Wat is een interface en waarvoor wordt een interface gebruikt?

Interface is een term die vaak wordt gebruikt in de automatisering. Met een interface bedoelt men interactieve koppeling tussen een mens (de gebruikersinterface) en een machine. Daarnaast kan een interface eveneens de communicerende verbinding tussen twee verschillende machines of apparaten zijn. in dat geval is de interface een koppeling tussen componenten zowel hardware als software in computersystemen. Doormiddel van een interface worden informatie en gegevens uitgewisseld in twee verschillende richtingen.

Doel van een interface
Mensen kunnen nog niet zonder technische aanpassingen communiceren met machines. Dit komt omdat de manieren die mensen gebruiken om te communiceren niet overeenkomen met de wijze waarop computersystemen informatie met elkaar delen. Mensen communiceren met elkaar door woorden te spreken of door non-verbale communicatie te gebruiken. Computers communiceren echter doormiddel van enen en nullen. Een interface zorgt er voor dat de communicatie van een mens wordt omgezet in een taal die de computer begrijpt. Daarnaast is omgekeerd ook het geval, de ‘taal’ van computers wordt doormiddel van een interface omgezet in een taal die mensen begrijpen. Tussen twee verschillende computeronderdelen is soms ook een interface nodig om de gegevens om te zetten. Een interface is in feite een schakel tussen twee verschillende systemen met een andere ‘taal’. Het doel van een interface is het omzetten van gegevens en informatie in bruikbare taal.

Voorbeelden van een interface
Er zijn verschillende voorbeelden op te noemen van een interface. Een bekend voorbeeld van een interface tussen een computer een computergebruiker (mens) is een beeldscherm. Een beeldscherm geeft namelijk informatie weer van een computer in de vorm van tekst of afbeeldingen. Daarvoor heeft de computer doormiddel van software de enen en nullen omgezet in taal die door mensen afgelezen kan worden. Als een gebruiker een computer wil besturen zal er ook gebruik gemaakt moeten worden van een interface zoals bijvoorbeeld een toetsenbord of een muis.  Dit is bijvoorbeeld ook het geval bij machines die computergestuurd zijn zoals CNC draaibanken, CNC freesbanken, CNC kantbanken en machines in de procesindustrie. Deze machines hebben meestal een paneel met toetsen er op en een (eenvoudig)  beeldscherm. De machinebankwerker of operator communiceert doormiddel van deze toetsen met de machine die hij of zij bedient.  De machine zet de gegevens die met de toetsen worden ingevoerd om in een taal die de machine begrijpt. Zodra de vertaling heeft plaatsgevonden voert de machine de bewerking uit de machinebankwerker of operator heeft ingevoerd. De vertaling van de mensentaal naar de computertaal vindt meestal in een paar tienden van seconden plaats.

Wat is een process control system (PCS)?

PCS is een afkorting in de procestechniek. Deze afkorting staat voor process control system. Dit is een automatiseringssysteem dat is ontworpen voor het besturen van industriële processen. In de procestechniek worden namelijk verschillende industriële processen uitgevoerd door machines en installaties. Hierbij wordt gebruik gemaakt van verschillende automatiseringssystemen. Het process control system is een van deze automatiseringssystemen. In het verleden werden deze systemen ook wel een distributed control system (DCS) genoemd. Deze naam werd gebruikt omdat de componenten van dit systeem verschillende functies hebben en met elkaar verbonden worden door een communicatienetwerk.

Wat zijn de basisfuncties van een PCS of DCS?
Een PCS of een DCS heeft een aantal basis functies. Deze basisfuncties zijn de volgende:

  • Het regelen van analoge signalen.
  • Het regelen van verschillende parameters van het proces.
  • PLC-functies.
  • Het opslaan van historische gegevens van systemen. Dit wordt ook wel historiek genoemd.
  • Het visualiseren van omstandigheden en resultaten van het proces.
  • Het beheren van abnormale condities door alarmmanagement.
  • Rapportage van alle bovenliggende systemen.
  • Interface naar onderliggende systemen.

Wat is een ladderdiagram en waar worden ladderdiagrammen voor gebruikt?

In de procestechniek worden steeds meer processen geautomatiseerd. Door computersystemen het werk te laten over nemen van mensen kan men sneller en effectiever produceren. Daarnaast wordt de kans op fouten in de productie gereduceerd. Dit zijn allemaal voordelen voor bedrijven in de procesindustrie. Het automatiseren van productieprocessen sluit vaak naadloos aan bij Lean manufacturing en Lean management. Voor automatisering is echter software en hardware nodig. Hierbij komen de termen SCADA, PLC en PAC onder andere aan de orde.

Als men het heeft over een PLC heeft men het vaak ook over ladderdiagrammen. Een ladderdiagram (LD) is een schema waarin logische schakelingen worden weergegeven. Dit zijn AND en OR schakelingen die worden aangestuurd door een PLC.

