Els PC industrials poden substituir els PLC?
2025-11-11
Pel que fa a les funcions de control, els ordinadors generalment poden fer tot el que poden fer els PLC i, de vegades, els ordinadors ho poden fer encara millor. Els ordinadors industrials poden substituir parcialment els PLC en determinats escenaris de control industrial, però hi ha diferències significatives entre ambdós quant a posicionament funcional, fiabilitat i cost, i l'elecció s'ha de fer en funció de les necessitats específiques.
Diferències de posicionament funcional: els PLC estan dissenyats específicament per al control industrial. Les seves funcions bàsiques són el control lògic (com ara la programació de diagrames d'escala), la resposta en temps real i les capacitats anti-interferències. Són adequats per manejar tasques bàsiques de control, com ara canviar quantitats, temporitzadors i comptadors.
Fiabilitat i adaptabilitat ambiental
Els PLC utilitzen dissenys de grau industrial (com ara el funcionament sense ventilador, ampli rang de temperatures, resistència a la pols i l'aigua), que permeten un funcionament estable en entorns durs amb fortes interferències electromagnètiques i vibracions, aconseguint un temps mitjà entre fallades (MTBF) de més de 20.000 hores.
Cost i Manteniment
Els PLC tenen costos més baixos, són fàcils de mantenir i tenen una corba d'aprenentatge baixa per a la programació lògica d'escala, el que els fa adequats per a projectes de control de mida petita i mitjana.
Els ordinadors industrials són més cars i requereixen un manteniment professional, el que els fa adequats per a escenaris que requereixen càlculs complexos o interacció home-màquina.
Aplicació
PLC: s'utilitza en aplicacions que requereixen un alt rendiment i fiabilitat en temps real, com ara el control de la línia de producció, l'enclavament d'equips i la protecció de seguretat.
PC industrial: s'utilitza en aplicacions que requereixen informàtica d'alt rendiment, com ara l'adquisició de dades, la inspecció visual i el control distribuït; sovint s'utilitza conjuntament amb PLC.
Tendències tecnològiques: alguns ordinadors industrials de gamma alta (com els sistemes d'automatització basats en PC) s'han utilitzat en aplicacions de control complexes com la fabricació d'automòbils i les fàbriques intel·ligents, però calen dissenys modulars i configuracions redundants per millorar la fiabilitat.
El PC industrial sense ventilador incrustat B5300 utilitza processadors Intel® Celeron/Atom/Core de baixa potència, que garanteixen un rendiment estable.
Funciona 24/7, mantenint un funcionament estable fins i tot en entorns inestables, satisfent les necessitats de diversos equips comercials, automatitzats i no vigilats. En determinades situacions, pot substituir completament equips de control industrial basats en PLC.
Els ordinadors i PLC industrials tenen cadascun els seus avantatges i aplicacions úniques en l'automatització industrial. En el futur, poden mostrar una tendència de convergència, però la possibilitat que un substitueixi completament l'altre és petita.
Des de la seva introducció a l'automatització industrial militar a principis de la dècada de 1990, els ordinadors industrials han anat penetrant constantment en diversos camps i obtenint una aplicació generalitzada. Això es deu a l'obertura dels ordinadors, al seu abundant maquinari, programari i recursos humans, al seu suport d'una àmplia gamma de personal tècnic i d'enginyeria i a la seva familiaritat amb un públic ampli. La taxa d'aplicació dels sistemes de control industrial basats en PC (inclosos els PC incrustats) ha crescut ràpidament. Els principals fabricants de controladors lògics programables (PLC) i integradors de sistemes de control industrial també han adoptat l'enfocament de la tecnologia de PC industrial, fent de la tecnologia de control industrial basada en PC una de les tecnologies principals a principis d'aquest segle.
El baix cost dels ordinadors industrials és un altre factor important que contribueix al seu potencial com a corrent principal de l'automatització del control industrial. En els sistemes d'automatització tradicionals, l'automatització bàsica està monopolitzada en gran mesura pels PLC i els DCS, mentre que l'automatització de processos i gestió es compon principalment de diversos ordinadors de processos de gamma alta o miniordinadors. L'alt cost del seu maquinari, programari del sistema i programari d'aplicacions dissuadi a moltes empreses. En les primeres i mitjanes etapes del desenvolupament empresarial, escollir l'automatització de control industrial de baix cost és l'opció preferida. A més, com que els controladors industrials basats en PC han demostrat ser tan fiables com els PLC, són fàcilment acceptats pels operadors i el personal de manteniment, són fàcils d'instal·lar i utilitzar i ofereixen funcions de diagnòstic avançades, proporcionen als integradors de sistemes opcions més flexibles. Per tant, cada cop són més els fabricants que comencen a adoptar solucions de control de PC industrials en parts dels seus processos de producció.
