Kas tööstuslikud personaalarvutid võivad PLC-sid asendada?
2025-11-11
Juhtimisfunktsioonide osas suudavad arvutid üldiselt teha kõike, mida PLC-d suudavad ja mõnikord saavad arvutid isegi paremini hakkama. Tööstuslikud personaalarvutid võivad teatud tööstuslike juhtimisstsenaariumide korral PLC-sid osaliselt asendada, kuid nende kahe vahel on funktsionaalse asukoha, töökindluse ja maksumuse osas olulisi erinevusi ning valik tuleks teha konkreetsete vajaduste põhjal.
Funktsionaalsed positsioneerimiserinevused: PLC-d on loodud spetsiaalselt tööstuslikuks juhtimiseks. Nende põhifunktsioonid on loogiline juhtimine (nt redeldiagrammide programmeerimine), reaalajas reageerimine ja häiretevastane võime. Need sobivad põhiliste juhtimisülesannete, näiteks koguste, taimerite ja loendurite lülitamiseks.
Töökindlus ja keskkonnaga kohanemine
PLC-d kasutavad tööstusliku kvaliteediga konstruktsioone (nagu ventilaatorita töö, lai temperatuurivahemik, tolmu- ja veekindlus), võimaldades stabiilset töötamist karmides keskkondades tugevate elektromagnetiliste häirete ja vibratsiooniga, saavutades keskmise riketevahelise aja (MTBF) üle 20 000 tunni.
Kulud ja hooldus
PLC-del on madalamad kulud, neid on lihtne hooldada ja redelloogika programmeerimise õppimiskõver on madal, mistõttu need sobivad väikeste ja keskmise suurusega juhtimisprojektide jaoks.
Tööstuslikud personaalarvutid on kallimad ja vajavad professionaalset hooldust, mistõttu need sobivad keerukate arvutuste või inimese ja masina koostoimet nõudvate stsenaariumide jaoks.
Rakendus
PLC: kasutatakse rakendustes, mis nõuavad suurt reaalajas jõudlust ja töökindlust, nagu tootmisliini juhtimine, seadmete blokeerimine ja ohutuskaitse.
Tööstusarvuti: kasutatakse rakendustes, mis nõuavad suure jõudlusega andmetöötlust, nagu andmete kogumine, visuaalne kontroll ja hajutatud juhtimine; kasutatakse sageli koos PLC-ga.
Tehnoloogilised suundumused: mõningaid tipptasemel tööstuslikke personaalarvuteid (nt arvutipõhiseid automaatikasüsteeme) on kasutatud keerukates juhtimisrakendustes, nagu autotootmine ja nutikad tehased, kuid töökindluse parandamiseks on vaja modulaarset disaini ja üleliigseid konfiguratsioone.
B5300 sisseehitatud ventilaatorita tööstusarvuti kasutab madala võimsusega Intel® Celeron/Atom/Core protsessoreid, tagades stabiilse jõudluse.
See töötab ööpäevaringselt, säilitades stabiilse töö isegi ebastabiilsetes keskkondades, rahuldades erinevate kaubanduslike, automatiseeritud ja järelevalveta seadmete vajadusi. Teatud olukordades võib see täielikult asendada PLC-põhised tööstuslikud juhtimisseadmed.
Tööstuslikel personaalarvutitel ja PLC-del on tööstusautomaatikas oma ainulaadsed eelised ja rakendused. Tulevikus võivad need näidata lähenemistrendi, kuid võimalus, et üks asendab teist täielikult, on väike.
Alates selle kasutuselevõtust sõjatööstuse automatiseerimises 1990. aastate alguses on tööstuslikud personaalarvutid pidevalt tunginud erinevatesse valdkondadesse ja leidnud laialdast kasutust. Selle põhjuseks on personaalarvutite avatus, nende rikkalik riistvara, tarkvara ja inimressursid, laiaulatusliku insener-tehnilise personali toetus ning nende tuttavlikkus laiale publikule. Arvutipõhiste (sh manusarvutite) tööstuslike juhtimissüsteemide kasutusmäär on kiiresti kasvanud. Suuremad programmeeritavate loogikakontrollerite (PLC) tootjad ja tööstuslike juhtimissüsteemide integreerijad on samuti omaks võtnud tööstusliku personaalarvutitehnoloogia lähenemisviisi, muutes arvutipõhise tööstusliku juhtimistehnoloogia selle sajandi alguses üheks peamiseks tehnoloogiaks.
