X
X

ما هو الفرق بين PLC و Industria PC

2025-05-16
مدفوعًا بموجة الصناعة 4.0 ، تطورت الأتمتة من خيار لتحسين الكفاءة إلى ضرورة بقاء الأعمال. تقوم صناعة التصنيع العالمية بنشر أنظمة تحكم متقدمة لتحسين دقة الإنتاج وتقليل وقت التوقف وتحسين التكاليف. تعد وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLCs) وأجهزة الكمبيوتر الصناعية (IPCs) هما التقنيتان الأساسيتان التي تدعم الأتمتة في هذه العملية. على الرغم من أن كلاهما يخدم سيناريوهات التحكم الصناعي ، إلا أن هناك اختلافات كبيرة في بنيةها التقنية وخصائصها الوظيفية ونطاق التطبيق.

ما هو PLC؟


PLC (وحدة تحكم المنطق القابلة للبرمجة) هو كمبيوتر خاص مصمم للبيئات الصناعية ، وتتمثل وظيفتها الأساسية في تحقيق التحكم الآلي في المعدات الميكانيكية من خلال عمليات المنطق في الوقت الفعلي. الجهاز معياري ويتألف من وحدة المعالجة المركزية (وحدة المعالجة المركزية) ، إدخال / الإخراج (i / o) وحدات تزويد الطاقة ووحدات التخزين. على عكس أجهزة الكمبيوتر ذات الأغراض العامة ، فإن نظام التشغيل في PLC هو نظام تشغيل في الوقت الفعلي (RTOs) ، والذي يضمن دقة تنفيذ الأوامر الدقيقة ويسمح له بالاستجابة في الوقت الحقيقي لإشارات الاستشعار (على سبيل المثال ، درجة الحرارة والضغط) ومشغلات التحكم (على سبيل المثال ، المحركات ، الصمامات).

أنواع الأجهزة والتطبيقات النموذجية


Miniature PLC: الحجم المدمج (مثل حجم راحة يدك) ، المدمج مع واجهات I / O الأساسية ، مناسبة للتحكم في الجهاز الفردي ، مثل التحكم المنطقي في بدء تشغيل آلات التغليف الصغيرة.

PLC Modular: يدعم التوسع المرن للوحدات I / O (مثل الرقمية والتناظرية والوحدات اتصالات) ، مناسبة لخطوط الإنتاج المعقدة ، على سبيل المثال السيطرة التعاونية للأسلحة الآلية في ورش عمل تجميع السيارات.

Rackmount PLC: مع قدرة المعالجة القوية وسعة التوسع ، يتم استخدامها بشكل شائع في الأنظمة الصناعية الكبيرة ، مثل أنظمة التحكم المركزية (DCS) في مجال البتروكيماويات.

مزايا PLCs


الموثوقية العالية: التصميم بدون مروحة ، تشغيل درجة حرارة واسعة (-40 ℃ ~ 70 ℃) والهيكل المقاوم للاهتزاز يسمحون بتشغيل مستقر في بيئات قاسية مثل الغبار والزيت.

في الوقت الفعلي العالي: استنادًا إلى آلية دورة المسح ، يضمن التنفيذ الحتمي لتعليمات التحكم ، مناسبة للسيناريوهات الحساسة للوقت (مثل خط الإنتاج عالي السرعة).

عتبة البرمجة المنخفضة: تدعم لغات البرمجة الرسومية مثل منطق السلم ، مما يجعل من السهل على المهندسين الميدانيين البدء بسرعة.

قيود PLCs


قوة المعالجة المحدودة: تدعم العمليات المنطقية البسيطة فقط ، ويصعب أداء المهام المعقدة مثل التعلم الآلي وتحليل البيانات الضخمة.

الوظيفة الفردية: يركز على التحكم الصناعي ، والتكامل مع أنظمة تكنولوجيا المعلومات (مثل ERP ، MES) يتطلب أجهزة بوابة إضافية.

ارتفاع تكلفة الأنظمة المعقدة: عندما تكون هناك حاجة إلى عدد كبير من وحدات I / O أو تحويلات بروتوكول الاتصالات ، تزداد تكلفة الأجهزة بشكل كبير.