És previsible que la competència entre PC industrials i PLC es centrarà principalment en aplicacions de gamma alta, on les dades són complexes i la integració d'equips és alta. Tenint en compte les tendències de desenvolupament, el futur dels sistemes de control probablement es situarà entre els PC industrials i els PLC, i ja estan sorgint signes d'aquesta convergència. Durant un període considerable, la tecnologia de bus de camp, els controladors lògics programables (PLC) i els ordinadors industrials es complementaran i es promocionaran mútuament, però els avantatges dels ordinadors industrials seran més destacats i el seu àmbit d'aplicació s'ampliarà ràpidament a totes les àrees de control industrial.
Sistemes Integrats de Gestió i Control
Amb l'aprofundiment de la penetració de la tecnologia d'Internet al camp del control industrial, la integració dels sistemes de control i gestió s'ha convertit en inevitable. Això fa possibles els objectius llargament desitjats de gestió i control integrats, informatització d'empreses industrials i automatització basada en xarxa a la indústria de l'automatització industrial. La gestió i el control integrats permeten a les empreses seleccionar les millors solucions realment adequades a la nova era econòmica, millorant així l'eficiència de la producció i augmentant la competitivitat del mercat. Per tant, una nova direcció en el desenvolupament de la tecnologia de control industrial és realitzar sistemes intel·ligents oberts i distribuïts mitjançant tecnologies Ethernet i web, proporcionant solucions de control industrial modulars, distribuïdes i reutilitzables basades en estàndards de protocol Ethernet i TCP/IP. El seu aspecte més important és el desenvolupament de programari de gestió i control industrial dissenyat en xarxa.
La construcció d'un sistema de control integrat inclou la integració de múltiples sistemes i tecnologies. Pel que fa a la integració de múltiples sistemes, el primer aspecte és la integració de múltiples sistemes dins la xarxa de control de camp, que inclou tres models d'integració. El primer és la integració de sistemes de control de bus de camp (FCS) i sistemes de control de dades (DCS), on l'FCS implementa llaços bàsics de mesura i control, i el DCS actua com a gestor i coordinador de nivell superior per implementar funcions complexes de control i optimització avançades. El segon és la integració de sistemes de control de bus de camp (FCS), DCS i PLC, on, en situacions amb enclavament lògic complex, el PLC i l'FCS implementen llaços bàsics de mesura i control, i el DCS actua com a gestor i coordinador de nivell superior per implementar funcions complexes de control i optimització avançades. El tercer és la integració de múltiples FCS, abordant els problemes de conversió entre diferents protocols de comunicació. Això implica centrar-se en la interoperabilitat de diferents dispositius de bus de camp i el desenvolupament de configuració, monitorització i programari unificats per aconseguir una integració perfecta sense sacrificar o afectar la funcionalitat i el rendiment de cada sistema independent. En segon lloc, hi ha la integració de xarxes de gestió i control. En la futura gestió empresarial, una gran quantitat de dades s'originarà de la xarxa de control. La creació de sistemes de programari d'aplicacions empresarials, incloses bases de dades en temps real, bases de dades històriques, publicació de dades, mineria de dades, càlculs de models, simulació de processos, disseny de receptes, optimització operativa, monitorització de paràmetres, anàlisi de desviacions i diagnòstic d'errors, requereix establir diverses bases de dades a l'entorn de xarxa d'aplicacions d'Internet/Web per aconseguir una gestió i control integrats. Això proporciona un suport intel·ligent per a la presa de decisions al programari de control i dades valuoses al programari de gestió.
Pel que fa a la integració tecnològica, això inclou la integració de diverses tecnologies, com ara la tecnologia d'interoperabilitat d'equips, la tecnologia general d'intercanvi de dades, Ethernet i Ethernet industrial. La tecnologia d'intercanvi de dades general inclou la tecnologia d'intercanvi de dades dinàmiques DDE, la tecnologia d'intercanvi dinàmic de xarxa NetDDE, la tecnologia d'interconnexió de bases de dades obertes ODBC, el model d'objectes de components COM/DCOM i la tecnologia OPC. La tecnologia Ethernet+TCP/IP permet la transmissió directa i compartir els paràmetres de control i l'estat dels nodes de xarxa en l'àmbit industrial dins de la xarxa d'informació empresarial, evitant així les dificultats d'integració de PLC, DCS i FCS per l'existència de múltiples protocols.
