Могат ли индустриалните компютри да заменят PLC?
2025-11-11
По отношение на контролните функции, компютрите обикновено могат да правят всичко, което могат да правят PLC, а понякога компютрите могат да го правят дори по-добре. Индустриалните персонални компютри могат частично да заменят PLC в определени сценарии за промишлен контрол, но има значителни разлики между двете по отношение на функционално позициониране, надеждност и цена и изборът трябва да бъде направен въз основа на специфични нужди.
Разлики във функционалното позициониране: PLC са проектирани специално за индустриално управление. Техните основни функции са логически контрол (като програмиране на стълбови диаграми), реакция в реално време и възможности за предотвратяване на смущения. Те са подходящи за изпълнение на основни контролни задачи като превключване на количества, таймери и броячи.
Надеждност и адаптивност към околната среда
PLC използват индустриален дизайн (като работа без вентилатор, широк температурен диапазон, устойчивост на прах и вода), позволяващи стабилна работа в тежки среди със силни електромагнитни смущения и вибрации, постигайки средно време между откази (MTBF) от над 20 000 часа.
Цена и поддръжка
PLC имат по-ниски разходи, лесни са за поддръжка и имат ниска крива на обучение за програмиране на стълбищна логика, което ги прави подходящи за малки до средни проекти за управление.
Индустриалните компютри са по-скъпи и изискват професионална поддръжка, което ги прави подходящи за сценарии, изискващи сложни изчисления или взаимодействие човек-машина.
Приложение
PLC: Използва се в приложения, изискващи висока производителност и надеждност в реално време, като контрол на производствена линия, блокировка на оборудването и защита на безопасността.
Индустриален компютър: Използва се в приложения, изискващи високопроизводителни изчисления, като събиране на данни, визуална проверка и разпределено управление; често се използва във връзка с PLC.
Технологични тенденции: Някои промишлени персонални компютри от висок клас (като системи за автоматизация, базирани на персонални компютри) са били използвани в сложни приложения за управление като производство на автомобили и интелигентни фабрики, но за подобряване на надеждността са необходими модулен дизайн и излишни конфигурации.
Вграденият промишлен компютър без вентилатор B5300 използва процесори Intel® Celeron/Atom/Core с ниска мощност, осигурявайки стабилна производителност.
Той работи 24/7, като поддържа стабилна работа дори в нестабилна среда, отговаряйки на нуждите на различно търговско, автоматизирано и необслужвано оборудване. В определени ситуации той може напълно да замени PLC-базирано индустриално контролно оборудване.
Индустриалните компютри и PLC имат своите уникални предимства и приложения в индустриалната автоматизация. В бъдеще те могат да покажат тенденция на сближаване, но възможността едното напълно да замени другото е малка.
От въвеждането си във военната промишлена автоматизация в началото на 90-те години на миналия век индустриалните компютри непрекъснато навлизат в различни области и получават широко приложение. Това се дължи на отвореността на персоналните компютри, техния изобилен хардуер, софтуер и човешки ресурси, подкрепата им от широк набор от инженерен и технически персонал и тяхната познатост на широка публика. Степента на приложение на базирани на компютър (включително вградени персонални компютри) промишлени системи за управление нарасна бързо. Големите производители на програмируеми логически контролери (PLC) и интеграторите на промишлени системи за управление също възприеха подхода на индустриалната компютърна технология, превръщайки технологията за промишлено управление, базирана на компютър, в една от основните технологии в началото на този век.
Ниската цена на индустриалните персонални компютри е друг важен фактор, допринасящ за потенциала им като основен поток на индустриалната автоматизация на контрола. В традиционните системи за автоматизация основната автоматизация е до голяма степен монополизирана от PLC и DCS, докато автоматизацията на процесите и управлението се състои главно от различни компютри за процеси от висок клас или миникомпютри. Високата цена на техния хардуер, системен софтуер и приложен софтуер възпира много компании. В ранните до средните етапи на развитие на предприятието изборът на евтина индустриална автоматизация за контрол е предпочитаният вариант. Освен това, тъй като индустриалните PC-базирани контролери са се доказали като надеждни като PLC, лесно се приемат от операторите и персонала по поддръжката, лесни са за инсталиране и използване и предлагат разширени диагностични функции, те предоставят на системните интегратори по-гъвкави опции. Поради това все повече и повече производители започват да възприемат индустриални решения за компютърно управление в части от производствените си процеси.