ما هوالكمبيوتر الصناعي?


والكمبيوتر الصناعيهو كمبيوتر محسن يعتمد على بنية الكمبيوتر الشخصي للأغراض العامة ، المصمم للسيناريوهات الصناعية ، والنوافذ التي تعمل ، و Linux ، وأنظمة التشغيل الرئيسية الأخرى. من خلال تطوير تكنولوجيا أشباه الموصلات ، لا يمكن للاتصالات الدولية للاتصالات IPC فقط الوفاء بمهام التحكم في PLC التقليدية ، ولكن أيضًا تحمل أعباء عمل متعددة مثل HMI ، وحساب الحافة ، والكشف عن رؤية AI ، وما إلى ذلك من خلال دمج GPU (معالج الرسومات) ، و TPU (معالج TENSOR) و NVME SSD (DISK عالي السرعة) ، والقيمة الأساسية في الحد الأدنى. تتمثل قيمتها الأساسية في تقليل كمية الأجهزة في المصنع من خلال "تكامل الوظائف" ، على سبيل المثال ، يمكن أن يدرك IPC تحكم في المعدات ، واكتساب البيانات والاتصال السحابي في نفس الوقت.

ميزات الأجهزة وطرق النشر


تصميم البيئة المضاد للهرش: اعتماد التبريد بدون مروحة والجسم المعدني الكامل ، وهو يدعم تصنيف IP65 مقاوم للغبار ومقاوم للماء ، ويمكن أن تعمل بعض النماذج في بيئة درجة حرارة واسعة 65 ℃ ~ 60 ℃.

إمكانية التوسع المرن: توفر فتحة PCIE ، وواجهة M.2 ، ويدعم توسيع الوحدات اللاسلكية (مثل 5G ، Wi-Fi 6) ، بطاقة تسريع GPU أو بطاقة التحكم في الحركة لتلبية احتياجات الرؤية الماكينة ، التحكم في الروبوت ، وما إلى ذلك.

أساليب التثبيت المتنوعة: دعم تصاعد السكك الحديدية (مناسبة لخزائن التحكم) ، أو فيزا تركيب الجدار (مناسبة للوحدات المفاتيح) أو توصيل الرف (سيناريوهات مركز البيانات).

مزاياأجهزة الكمبيوتر الصناعية


قدرة المعالجة القوية: مزودة بمعالج Intel Core / i7 أو AMD Rare Dragon ، يمكن أن يعمل على تشغيل Python و C ++ ولغات عالية المستوى ، ويدعم نشر نماذج التعلم العميق (مثل الكشف المستهدف YOLO).

It / OT Complability: الدعم الأصلي للبروتوكولات الصناعية مثل OPC UA ، MQTT ، وما إلى ذلك ، والتي يمكن ربطها مباشرة مع نظام ERP لتحقيق التحميل في الوقت الفعلي وتحليل بيانات الإنتاج.

الإدارة عن بُعد مريحة: يمكن تحقيق المراقبة عن بُعد وترقية البرامج الثابتة من خلال أدوات مثل TeamViewer و VNC ، مما يقلل من تكاليف الصيانة.

قيود أجهزة الكمبيوتر الصناعية


الاستثمار الأولي المرتفع: يمكن أن تصل تكلفة IPC المتطورة إلى عشرات الآلاف من الدولارات ، أي أكثر بكثير من أنظمة PLC الصغيرة.

متطلبات الأمان العالية: يجب نشر جدران الحماية ، وأنظمة الكشف عن التسلل (IDS) وبرامج مكافحة الفيروسات من الدرجة الصناعية للتعامل مع تهديدات Ransomware (مثل Notpetya).

يعتمد التكوين البيئي على التكوين: تتطلب بعض IPCs غير المدمجة حماية إضافية في الاهتزاز الشديد أو بيئات الغبار العالية.

الفرق بين الكمبيوتر الصناعي مقابل PLC؟

نظام التشغيل والوقت الحقيقي


PLC: يعتمد على نظام التشغيل في الوقت الفعلي (RTOs) ، ويعتمد آلية المسح الدوري لضمان الوقت اليقين لكل دورة تعليمات ، وهو مناسب لمهام التحكم الدقيقة للميلي ثانية (مثل توقيت إغلاق العفن لآلة صب الحقن).

