separada do hardware, é possível, com poucas modificações, transpor o código para outros dispositivos;


Ferramentas de software orientadas a processos: utilização de ferramentas de desenvolvimento gráficas de alto nível, que permitam desenvolvimento através do fluxo de processos, facilitando a tradução do conceito do processo em código;


Arquitetura aberta e modular: para atender às várias aplicações industriais diferentes e facilitar a customização, possuindo hardware modular para permitir a escolha somente dos módulos necessários;


Empregar linguagens e interfaces de comunicação padronizadas: para permitir a troca de dados entre plataformas de fabricantes diferentes.


Várias são as vantagens do PAC frente ao controlador tradicional. Com avançado suporte de comunicação (TCP, IP, UDP,FTP, SNMP e SMTP), ele é capaz de disponibilizar a informação em tempo e permitir que seus parâmetros sejam monitorados e/ou controlados remotamente, até mesmo pela internet.


O suporte a linguagens padronizadas como XML e SQL permite fácil integração com sistemas corporativos e com outros dispositivos. A utilização desses padrões possibilita rápido desenvolvimento, pois não é necessário aprender uma nova linguagem, geralmente proprietária, como é o caso dos controladores tradicionais.


São determinísticos e orientados a eventos. O determinismo é a capacidade que um sistema tem de garantir a execução de tarefas ou tratamento de mensagens dentro de um determinado período de tempo (extremamente desejável para algumas aplicações industriais). Já os CLPs tradicionais são pseudo-determinísticos, pois só se conhece o tempo que eles levarão para executar uma tarefa após sua programação, devido à sua característica de funcionamento seqüencial (lê entradas, executa o código e atualiza as saídas).


O PAC possui freqüência de operação superior ao CLP tradicional. Possui também alta capacidade de processamento (permitindo a execução de controles complexos), maior capacidade de armazenamento e melhores especificações metrológicas.


Diante de tantas vantagens, surge a seguinte questão: o PAC vai substituir o CLP? A resposta é não. Apesar do PAC fazer tudo o que o controlador tradicional faz e muito mais, o processo industrial é que irá determinar qual das tecnologias é a mais indicada. Se não há necessidade de algoritmos de controle complexos ou com alta freqüência, processamento de dados em tempo real, comunicação com outros dispositivos ou qualquer outra característica citada anteriormente, então não há necessidade de se utilizar um PAC, que tem preço superior ao CLP tradicional.


Origem CLP e necessidades avançadas


Até o final da década de 60, painéis de relés dominavam as linhas de manufatura controlando suas operações. Eram painéis volumosos e caros, onde qualquer alteração do seqüenciamento ou função por eles desempenhada era um desafio, além de consumirem tempo e dinheiro.

Existem CLPs com interrupções com módulos para linguagem de alto nível (como C, por exemplo) e com outras características de PAC. Estes CLPs são uma evolução dos tradicionais, os quais, originalmente, não possuíam estas características. É uma tentativa de atender os 20% de aplicações que exigem características avançadas.

Diante desse cenário, tentando eliminar essas desvantagens, em 1968 a General Motors definiu as especifi cações para o primeiro controlador programável. Eram elas: facilidade de programação e reprogramação; facilidade de manutenção e reparos, preferencialmente com módulos plug-in; capacidade de operação em ambientes industriais; menor que o equivalente em relé; capacidade de comunicação com um sistema central de dados e custo competitivo frente os painéis de relé.


O atendimento a esses requisitos fez com que o CLP substituísse rapidamente os painéis de relé, dominando a área de controle de processos na indústria. Mesmo assim, muito pouco era exigido dos CLPs. Ainda hoje, segundo estimativas realizadas pela Automation Research Corporation, Venture Development Corporation e PLCs.net cerca de:

• 77% dos CLPs são usados para pequenas aplicações (menos que 128 E/S);

• 72% das E/S dos CLPs são digitais;

• 80% das aplicações dos CLPs são programadas com um conjunto inferior a 20 instruções da linguagem Ladder.

Não é preciso muito esforço para entender porque o mercado de controladores industriais permaneceu durante muito tempo com controladores simples e de baixo custo. As aplicações que compõem os 20% restantes são as que requerem tarefas avançadas, as quais os CLP tradicionais não conseguem atender ou simplesmente não justificam sua utilização.


Hoje, este percentual vem crescendo devido às características e aplicações cada vez mais exigentes. Entre elas: processadores com ponto flutuante, capacidade de executar algoritmos de controle complexos; interfaces de comunicação mais rápidas; conexão com bancos de dados, alta freqüência de operação; maior capacidade de armazenamento de dados, ferramentas de desenvolvimento gráfi cas; arquitetura padronizada e aberta, facilidade de integração e manutenção.


É possível, juntamente com um computador pessoal e mediante aquisição de módulos especiais, contornar algumas dessas deficiências. Muito provavelmente será necessária a utilização de middleware (software de interface entre difefentes aplicações), gerando custo na aquisição ou desenvolvimento do mesmo. Além disso, computadores pessoais apresentam três grandes desvantagens:


Estabilidade: sistemas operacionais convencionais não apresentam estabilidade suficiente para controle de processos, podendo travar freqüentemente;


Confiabilidade: hardware não projetado para aplicações industriais, ficando expostos a poeira, interferência, vibração, variação de temperatura, umidade,etc;


Interface não familiar: implica em treinamento para operadores de chão de fábrica.


Nesse contexto, os fabricantes começaram a incorporar nos CLPs tradicionais funções características de computadores pessoais, resultando numa nova geração de controladores industriais: os PACs.

Lista de abreviaturas CLP - Controlador Lógico Programável E/S -Entrada/Saída FTP - File Transfer Protocol IP - Internet Protocol PAC - Programmable Automation Controller PID - Proporcional, Integral, Derivativo SNMP - Simple Network Management Protocol SMTP - Simple Mail Transfer Protocol SQL - Structured Query Language TCP - Transport Control Protocol UDP - User Datagram Protocol XML - Extensible Markup Language

Sergio Augusto Bitencourt Petrovcic é engenheiro de Controle e Automação Industrial, mestre em Metrologia Científica e Industrial e trabalha com desenvolvimento de softwares em C#.

*Originalmente publicado na revista Mecatrônica Atual - Ano 6 - Edição 35 - Ago/Set/07