Qual è la differenza tra PLC e Industria PC
2025-05-16
Spinto dall'ondata di industria 4.0, l'automazione si è evoluta da un'opzione per migliorare l'efficienza alla necessità di sopravvivenza aziendale. L'industria manifatturiera globale sta implementando sistemi di controllo avanzati per migliorare l'accuratezza della produzione, ridurre i tempi di inattività e ottimizzare i costi. I controller logici programmabili (PLC) e i PC industriali (IPC) sono le due tecnologie principali alla base dell'automazione in questo processo. Sebbene entrambi abbiano scenari di controllo industriale, ci sono differenze significative nella loro architettura tecnica, caratteristiche funzionali e ambito dell'applicazione.
PLC (Programmable Logic Controller) è un computer speciale progettato per gli ambienti industriali e la sua funzione di base è realizzare il controllo automatizzato delle apparecchiature meccaniche attraverso le operazioni logiche in tempo reale. L'hardware è modulare ed è costituito da un'unità di elaborazione centrale (CPU), input / output (i / o), moduli di alimentazione e unità di archiviazione. A differenza dei computer per uso generale, il sistema operativo del PLC è un sistema operativo in tempo reale (RTOS), che garantisce l'accuratezza dell'esecuzione del comando di microsecondi e gli consente di rispondere in tempo reale ai segnali del sensore (ad es. Temperatura, pressione) e attuatori di controllo (ad esempio, motori, valvole).
PLC in miniatura: dimensioni compatte (come la dimensione del palmo della mano), integrate con le interfacce I / O di base, adatte per il controllo a singolo dispositivo, come il controllo logico start-stop di piccole macchine da imballaggio.
PLC modulare: supporta l'espansione flessibile di moduli I / O (ad es. Moduli digitali, analogici, di comunicazione), adatti a linee di produzione complesse, ad es. Controllo collaborativo dei bracci robotici nei seminari di assemblaggio automobilistico.
Rackmount PLC: con una forte potenza di elaborazione e capacità di espansione, è comunemente utilizzato nei grandi sistemi industriali, come i sistemi di controllo centralizzati (DC) nel campo petrolchimico.
Alta affidabilità: design senza fan, funzionamento a temperatura ampia (-40 ℃ ~ 70 ℃) e struttura resistente alle vibrazioni consentono un funzionamento stabile in ambienti difficili come polvere e olio.
Alto in tempo reale: basato sul meccanismo del ciclo di scansione, garantisce l'esecuzione deterministica delle istruzioni di controllo, adatto per scenari sensibili al tempo (ad esempio linea di produzione di riempimento ad alta velocità).
Soglia di programmazione bassa: supporta linguaggi di programmazione grafica come la logica della scala, facilitando l'inizio degli ingegneri sul campo.
Potenza di elaborazione limitata: supporta solo semplici operazioni logiche, difficili da eseguire compiti complessi come l'apprendimento automatico e l'analisi dei big data.
Funzione singola: focalizzata sul controllo industriale, l'integrazione con i sistemi IT (ad esempio ERP, MES) richiede dispositivi gateway aggiuntivi.
Costo elevato di sistemi complessi: quando sono richiesti un gran numero di moduli I / O o conversioni di protocollo di comunicazione, il costo hardware aumenta esponenzialmente.
UNPC industrialeè un computer migliorato basato sull'architettura per PC per scopi generali, progettato per scenari industriali, eseguire Windows, Linux e altri principali sistemi operativi. Con lo sviluppo della tecnologia dei semiconduttori, l'IPC non può solo soddisfare i compiti di controllo del PLC tradizionale, ma anche trasportare carichi di lavoro multipli come HMI, EDGE CALCING, rilevamento della visione AI, ecc. Integrando la GPU (processore grafico), la TPU (processore di tensor). Il suo valore fondamentale è ridurre la quantità di hardware in fabbrica attraverso "integrazione delle funzioni", ad esempio, un IPC può realizzare il controllo delle apparecchiature, l'acquisizione dei dati e la comunicazione cloud allo stesso tempo.
Design ambientale anti -Harsh: adottare il raffreddamento senza ventole e il corpo in metallo completo, supporta la valutazione della polvere e impermeabile IP65 e alcuni modelli possono funzionare in -25 ℃ ~ 60 ℃ ambiente a temperatura larga.
Capacità di espansione flessibile: fornisce slot PCIe, interfaccia M.2 e supporta l'espansione di moduli wireless (come 5G, Wi-Fi 6), scheda di accelerazione GPU o scheda di controllo del movimento per soddisfare le esigenze della visione macchina, del robot e così via.
Metodi di installazione diversificati: supportare il montaggio della rotaia DIN (adatto per gli armadietti di controllo), il montaggio a parete VESA (adatto per le console operative) o il montaggio rack (scenari di data center).
Potente capacità di elaborazione: dotato di Intel Core / i7 o AMD Rare Dragon Processor, può eseguire Python, C ++ e altri linguaggi di alto livello e supporta lo spiegamento di modelli di apprendimento profondo (come il rilevamento del bersaglio YOLO).