IPC: تشغيل نظام تشغيل للأغراض العامة ، يحتاج إلى إدراك وظائف في الوقت الفعلي الصعبة من خلال وحدات التمديد في الوقت الفعلي (مثل kernel RTX في الوقت الفعلي) ، وهو أكثر ملاءمة للسيناريوهات مع متطلبات في الوقت الفعلي أقل قليلاً ولكن تتطلب تعدد المهام (مثل جدولة Warehouse الذكية).

لغة البرمجة والبيئة التنمية


PLC: منطق السلم (منطق السلم) ، مخطط كتلة الوظائف (FBD) هو ، معظم أدوات تطوير الشركات المصنعة للبرامج المخصصة (مثل بوابة Siemens TIA) ، يتم إغلاق البيئة ، لكن الاستقرار قوي.

IPC: يدعم C / C ++ ، Python ، .NET ولغات أخرى للأغراض العامة ، ويمكنها إعادة استخدام مكتبات المصادر المفتوحة (مثل مكتبة OpenCV Vision) والبرامج الصناعية (مثل MATLAB Industrial) ، مع كفاءة التطوير المرتفع وتوسيع الوظائف القوية.

نمذجة التكلفة


الأنظمة الصغيرة: تقدم PLCs مزايا كبيرة في التكلفة. على سبيل المثال ، بالنسبة لمشروع صغير يتحكم في 10 مدخلات رقمية / ، يمكن أن يكون حل PLC منخفضًا إلى 1 / 3 تكلفة IPC.

الأنظمة المعقدة: IPCs لها تكلفة إجمالية متفوقة للملكية (TCO). عندما تحتاج فحص الرؤية وتخزين البيانات والاتصالات المستندة إلى مجموعة النظراء إلى دمجها ، فإن IPC يقلل من التكاليف المشتركة لشراء الأجهزة والكابلات والصيانة.

الأمن والموثوقية


PLC: البنى التقليدية أقل تعرضًا للهجمات الإلكترونية ، ولكن عندما يصبح الإنترنت الصناعي للأشياء (IIOT) أكثر انتشارًا ، تحتاج PLCs التي تدعم إيثرنت إلى نشر جدران حماية إضافية.

الحالة النموذجية: هاجم STUXNET VIRUS (2010) المرافق النووية الإيرانية من خلال ضعف PLC ، مع تسليط الضوء على مخاطر الأمن السيبراني.

IPC: الاعتماد على نظام حماية البرمجيات ، يجب تحديث تصحيحات النظام وقواعد بيانات الفيروسات بانتظام. ومع ذلك ، فإن IPCs من الدرجة الصناعية عادة ما يكون لها رقائق TPM 2.0 مدمجة ، ودعم تشفير البيانات على مستوى الأجهزة ، والامتثال لمعايير أمان المعلومات ISO / IEC 27001.

بنية الأجهزة وقابلية التوسع

البعد PLC IPC
المعالج رقائق التحكم المتخصصة (مثل Ti DSP ، Intel Atom) الغرض العام x86 / معالجات الذراع (على سبيل المثال ، intel i5 / i7)
تخزين Flash + Eeprom (فشل الطاقة في الاحتفاظ بالبيانات) SSD / HDD ، يدعم التكرار بيانات RAID
أنا / o واجهة واجهات صناعية متخصصة (على سبيل المثال ، الكتل الطرفية ، موصلات M12) USB / HDMI / LAN متوافق ، يدعم البروتوكولات الصناعية الموحدة
طرق التوسع توسيع Modular I / O (يتطلب وحدة خاصة للبائع) توسيع PCIE / USB بدعم من أجهزة الطرف الثالث