Diferències de posicionament funcional: els PLC estan dissenyats específicament per al control industrial. Les seves funcions bàsiques són el control lògic (com ara la programació de diagrames d'escala), la resposta en temps real i les capacitats anti-interferències. Són adequats per manejar tasques bàsiques de control, com ara canviar quantitats, temporitzadors i comptadors.
Fiabilitat i adaptabilitat ambiental
Els PLC utilitzen dissenys de grau industrial (com ara el funcionament sense ventilador, ampli rang de temperatures, resistència a la pols i l'aigua), que permeten un funcionament estable en entorns durs amb fortes interferències electromagnètiques i vibracions, aconseguint un temps mitjà entre fallades (MTBF) de més de 20.000 hores.
Cost i Manteniment
Els PLC tenen costos més baixos, són fàcils de mantenir i tenen una corba d'aprenentatge baixa per a la programació lògica d'escala, el que els fa adequats per a projectes de control de mida petita i mitjana.
Els ordinadors industrials són més cars i requereixen un manteniment professional, el que els fa adequats per a escenaris que requereixen càlculs complexos o interacció home-màquina.
Aplicació
PLC: s'utilitza en aplicacions que requereixen un alt rendiment i fiabilitat en temps real, com ara el control de la línia de producció, l'enclavament d'equips i la protecció de seguretat.
PC industrial: s'utilitza en aplicacions que requereixen informàtica d'alt rendiment, com ara l'adquisició de dades, la inspecció visual i el control distribuït; sovint s'utilitza conjuntament amb PLC.
Tendències tecnològiques: alguns ordinadors industrials de gamma alta (com els sistemes d'automatització basats en PC) s'han utilitzat en aplicacions de control complexes com la fabricació d'automòbils i les fàbriques intel·ligents, però calen dissenys modulars i configuracions redundants per millorar la fiabilitat.
El PC industrial sense ventilador incrustat B5300 utilitza processadors Intel® Celeron/Atom/Core de baixa potència, que garanteixen un rendiment estable.
Funciona 24/7, mantenint un funcionament estable fins i tot en entorns inestables, satisfent les necessitats de diversos equips comercials, automatitzats i no vigilats. En determinades situacions, pot substituir completament equips de control industrial basats en PLC.
Els ordinadors i PLC industrials tenen cadascun els seus avantatges i aplicacions úniques en l'automatització industrial. En el futur, poden mostrar una tendència de convergència, però la possibilitat que un substitueixi completament l'altre és petita.
Desenvolupament de PC industrial
Des de la seva introducció a l'automatització industrial militar a principis de la dècada de 1990, els ordinadors industrials han anat penetrant constantment en diversos camps i obtenint una aplicació generalitzada. Això es deu a l'obertura dels ordinadors, al seu abundant maquinari, programari i recursos humans, al seu suport d'una àmplia gamma de personal tècnic i d'enginyeria i a la seva familiaritat amb un públic ampli. La taxa d'aplicació dels sistemes de control industrial basats en PC (inclosos els PC incrustats) ha crescut ràpidament. Els principals fabricants de controladors lògics programables (PLC) i integradors de sistemes de control industrial també han adoptat l'enfocament de la tecnologia de PC industrial, fent de la tecnologia de control industrial basada en PC una de les tecnologies principals a principis d'aquest segle.
El baix cost dels ordinadors industrials és un altre factor important que contribueix al seu potencial com a corrent principal de l'automatització del control industrial. En els sistemes d'automatització tradicionals, l'automatització bàsica està monopolitzada en gran mesura pels PLC i els DCS, mentre que l'automatització de processos i gestió es compon principalment de diversos ordinadors de processos de gamma alta o miniordinadors. L'alt cost del seu maquinari, programari del sistema i programari d'aplicacions dissuadi a moltes empreses. En les primeres i mitjanes etapes del desenvolupament empresarial, escollir l'automatització de control industrial de baix cost és l'opció preferida. A més, com que els controladors industrials basats en PC han demostrat ser tan fiables com els PLC, són fàcilment acceptats pels operadors i el personal de manteniment, són fàcils d'instal·lar i utilitzar i ofereixen funcions de diagnòstic avançades, proporcionen als integradors de sistemes opcions més flexibles. Per tant, cada cop són més els fabricants que comencen a adoptar solucions de control de PC industrials en parts dels seus processos de producció.
