PLCとRTUの主な違いと市場動向

プログラマブルロジックコントローラ（PLC）とリモートターミナルユニット（RTU）の融和は比較的新しい現象です。導入ベースで見ると、PLCは長らくRTUを追い抜き、数十年にわたり市場を支配し、実質的にコモディティ化しています。

この成長に駆られ、多くのベンダーがPLC機能を改良し、場合によってはRTU市場に食い込むべく、PLCにRTU類似の機能を開発・搭載するようになりました。その結果、一部のPLCはRTUとしてマーケティングされるに至っています。

一方で、それぞれのデバイスの起源と歴史は異なります。RTUは、その必須コンポーネントであるSCADAシステムの進化と密接に歩んできました。

SCADAとRTUは最初に通信業界で導入され、その後1950年代に発電プラントへ展開しました。解決しようとした課題は、フィールド機器からのデータを極めて長距離で通信することでした。

PLCが登場したのは、1970年代初頭です。コンパクトなパーソナルコンピューティングとマイクロプロセッサが量産可能な段階に達したことで、PLCが可能になりました。PLCは産業製造の世界に直行し、多数のリレーで構成される複雑で非柔軟な回路を、生産フロアに容易に設置できるコンパクトなデバイスで置き換えました。自動車製造セクターがPLC導入の恩恵を最初に受けた分野の一つです。

PLCとは

PLCは、産業プロセスの自動化向けに設計されたコンピューターです。PLCは中央処理装置（CPU）と入出力で構成されます。CPUはユーザーがインストールしたプログラムの実行を担当します。PLCには通常、デジタル/アナログ入出力、ネットワーク通信、プロトコルアダプター、バス拡張など、さまざまなタイプのモジュールを統合できます。

PLCへの命令コーディングにはさまざまなプログラミング言語が使用でき、最も一般的なのはラダーダイアグラムと構造化テキストです。ラダーダイアグラム（ラダーロジックとも呼ばれる）は、接点とリレーの開閉をエミュレートする視覚的プログラミング言語です。構造化テキストはC系言語に類似した構文を使用し、ラダーより複雑な命令を可能にするため、より複雑な制御アプリケーションで一般的に使用されます。

すべてのPLCは、3つの基本タスクを順序通りにサイクリックに実行します：入力読み取り、プログラム実行、出力書き込み。

各サイクルの開始時に、PLCは接続されているすべての物理入力のステータスを更新し、正しい状態を使用できるようにします。次に、プリロードされたプログラムを実行し、メインルーチンとサブルーチンを走査します。最後に、プログラム実行結果に基づいて物理出力を更新します。これは各PLCサイクルで行われ、サイクルタイムはプログラマーがシステム性能向上のために頻繁に最適化を図る重要指標の一つです。

RTUとは

RTUは、フィールドデバイスを監視・制御するために設計されたマイクロプロセッサベースの制御ユニットです。主にSCADAシステムで使用され、SCADA制御と物理プロセス・センサー・計装の間のインターフェースを提供します。PLCと同様に、RTUもCPU、入出力モジュール、通信・プロトコル変換オプションで構成されます。

RTUのプログラミングは一般的にPLCよりもはるかにシンプルです。ほとんどのRTUはWebインターフェース経由で設定され、それ以上のプログラミングは行われません。現代のRTUは互換性がありますが、ほとんどは制御ループや複雑なロジックを意図しておらず、サポートもしていません。サイクルタイムは極めて高速で、通常1ミリ秒範囲です。

PLCとRTUの比較

プログラマビリティから見ると、これは状況によって利点にも欠点にもなり得ます。シンプルなインターフェースを持つRTUは、よりユーザーフレンドリーと見なせます。しかし、同じインターフェースが複雑な制御システムには非柔軟で、アプリケーションによっては互換性がないこともあります。

RTUは一般的にPLCより大型です。理由の一つは、デバイスの耐久性と堅牢性を高める追加機能がスペースを取るためです。最も顕著なのはエンクロージャで、過酷な環境条件に耐えるために必要です。PLCがよりコンパクトなのは、スペースが通常豊富でない工場・産業向けだからです。

RTUは平均的にPLCより高価です。サイズと耐久性要件によるものですが、通常これはデバイスタイプ選定の決定要因とはなりません。PLCが産業環境向け、RTUが長距離屋外システム向けに構築されているため、コスト考慮はプロジェクトの規模とセットになります。

一般的に、RTUはユーティリティや農業などのリモート監視に適しています。一方、PLCはほぼすべての業界で広く使用され、近い将来置き換わることはないでしょう。両デバイスには類似点もありますが、用いられる用途は異なります。

あなたの業務では、RTUとPLCのどちらを多く使用していますか？ 理由も教えてください。