سيناريو مصفوفة

نوع التطبيق سيناريو أولوية PLC IPC سيناريو الأولوية
السيطرة على المعدات أداة آلة واحدة ، النقل ابدأ / توقف حركة التخطيط للروبوتات التعاونية ، الملاحة AGV
مراقبة العملية مستوى الحلقة المغلقة / التحكم في درجة الحرارة في النباتات الكيميائية التحليل في الوقت الحقيقي للبيانات البيئية لتنظيف أشباه الموصلات
إدارة البيانات عدد الإنتاج البسيط تكامل نظام MES وتخزين البيانات التاريخي وتتبعه
الحوسبة الحافة لا ينطبق اكتشاف عيب الذكاء الاصطناعي ، صيانة تنبؤية (مثل تحذير فشل المحرك)

دليل قرار اختيار الأتمتة الصناعية

ثلاثة عناصر من تحليل المتطلبات


السيطرة على التعقيد


التحكم المنطقي البسيط: إذا كان المشروع لا يتضمن سوى منطق بسيط لـ "مشغل المستشعر - استجابة المشغل" (على سبيل المثال ، فتح الأبواب التلقائي وإغلاقه) ، فإن PLC كافية لتلبية المتطلبات ودورة التطوير قصيرة.

تطبيقات الخوارزميات المعقدة: لميزات مثل التجميع الموجهة للرؤية ، والتنبؤ بصحة المعدات ، وما إلى ذلك ، اختر IPC لدعم نشر نموذج التعلم الآلي.


القسوة البيئية


البيئات المادية المتطرفة: درجات الحرارة العالية (على سبيل المثال ، ورشة عمل فولاذية) ، سيناريوهات الاهتزاز العالي (على سبيل المثال ، آلات التعدين) تعطي أولويات PLCs ، التي تم التحقق من متانته عن طريق التحقق من صحة الصناعية على المدى الطويل.

البيئات الصناعية المعتدلة: في سيناريوهات مثل متاجر تصنيع الإلكترونيات ومصانع الأطعمة النظيفة ، تلبي تصنيفات التصميم والحماية بدون مروحة في IPC.


قابلية توسيع النظام


المتطلبات الوظيفية الثابتة: على سبيل المثال ، يكون التوسع المعياري لـ PLC أكثر فعالية من حيث التكلفة لتعديل خط الإنتاج التقليدي (يتم ترقية جزء التحكم فقط).

تخطيط الترقية في المستقبل: إذا كنت تخطط للتحويل إلى مصنع ذكي (على سبيل المثال ، الوصول إلى منصة إنترنت الأشياء) ، فإن إمكانية التقارب IT / OT يمكن أن تتجنب الاستثمار المتكرر.

خاتمة


تمثل PLCs وأجهزة الكمبيوتر الصناعية "الماضي" و "المستقبل" للأتمتة الصناعية: الأول هو حجر الزاوية في السيطرة الناضجة والموثوقة ، في حين أن هذا الأخير هو المحرك الأساسي الذي يقود الذكاء. تحتاج المؤسسات إلى القفز من التفكير "إما /" واتخاذ قرارات شاملة من الأبعاد التالية عند اختيار النماذج:

المشروع قصير الأجل: إعطاء الأولوية لتكلفة واستقرار PLC ، والتي تنطبق على ميزانية محدودة ، وظيفة واضحة للمشهد.

التخطيط المتوسط ​​إلى طويل الأجل: استثمر في IPC لاستيعاب احتياجات التحول الرقمي ، وخاصة المشاريع التي تتضمن البيانات الضخمة و AI وتكامل السحابة.

الأنظمة المعقدة: اعتماد بنية "PLC+IPC" الهجينة لتحقيق التحسين التآزري بين طبقات التحكم والذكاء.

لماذا تختارipctech?


كشركة مصنعة محترفة في مجال أجهزة الكمبيوتر الصناعية ،ipctechيوفر مجموعة كاملة من أجهزة الكمبيوتر الصناعية الوعرة ، ودعم مجموعة متنوعة من عوامل النماذج من لوحات اللمسات 15 بوصة إلى خوادم مثبتة على الرف ، والتكيف مع سيناريوهات مثل تكامل PLC ، ورؤية الماكينة ، والحوسبة الحافة ، وما إلى ذلك. بالنسبة لحلول الأتمتة المخصصة ، يرجى الاتصال بنا للحصول على استشارة فنية مجانية لمساعدة المصنع على الانتقال نحو مستقبل فعال وذكي.
يتبع