Tööstuslike personaalarvutite madal hind on veel üks oluline tegur, mis aitab kaasa nende potentsiaalile tööstusliku juhtimisautomaatika peavooluna. Traditsioonilistes automatiseerimissüsteemides monopoliseerivad põhiautomaatika suures osas PLC-d ja DCS-id, samas kui protsesside ja halduse automatiseerimine koosneb peamiselt erinevatest tipptasemel protsessiarvutitest või miniarvutitest. Nende riistvara, süsteemitarkvara ja rakendustarkvara kõrge hind heidutab paljusid ettevõtteid. Ettevõtte arengu varases ja keskpaigas on eelistatud valik odava tööstusliku juhtimisautomaatika valimiseks. Lisaks, kuna tööstuslikud arvutipõhised kontrollerid on osutunud sama usaldusväärseteks kui PLC-d, operaatorid ja hoolduspersonal on neid kergesti aktsepteeritavad, neid on lihtne paigaldada ja kasutada ning pakkuda täiustatud diagnostikafunktsioone, pakuvad need süsteemiintegraatoritele paindlikumaid valikuid. Seetõttu on üha enam tootjaid hakanud oma tootmisprotsesside osades kasutusele võtma tööstuslikke personaalarvutite juhtimislahendusi.
On ette näha, et tööstuslike personaalarvutite ja PLC-de vaheline konkurents keskendub eelkõige tipptasemel rakendustele, kus andmed on keerulised ja seadmete integreeritus on kõrge. Arengutrende vaadates jääb juhtimissüsteemide tulevik tõenäoliselt tööstuslike personaalarvutite ja PLC-de vahele ning märke sellest lähenemisest on juba ilmnemas. Väljasiinitehnoloogia, programmeeritavad loogikakontrollerid (PLC) ja tööstuslikud personaalarvutid täiendavad ja edendavad üksteist veel pikka aega, kuid tööstuslike personaalarvutite eelised muutuvad silmapaistvamaks ja nende rakendusala laieneb kiiresti kõikidesse tööstusliku juhtimise valdkondadesse.
Integreeritud juhtimis- ja juhtimissüsteemid
Seoses Interneti-tehnoloogia süvenemisega tööstusliku kontrolli valdkonda on juhtimis- ja juhtimissüsteemide integreerimine muutunud vältimatuks. See võimaldab saavutada kaua ihaldatud integreeritud juhtimise ja juhtimise, tööstusettevõtete informatiseerimise ja võrgupõhise automatiseerimise eesmärgid tööstusautomaatikatööstuses. Integreeritud juhtimine ja kontroll võimaldab ettevõtetel valida parimad lahendused, mis on tõeliselt sobivad uuele majandusajastule, parandades seeläbi tootmise efektiivsust ja suurendades turu konkurentsivõimet. Seetõttu on tööstusliku juhtimistehnoloogia arendamise uus suund avatud, hajutatud intelligentsete süsteemide realiseerimine Etherneti ja veebitehnoloogiate kaudu, pakkudes modulaarseid, hajutatud ja korduvkasutatavaid tööstusjuhtimislahendusi, mis põhinevad Etherneti ja TCP/IP protokolli standarditel. Selle kõige olulisem aspekt on võrgupõhise tööstusliku juhtimis- ja haldustarkvara arendamine.