És previsible que la competència entre PC industrials i PLC es centrarà principalment en aplicacions de gamma alta, on les dades són complexes i la integració d'equips és alta. Tenint en compte les tendències de desenvolupament, el futur dels sistemes de control probablement es situarà entre els PC industrials i els PLC, i ja estan sorgint signes d'aquesta convergència. Durant un període considerable, la tecnologia de bus de camp, els controladors lògics programables (PLC) i els ordinadors industrials es complementaran i es promocionaran mútuament, però els avantatges dels ordinadors industrials seran més destacats i el seu àmbit d'aplicació s'ampliarà ràpidament a totes les àrees de control industrial.
Sistemes Integrats de Gestió i Control
Amb l'aprofundiment de la penetració de la tecnologia d'Internet al camp del control industrial, la integració dels sistemes de control i gestió s'ha convertit en inevitable. Això fa possibles els objectius llargament desitjats de gestió i control integrats, informatització d'empreses industrials i automatització basada en xarxa a la indústria de l'automatització industrial. La gestió i el control integrats permeten a les empreses seleccionar les millors solucions realment adequades a la nova era econòmica, millorant així l'eficiència de la producció i augmentant la competitivitat del mercat. Per tant, una nova direcció en el desenvolupament de la tecnologia de control industrial és realitzar sistemes intel·ligents oberts i distribuïts mitjançant tecnologies Ethernet i web, proporcionant solucions de control industrial modulars, distribuïdes i reutilitzables basades en estàndards de protocol Ethernet i TCP/IP. El seu aspecte més important és el desenvolupament de programari de gestió i control industrial dissenyat en xarxa.
La construcció d'un sistema de control integrat inclou la integració de múltiples sistemes i tecnologies. Pel que fa a la integració de múltiples sistemes, el primer aspecte és la integració de múltiples sistemes dins la xarxa de control de camp, que inclou tres models d'integració. El primer és la integració de sistemes de control de bus de camp (FCS) i sistemes de control de dades (DCS), on l'FCS implementa llaços bàsics de mesura i control, i el DCS actua com a gestor i coordinador de nivell superior per implementar funcions complexes de control i optimització avançades. El segon és la integració de sistemes de control de bus de camp (FCS), DCS i PLC, on, en situacions amb enclavament lògic complex, el PLC i l'FCS implementen llaços bàsics de mesura i control, i el DCS actua com a gestor i coordinador de nivell superior per implementar funcions complexes de control i optimització avançades. El tercer és la integració de múltiples FCS, abordant els problemes de conversió entre diferents protocols de comunicació. Això implica centrar-se en la interoperabilitat de diferents dispositius de bus de camp i el desenvolupament de configuració, monitorització i programari unificats per aconseguir una integració perfecta sense sacrificar o afectar la funcionalitat i el rendiment de cada sistema independent. En segon lloc, hi ha la integració de xarxes de gestió i control. En la futura gestió empresarial, una gran quantitat de dades s'originarà de la xarxa de control. La creació de sistemes de programari d'aplicacions empresarials, incloses bases de dades en temps real, bases de dades històriques, publicació de dades, mineria de dades, càlculs de models, simulació de processos, disseny de receptes, optimització operativa, monitorització de paràmetres, anàlisi de desviacions i diagnòstic d'errors, requereix establir diverses bases de dades a l'entorn de xarxa d'aplicacions d'Internet/Web per aconseguir una gestió i control integrats. Això proporciona un suport intel·ligent per a la presa de decisions al programari de control i dades valuoses al programari de gestió.
Pel que fa a la integració tecnològica, això inclou la integració de diverses tecnologies, com ara la tecnologia d'interoperabilitat d'equips, la tecnologia general d'intercanvi de dades, Ethernet i Ethernet industrial. La tecnologia d'intercanvi de dades general inclou la tecnologia d'intercanvi de dades dinàmiques DDE, la tecnologia d'intercanvi dinàmic de xarxa NetDDE, la tecnologia d'interconnexió de bases de dades obertes ODBC, el model d'objectes de components COM/DCOM i la tecnologia OPC. La tecnologia Ethernet+TCP/IP permet la transmissió directa i compartir els paràmetres de control i l'estat dels nodes de xarxa en l'àmbit industrial dins de la xarxa d'informació empresarial, evitant així les dificultats d'integració de PLC, DCS i FCS per l'existència de múltiples protocols.
Recomanat