Може да се предвиди, че конкуренцията между индустриалните компютри и PLC ще се съсредоточи предимно върху приложения от висок клас, където данните са сложни и интеграцията на оборудването е висока. Разглеждайки тенденциите на развитие, бъдещето на системите за управление вероятно ще лежи между индустриалните компютри и PLC и вече се появяват признаци за това сближаване. За значителен период напред технологията fieldbus, програмируемите логически контролери (PLC) и индустриалните персонални компютри ще се допълват и насърчават взаимно, но предимствата на индустриалните персонални компютри ще станат все по-изявени и обхватът на тяхното приложение бързо ще се разшири до всички области на индустриалния контрол.
Интегрирани системи за управление и контрол
Със задълбочаването на навлизането на Интернет технологиите в областта на индустриалния контрол, интегрирането на системи за контрол и управление стана неизбежно. Това прави възможни отдавна желаните цели на интегрирано управление и контрол, информатизация на индустриалните предприятия и мрежова автоматизация в индустрията за индустриална автоматизация. Интегрираното управление и контрол позволява на предприятията да избират най-добрите решения, наистина подходящи за новата икономическа ера, като по този начин подобряват ефективността на производството и повишават конкурентоспособността на пазара. Следователно, нова посока в развитието на технологията за промишлен контрол е да се реализират отворени, разпределени интелигентни системи чрез Ethernet и уеб технологии, предоставящи модулни, разпределени и многократно използваеми индустриални решения за управление, базирани на стандарти за Ethernet и TCP/IP протокол. Неговият най-важен аспект е разработването на мрежово базиран софтуер за промишлен контрол и управление.
Изграждането на интегрирана система за управление включва интегрирането на множество системи и технологии. Що се отнася до интегрирането на множество системи, първият аспект е интегрирането на множество системи в рамките на полевата контролна мрежа, което включва три модела на интеграция. Първият е интегрирането на Fieldbus Control Systems (FCS) и Data Control Systems (DCS), където FCS изпълнява основни измервателни и контролни вериги, а DCS действа като управление и координатор от по-високо ниво за прилагане на сложни усъвършенствани функции за контрол и оптимизация. Второто е интегрирането на Fieldbus Control Systems (FCS), DCS и PLC, където, в ситуации със сложно логическо блокиране, PLC и FCS изпълняват основни контури за измерване и управление, а DCS действа като управление и координатор от по-високо ниво за прилагане на сложни разширени функции за контрол и оптимизация. Третият е интегрирането на множество FCS, адресиране на проблемите с преобразуването между различни комуникационни протоколи. Това включва фокусиране върху оперативната съвместимост на различни fieldbus устройства и разработването на унифицирана конфигурация, мониторинг и софтуер за постигане на безпроблемна интеграция, без да се жертва или засяга функционалността и производителността на всяка независима система. Второ, има интеграция на мрежи за управление и контрол. При бъдещото управление на предприятието голямо количество данни ще произхождат от контролната мрежа. Изграждането на корпоративни приложни софтуерни системи, включително бази данни в реално време, исторически бази данни, публикуване на данни, извличане на данни, изчисления на модели, симулация на процеси, проектиране на рецепти, оперативна оптимизация, мониторинг на параметри, анализ на отклонения и диагностика на грешки, изисква създаване на различни бази данни в Интернет/Мрежова среда на уеб приложения за наистина постигане на интегрирано управление и контрол. Това осигурява интелигентна подкрепа за вземане на решения на софтуера за управление и ценни данни за софтуера за управление.
По отношение на технологичната интеграция, това включва интегрирането на различни технологии като технология за оперативна съвместимост на оборудването, обща технология за обмен на данни, Ethernet и индустриален Ethernet. Технологията за общ обмен на данни включва DDE технология за динамичен обмен на данни, NetDDE мрежова технология за динамичен обмен, ODBC технология за взаимно свързване на отворена база данни, COM/DCOM компонентен обектен модел и OPC технология. Ethernet+TCP/IP технологията позволява директно предаване и споделяне на контролни параметри и състоянието на мрежовите възли в индустриалната област в корпоративната информационна мрежа, като по този начин се избягват трудностите при интегрирането на PLC, DCS и FCS, дължащи се на съществуването на множество протоколи.