Integreeritud juhtimissüsteemi ehitamine hõlmab mitme süsteemi ja tehnoloogia integreerimist. Mitme süsteemi integreerimisega seoses on esimene aspekt mitme süsteemi integreerimine välijuhtimisvõrgus, mis hõlmab kolme integratsioonimudelit. Esimene neist on väljasiini juhtimissüsteemide (FCS) ja andmejuhtimissüsteemide (DCS) integreerimine, kus FCS rakendab põhilisi mõõtmis- ja juhtimisahelaid ning DCS toimib kõrgema taseme halduse ja koordinaatorina, et rakendada keerukaid täiustatud juhtimis- ja optimeerimisfunktsioone. Teine on väljasiini juhtimissüsteemide (FCS), DCS-i ja PLC-de integreerimine, kus keerukate loogiliste blokeeringutega olukordades rakendavad PLC ja FCS põhilisi mõõtmis- ja juhtimisahelaid ning DCS toimib kõrgema taseme halduse ja koordinaatorina keerukate täiustatud juhtimis- ja optimeerimisfunktsioonide rakendamisel. Kolmas on mitme FCS-i integreerimine, mis lahendab erinevate sideprotokollide vahelisi teisendusprobleeme. See hõlmab keskendumist erinevate väljasiini seadmete koostalitlusvõimele ning ühtse konfiguratsiooni, seire ja tarkvara arendamisele, et saavutada sujuv integratsioon, ohverdamata või mõjutamata iga sõltumatu süsteemi funktsionaalsust ja jõudlust. Teiseks on juhtimis- ja kontrollivõrkude integreerimine. Tulevases ettevõtte juhtimises pärineb suur hulk andmeid juhtimisvõrgust. Ettevõtte rakendustarkvarasüsteemide, sealhulgas reaalajas andmebaaside, ajalooliste andmebaaside, andmete avaldamise, andmekaeve, mudeliarvutuste, protsesside simulatsiooni, retseptide kujundamise, töö optimeerimise, parameetrite jälgimise, kõrvalekallete analüüsi ja rikete diagnoosimise loomiseks on vaja luua Internetis mitmesuguseid andmebaase/veebirakenduste võrgukeskkonnas, et tõeliselt saavutada integreeritud haldamine ja kontroll. See pakub juhtimistarkvarale intelligentset otsustustuge ja haldustarkvarale väärtuslikke andmeid.
Tehnoloogia integreerimise osas hõlmab see erinevate tehnoloogiate, nagu seadmete koostalitlusvõime tehnoloogia, üldine andmevahetustehnoloogia, Ethernet ja tööstuslik Ethernet, integreerimist. Üldine andmevahetustehnoloogia hõlmab DDE dünaamilise andmevahetuse tehnoloogiat, NetDDE võrgu dünaamilise vahetuse tehnoloogiat, ODBC avatud andmebaasi ühendamise tehnoloogiat, COM/DCOM komponendi objektimudelit ja OPC tehnoloogiat. Ethernet+TCP/IP tehnoloogia võimaldab ettevõtte infovõrgus tööstusvaldkonna juhtimisparameetrite ja võrgusõlmede oleku otseedastust ja jagamist, vältides sellega mitme protokolli olemasolust tulenevaid raskusi PLC-de, DCS-de ja FCS-de integreerimisel.
Funktsionaalsed positsioneerimiserinevused: PLC-d on loodud spetsiaalselt tööstuslikuks juhtimiseks. Nende põhifunktsioonid on loogiline juhtimine (nt redeldiagrammide programmeerimine), reaalajas reageerimine ja häiretevastane võime. Need sobivad põhiliste juhtimisülesannete, näiteks koguste, taimerite ja loendurite lülitamiseks.
Töökindlus ja keskkonnaga kohanemine
PLC-d kasutavad tööstusliku kvaliteediga konstruktsioone (nagu ventilaatorita töö, lai temperatuurivahemik, tolmu- ja veekindlus), võimaldades stabiilset töötamist karmides keskkondades tugevate elektromagnetiliste häirete ja vibratsiooniga, saavutades keskmise riketevahelise aja (MTBF) üle 20 000 tunni.
Kulud ja hooldus
PLC-del on madalamad kulud, neid on lihtne hooldada ja redelloogika programmeerimise õppimiskõver on madal, mistõttu need sobivad väikeste ja keskmise suurusega juhtimisprojektide jaoks.
Tööstuslikud personaalarvutid on kallimad ja vajavad professionaalset hooldust, mistõttu need sobivad keerukate arvutuste või inimese ja masina koostoimet nõudvate stsenaariumide jaoks.
Rakendus
PLC: kasutatakse rakendustes, mis nõuavad suurt reaalajas jõudlust ja töökindlust, nagu tootmisliini juhtimine, seadmete blokeerimine ja ohutuskaitse.
Tööstusarvuti: kasutatakse rakendustes, mis nõuavad suure jõudlusega andmetöötlust, nagu andmete kogumine, visuaalne kontroll ja hajutatud juhtimine; kasutatakse sageli koos PLC-ga.