Een PLC is een Programmable Logic Controller, die houdt in dat dit apparaat geprogrammeerd moet worden. De PLC wordt dus geprogrammeerd doormiddel van een ladderdiagram. De opbouw van de programmeertaal van een ladderdiagram (Ladder Logic) lijkt op een ladder die uit verschillende sporten bestaat. De sporten van de ladderdiagram vormen een programma dat de PLC moet uitvoeren. Deze sporten worden sequentieel door de PLC uitgevoerd.

Een ladderdiagram bevat een bepaalde logica waarmee de werking van relais wordt nagebootst. Deze logica zorgt er voor dat een PLC relatief eenvoudig kan worden geprogrammeerd. Dit zorgt er voor dat PLC-programmeurs de PLC eenvoudiger kunnen programmeren. Daarnaast zorgt de logica van een ladderdiagram er voor dat storing zoeken vereenvoudigd kan worden.

PLC en PAC
De Programmable Logic Controller (PLC) en de Programmable Automation Controller (PAC) zijn twee apparaten die beiden gebruikt kunnen worden in de automatisering in de procestechniek. De PLC wordt geprogrammeerd met behulp van ladderdiagrammen. De PAC is een systeem dat eveneens wordt gebruikt in de automatisering van machines en productieprocessen. Een PAC is een combinatie van een PLC en een PC en  kan op verschillende manieren worden geprogrammeerd. Een PAC is niet afhankelijk van programmering met behulp van ladderdiagrammen.  Men kan een PAC bijvoorbeeld ook programmeren met C of C++ .

Wat is het verschil tussen PLC en PAC?

Productieprocessen worden in toenemende mate geautomatiseerd. Dit houdt in dat veel bedrijven waarin producten worden geproduceerd werken met geautomatiseerde machines die aan worden gestuurd door software. Deze software vormt als het ware het brein achter de aansturing van de machines. In het verleden waren met name de operators en machinebedieners de personen die bepaalden welke bewerking een machine moest uitvoeren en wanneer de bewerking moet plaatsvinden. Tegenwoordig nemen PLC’s, SCADA en PAC’s deze rol over. Hieronder is in een paar alinea’s uitgelegd wat PLC’s en PAC’s zijn en wat het verschil tussen deze apparaten is.

Wat is een PLC?
Een Programmable Logic Controller wordt ook wel afgekort met de letters PLC. Een PLC is een apparaat dat gebaseerd is op een enkele microprocessor. De PLC wordt gebruikt voor het automatiseren van productiemachines. Daarnaast wordt met een PLC ook de infrastructuur en vervoer van materialen van en naar de machines geregeld. Een PLC is ontworpen om relais en timers te vervangen. Een PLC maakt gebruik van een ladderdiagram (Ladder Logic) dat door onderhoudsmonteurs en programmeurs gelezen kan worden. Hierdoor wordt duidelijk welke bewerkingen worden uitgevoerd en welke input en output van verschillende onderdelen heeft plaatsgevonden.

Wat is een PAC?
Een Programmable Automation Controller wordt ook wel afgekort met de letters PAC. Een andere benaming voor dit apparaat is Process Automation Controller wat eveneens met de letters PAC wordt afgekort.

Een PAC is een apparaat dat gebaseerd is op 2 of meerdere processors en lijkt op een personal computer (PC). In feite is een PAC een PC die samengevoegd is met een PLC. Dit gebeurd met behulp van multitasking mogelijkheden waarmee één of meerdere onderdelen van de apparatuur worden aangestuurd of geautomatiseerd. De term PAC werd voor het eerst gedefinieerd door ARC Advisory Group in 2001. De PAC omvat de mogelijkheden en capaciteiten van de PLC. De PAC heeft echter een software en een hardware die dusdanig zijn ontworpen dat ze gebruiksvriendelijk zijn voor de IT / computerprogrammeur. Er zijn meer mogelijkheden zoals meerdere programmeertalen waaronder gestructureerde tekst, C of C++  en er is een gedistribueerde controlesysteem (DCS). Daarnaast kan gebruik worden gemaakt van standaard PC netwerken zoals Ethernet.

Waarvoor wordt een PAC gebruikt?
Een PAC kent meer mogelijkheden dan een PLC een PAC wordt daardoor breder ingezet. Zo kan een PAC worden ingezet voor Process Control en het raadplegen en opvragen van gegevens over processen. Hierdoor kunnen processen worden gemonitord. Daarnaast wordt de PAC ingezet in de regeltechniek. Een PAC heeft de mogelijkheid om gegevens door te sturen van machines die ze aansturen naar andere machines of naar databases in een computernetwerk aangestuurde omgeving.

Wat is het grootste verschil tussen een PLC en een PAC?
Het grootste verschil tussen een PLC en een PAC zit in de vrijheid waarmee geprogrammeerd kan worden. Een PLC maakt gebruik van ladderdiagrammen (Ladder Logic) terwijl een PAC meer vrijheid kent op het gebied van programmeren. Dit zorgt er voor dat een PAC gebruiksvriendelijker is en meer mogelijkheden kent.