Разлики във функционалното позициониране: PLC са проектирани специално за индустриално управление. Техните основни функции са логически контрол (като програмиране на стълбови диаграми), реакция в реално време и възможности за предотвратяване на смущения. Те са подходящи за изпълнение на основни контролни задачи като превключване на количества, таймери и броячи.
Надеждност и адаптивност към околната среда
PLC използват индустриален дизайн (като работа без вентилатор, широк температурен диапазон, устойчивост на прах и вода), позволяващи стабилна работа в тежки среди със силни електромагнитни смущения и вибрации, постигайки средно време между откази (MTBF) от над 20 000 часа.
Цена и поддръжка
PLC имат по-ниски разходи, лесни са за поддръжка и имат ниска крива на обучение за програмиране на стълбищна логика, което ги прави подходящи за малки до средни проекти за управление.
Индустриалните компютри са по-скъпи и изискват професионална поддръжка, което ги прави подходящи за сценарии, изискващи сложни изчисления или взаимодействие човек-машина.
Приложение
PLC: Използва се в приложения, изискващи висока производителност и надеждност в реално време, като контрол на производствена линия, блокировка на оборудването и защита на безопасността.
Индустриален компютър: Използва се в приложения, изискващи високопроизводителни изчисления, като събиране на данни, визуална проверка и разпределено управление; често се използва във връзка с PLC.
Технологични тенденции: Някои промишлени персонални компютри от висок клас (като системи за автоматизация, базирани на персонални компютри) са били използвани в сложни приложения за управление като производство на автомобили и интелигентни фабрики, но за подобряване на надеждността са необходими модулен дизайн и излишни конфигурации.
Вграденият промишлен компютър без вентилатор B5300 използва процесори Intel® Celeron/Atom/Core с ниска мощност, осигурявайки стабилна производителност.
Той работи 24/7, като поддържа стабилна работа дори в нестабилна среда, отговаряйки на нуждите на различно търговско, автоматизирано и необслужвано оборудване. В определени ситуации той може напълно да замени PLC-базирано индустриално контролно оборудване.
Индустриалните компютри и PLC имат своите уникални предимства и приложения в индустриалната автоматизация. В бъдеще те могат да покажат тенденция на сближаване, но възможността едното напълно да замени другото е малка.
Разработка на индустриални компютри
От въвеждането си във военната промишлена автоматизация в началото на 90-те години на миналия век индустриалните компютри непрекъснато навлизат в различни области и получават широко приложение. Това се дължи на отвореността на персоналните компютри, техния изобилен хардуер, софтуер и човешки ресурси, подкрепата им от широк набор от инженерен и технически персонал и тяхната познатост на широка публика. Степента на приложение на базирани на компютър (включително вградени персонални компютри) промишлени системи за управление нарасна бързо. Големите производители на програмируеми логически контролери (PLC) и интеграторите на промишлени системи за управление също възприеха подхода на индустриалната компютърна технология, превръщайки технологията за промишлено управление, базирана на компютър, в една от основните технологии в началото на този век.
Ниската цена на индустриалните персонални компютри е друг важен фактор, допринасящ за потенциала им като основен поток на индустриалната автоматизация на контрола. В традиционните системи за автоматизация основната автоматизация е до голяма степен монополизирана от PLC и DCS, докато автоматизацията на процесите и управлението се състои главно от различни компютри за процеси от висок клас или миникомпютри. Високата цена на техния хардуер, системен софтуер и приложен софтуер възпира много компании. В ранните до средните етапи на развитие на предприятието изборът на евтина индустриална автоматизация за контрол е предпочитаният вариант. Освен това, тъй като индустриалните PC-базирани контролери са се доказали като надеждни като PLC, лесно се приемат от операторите и персонала по поддръжката, лесни са за инсталиране и използване и предлагат разширени диагностични функции, те предоставят на системните интегратори по-гъвкави опции. Поради това все повече и повече производители започват да възприемат индустриални решения за компютърно управление в части от производствените си процеси.