Tehnoloogilised suundumused: mõningaid tipptasemel tööstuslikke personaalarvuteid (nt arvutipõhiseid automaatikasüsteeme) on kasutatud keerukates juhtimisrakendustes, nagu autotootmine ja nutikad tehased, kuid töökindluse parandamiseks on vaja modulaarset disaini ja üleliigseid konfiguratsioone.
B5300 sisseehitatud ventilaatorita tööstusarvuti kasutab madala võimsusega Intel® Celeron/Atom/Core protsessoreid, tagades stabiilse jõudluse.
See töötab ööpäevaringselt, säilitades stabiilse töö isegi ebastabiilsetes keskkondades, rahuldades erinevate kaubanduslike, automatiseeritud ja järelevalveta seadmete vajadusi. Teatud olukordades võib see täielikult asendada PLC-põhised tööstuslikud juhtimisseadmed.
Tööstuslikel personaalarvutitel ja PLC-del on tööstusautomaatikas oma ainulaadsed eelised ja rakendused. Tulevikus võivad need näidata lähenemistrendi, kuid võimalus, et üks asendab teist täielikult, on väike.
Tööstuslik arvutiarendus
Alates selle kasutuselevõtust sõjatööstuse automatiseerimises 1990. aastate alguses on tööstuslikud personaalarvutid pidevalt tunginud erinevatesse valdkondadesse ja leidnud laialdast kasutust. Selle põhjuseks on personaalarvutite avatus, nende rikkalik riistvara, tarkvara ja inimressursid, laiaulatusliku insener-tehnilise personali toetus ning nende tuttavlikkus laiale publikule. Arvutipõhiste (sh manusarvutite) tööstuslike juhtimissüsteemide kasutusmäär on kiiresti kasvanud. Suuremad programmeeritavate loogikakontrollerite (PLC) tootjad ja tööstuslike juhtimissüsteemide integreerijad on samuti omaks võtnud tööstusliku personaalarvutitehnoloogia lähenemisviisi, muutes arvutipõhise tööstusliku juhtimistehnoloogia selle sajandi alguses üheks peamiseks tehnoloogiaks.
Tööstuslike personaalarvutite madal hind on veel üks oluline tegur, mis aitab kaasa nende potentsiaalile tööstusliku juhtimisautomaatika peavooluna. Traditsioonilistes automatiseerimissüsteemides monopoliseerivad põhiautomaatika suures osas PLC-d ja DCS-id, samas kui protsesside ja halduse automatiseerimine koosneb peamiselt erinevatest tipptasemel protsessiarvutitest või miniarvutitest. Nende riistvara, süsteemitarkvara ja rakendustarkvara kõrge hind heidutab paljusid ettevõtteid. Ettevõtte arengu varases ja keskpaigas on eelistatud valik odava tööstusliku juhtimisautomaatika valimiseks. Lisaks, kuna tööstuslikud arvutipõhised kontrollerid on osutunud sama usaldusväärseteks kui PLC-d, operaatorid ja hoolduspersonal on neid kergesti aktsepteeritavad, neid on lihtne paigaldada ja kasutada ning pakkuda täiustatud diagnostikafunktsioone, pakuvad need süsteemiintegraatoritele paindlikumaid valikuid. Seetõttu on üha enam tootjaid hakanud oma tootmisprotsesside osades kasutusele võtma tööstuslikke personaalarvutite juhtimislahendusi.
On ette näha, et tööstuslike personaalarvutite ja PLC-de vaheline konkurents keskendub eelkõige tipptasemel rakendustele, kus andmed on keerulised ja seadmete integreeritus on kõrge. Arengutrende vaadates jääb juhtimissüsteemide tulevik tõenäoliselt tööstuslike personaalarvutite ja PLC-de vahele ning märke sellest lähenemisest on juba ilmnemas. Väljasiinitehnoloogia, programmeeritavad loogikakontrollerid (PLC) ja tööstuslikud personaalarvutid täiendavad ja edendavad üksteist veel pikka aega, kuid tööstuslike personaalarvutite eelised muutuvad silmapaistvamaks ja nende rakendusala laieneb kiiresti kõikidesse tööstusliku juhtimise valdkondadesse.