Може да се предвиди, че конкуренцията между индустриалните компютри и PLC ще се съсредоточи предимно върху приложения от висок клас, където данните са сложни и интеграцията на оборудването е висока. Разглеждайки тенденциите на развитие, бъдещето на системите за управление вероятно ще лежи между индустриалните компютри и PLC и вече се появяват признаци за това сближаване. За значителен период напред технологията fieldbus, програмируемите логически контролери (PLC) и индустриалните персонални компютри ще се допълват и насърчават взаимно, но предимствата на индустриалните персонални компютри ще станат все по-изявени и обхватът на тяхното приложение бързо ще се разшири до всички области на индустриалния контрол.
Интегрирани системи за управление и контрол
Със задълбочаването на навлизането на Интернет технологиите в областта на индустриалния контрол, интегрирането на системи за контрол и управление стана неизбежно. Това прави възможни отдавна желаните цели на интегрирано управление и контрол, информатизация на индустриалните предприятия и мрежова автоматизация в индустрията за индустриална автоматизация. Интегрираното управление и контрол позволява на предприятията да избират най-добрите решения, наистина подходящи за новата икономическа ера, като по този начин подобряват ефективността на производството и повишават конкурентоспособността на пазара. Следователно, нова посока в развитието на технологията за промишлен контрол е да се реализират отворени, разпределени интелигентни системи чрез Ethernet и уеб технологии, предоставящи модулни, разпределени и многократно използваеми индустриални решения за управление, базирани на стандарти за Ethernet и TCP/IP протокол. Неговият най-важен аспект е разработването на мрежово базиран софтуер за промишлен контрол и управление.
Изграждането на интегрирана система за управление включва интегрирането на множество системи и технологии. Що се отнася до интегрирането на множество системи, първият аспект е интегрирането на множество системи в рамките на полевата контролна мрежа, което включва три модела на интеграция. Първият е интегрирането на Fieldbus Control Systems (FCS) и Data Control Systems (DCS), където FCS изпълнява основни измервателни и контролни вериги, а DCS действа като управление и координатор от по-високо ниво за прилагане на сложни усъвършенствани функции за контрол и оптимизация. Второто е интегрирането на Fieldbus Control Systems (FCS), DCS и PLC, където, в ситуации със сложно логическо блокиране, PLC и FCS изпълняват основни контури за измерване и управление, а DCS действа като управление и координатор от по-високо ниво за прилагане на сложни разширени функции за контрол и оптимизация. Третият е интегрирането на множество FCS, адресиране на проблемите с преобразуването между различни комуникационни протоколи. Това включва фокусиране върху оперативната съвместимост на различни fieldbus устройства и разработването на унифицирана конфигурация, мониторинг и софтуер за постигане на безпроблемна интеграция, без да се жертва или засяга функционалността и производителността на всяка независима система. Второ, има интеграция на мрежи за управление и контрол. При бъдещото управление на предприятието голямо количество данни ще произхождат от контролната мрежа. Изграждането на корпоративни приложни софтуерни системи, включително бази данни в реално време, исторически бази данни, публикуване на данни, извличане на данни, изчисления на модели, симулация на процеси, проектиране на рецепти, оперативна оптимизация, мониторинг на параметри, анализ на отклонения и диагностика на грешки, изисква създаване на различни бази данни в Интернет/Мрежова среда на уеб приложения за наистина постигане на интегрирано управление и контрол. Това осигурява интелигентна подкрепа за вземане на решения на софтуера за управление и ценни данни за софтуера за управление.
По отношение на технологичната интеграция, това включва интегрирането на различни технологии като технология за оперативна съвместимост на оборудването, обща технология за обмен на данни, Ethernet и индустриален Ethernet. Технологията за общ обмен на данни включва DDE технология за динамичен обмен на данни, NetDDE мрежова технология за динамичен обмен, ODBC технология за взаимно свързване на отворена база данни, COM/DCOM компонентен обектен модел и OPC технология. Ethernet+TCP/IP технологията позволява директно предаване и споделяне на контролни параметри и състоянието на мрежовите възли в индустриалната област в корпоративната информационна мрежа, като по този начин се избягват трудностите при интегрирането на PLC, DCS и FCS, дължащи се на съществуването на множество протоколи.
Препоръчва се