Integreeritud juhtimis- ja juhtimissüsteemid
Seoses Interneti-tehnoloogia süvenemisega tööstusliku kontrolli valdkonda on juhtimis- ja juhtimissüsteemide integreerimine muutunud vältimatuks. See võimaldab saavutada kaua ihaldatud integreeritud juhtimise ja juhtimise, tööstusettevõtete informatiseerimise ja võrgupõhise automatiseerimise eesmärgid tööstusautomaatikatööstuses. Integreeritud juhtimine ja kontroll võimaldab ettevõtetel valida parimad lahendused, mis on tõeliselt sobivad uuele majandusajastule, parandades seeläbi tootmise efektiivsust ja suurendades turu konkurentsivõimet. Seetõttu on tööstusliku juhtimistehnoloogia arendamise uus suund avatud, hajutatud intelligentsete süsteemide realiseerimine Etherneti ja veebitehnoloogiate kaudu, pakkudes modulaarseid, hajutatud ja korduvkasutatavaid tööstusjuhtimislahendusi, mis põhinevad Etherneti ja TCP/IP protokolli standarditel. Selle kõige olulisem aspekt on võrgupõhise tööstusliku juhtimis- ja haldustarkvara arendamine.
Integreeritud juhtimissüsteemi ehitamine hõlmab mitme süsteemi ja tehnoloogia integreerimist. Mitme süsteemi integreerimisega seoses on esimene aspekt mitme süsteemi integreerimine välijuhtimisvõrgus, mis hõlmab kolme integratsioonimudelit. Esimene neist on väljasiini juhtimissüsteemide (FCS) ja andmejuhtimissüsteemide (DCS) integreerimine, kus FCS rakendab põhilisi mõõtmis- ja juhtimisahelaid ning DCS toimib kõrgema taseme halduse ja koordinaatorina, et rakendada keerukaid täiustatud juhtimis- ja optimeerimisfunktsioone. Teine on väljasiini juhtimissüsteemide (FCS), DCS-i ja PLC-de integreerimine, kus keerukate loogiliste blokeeringutega olukordades rakendavad PLC ja FCS põhilisi mõõtmis- ja juhtimisahelaid ning DCS toimib kõrgema taseme halduse ja koordinaatorina keerukate täiustatud juhtimis- ja optimeerimisfunktsioonide rakendamisel. Kolmas on mitme FCS-i integreerimine, mis lahendab erinevate sideprotokollide vahelisi teisendusprobleeme. See hõlmab keskendumist erinevate väljasiini seadmete koostalitlusvõimele ning ühtse konfiguratsiooni, seire ja tarkvara arendamisele, et saavutada sujuv integratsioon, ohverdamata või mõjutamata iga sõltumatu süsteemi funktsionaalsust ja jõudlust. Teiseks on juhtimis- ja kontrollivõrkude integreerimine. Tulevases ettevõtte juhtimises pärineb suur hulk andmeid juhtimisvõrgust. Ettevõtte rakendustarkvarasüsteemide, sealhulgas reaalajas andmebaaside, ajalooliste andmebaaside, andmete avaldamise, andmekaeve, mudeliarvutuste, protsesside simulatsiooni, retseptide kujundamise, töö optimeerimise, parameetrite jälgimise, kõrvalekallete analüüsi ja rikete diagnoosimise loomiseks on vaja luua Internetis mitmesuguseid andmebaase/veebirakenduste võrgukeskkonnas, et tõeliselt saavutada integreeritud haldamine ja kontroll. See pakub juhtimistarkvarale intelligentset otsustustuge ja haldustarkvarale väärtuslikke andmeid.
Tehnoloogia integreerimise osas hõlmab see erinevate tehnoloogiate, nagu seadmete koostalitlusvõime tehnoloogia, üldine andmevahetustehnoloogia, Ethernet ja tööstuslik Ethernet, integreerimist. Üldine andmevahetustehnoloogia hõlmab DDE dünaamilise andmevahetuse tehnoloogiat, NetDDE võrgu dünaamilise vahetuse tehnoloogiat, ODBC avatud andmebaasi ühendamise tehnoloogiat, COM/DCOM komponendi objektimudelit ja OPC tehnoloogiat. Ethernet+TCP/IP tehnoloogia võimaldab ettevõtte infovõrgus tööstusvaldkonna juhtimisparameetrite ja võrgusõlmede oleku otseedastust ja jagamist, vältides sellega mitme protokolli olemasolust tulenevaid raskusi PLC-de, DCS-de ja FCS-de integreerimisel.
Soovitatav