Capacità di convergenza / OT: supporto nativo per protocolli industriali come OPC UA, MQTT, ecc., Che possono essere interfacciati direttamente con il sistema ERP per realizzare il caricamento e l'analisi in tempo reale dei dati di produzione.
Conveniente gestione remota: il monitoraggio remoto e l'aggiornamento del firmware possono essere realizzati attraverso strumenti come TeamViewer e VNC, riducendo i costi di manutenzione.
Elevato investimento iniziale: il costo dell'IPC di fascia alta può raggiungere decine di migliaia di dollari, molto più dei piccoli sistemi PLC.
Requisiti elevati di sicurezza: i firewall, i sistemi di rilevamento delle intrusioni (ID) e il software antivirus di livello industriale devono essere distribuiti per gestire le minacce ransomware (ad es. Notpetya).
L'adattamento ambientale è dipendente dalla configurazione: alcuni IPC non rugosdificati richiedono una protezione aggiuntiva in vibrazioni estreme o ambienti di polvere elevati.
PLC: dipende dal sistema operativo in tempo reale (RTO), adotta il meccanismo di scansione ciclica per garantire la certezza del tempo di ciascun ciclo di istruzione, che è adatto per le attività di controllo della precisione di millisecondi (ad es. Tempo di chiusura della stampo della macchina per lo stampaggio a iniezione).
IPC: Esecuzione di un sistema operativo per scopi generali, deve realizzare funzioni difficili in tempo reale attraverso moduli di estensione in tempo reale (come il kernel in tempo reale RTX) ed è più adatto per scenari con requisiti leggermente più bassi in tempo reale ma che richiedono multi-tasking (come la pianificazione del magazzino intelligente).
PLC: Logica della scala (logica della scala), diagramma a blocchi di funzione (FBD) è il principale, la maggior parte degli strumenti di sviluppo per i produttori di software personalizzato (come il portale Siemens Tia), l'ecologia è chiusa, ma la stabilità è forte.
IPC: supporta C / C ++, Python, .NET e altri linguaggi per uso generale e può riutilizzare librerie open source (come OpenCV Vision Library) e software industriale (come MATLAB Industrial), con un'elevata efficienza di sviluppo e una forte espansione della funzionalità.
Piccoli sistemi: i PLC offrono significativi vantaggi in termini di costi. Ad esempio, per un piccolo progetto che controlla 10 ingressi digitali / output, una soluzione PLC può essere bassa quanto 1 / 3 il costo di un IPC.
Sistemi complessi: gli IPC hanno un costo totale di proprietà superiore (TCO). Quando l'ispezione della visione, l'archiviazione dei dati e le comunicazioni basate su cloud devono essere integrate, IPC riduce i costi combinati di acquisto, cablaggio e manutenzione hardware.
PLC: le architetture tradizionali sono meno esposte agli attacchi informatici, ma man mano che l'Internet delle cose industriali (IIoT) diventa più diffusa, i PLC abilitati per Ethernet devono distribuire ulteriori firewall.
Caso tipico: Stuxnet Virus (2010) ha attaccato le strutture nucleari iraniane attraverso la vulnerabilità del PLC, evidenziando i rischi di sicurezza informatica.
IPC: fare affidamento sul sistema di protezione del software, le patch di sistema e i database virus devono essere aggiornati regolarmente. Tuttavia, gli IPC di livello industriale di solito dispongono di chip TPM 2.0 integrati, supporta la crittografia dei dati a livello di hardware e rispettano gli standard di sicurezza delle informazioni ISO / IEC 27001.
Controllare la complessità
Controllo logico semplice: se il progetto prevede solo una semplice logica di "trigger del sensore - risposta dell'attuatore" (ad esempio, apertura e chiusura automatica delle porte), il PLC è sufficiente per soddisfare i requisiti e il ciclo di sviluppo è breve.
Applicazioni algoritmiche complesse: per funzionalità come l'assemblaggio guidato dalla visione, la previsione della salute delle attrezzature, ecc., Scegli un IPC per supportare la distribuzione del modello di apprendimento automatico.
Durezza ambientale
Ambienti fisici estremi: scenari di alte temperatura (ad es. Acciaio), ad alta vibrazione (ad es. Macchine minerarie) danno la priorità ai PLC, la cui durata hardware è stata verificata mediante validazione industriale a lungo termine.
Ambienti industriali lievi: in scenari come negozi di produzione di elettronica e fabbriche di alimenti puliti, le valutazioni di progettazione e protezione senza fan dell'IPC soddisfano già le esigenze.
Espandibilità del sistema
Requisiti funzionali fissi: ad esempio, l'espansione modulare di PLC è più conveniente per la modifica della linea di produzione tradizionale (solo la parte di controllo è aggiornata).
Pianificazione di aggiornamento futura: se si prevede di trasformarti in una fabbrica intelligente (ad es. Accesso alla piattaforma IoT), la funzionalità IT / OT di convergenza di IPC può evitare investimenti ripetuti.
I PLC e i computer industriali rappresentano il "passato" e il "futuro" dell'automazione industriale: il primo è la pietra angolare del controllo maturo e affidabile, mentre il secondo è il motore principale che conduce l'intelligenza. Le imprese devono saltare dal pensiero "o / o" e prendere decisioni complete dalle seguenti dimensioni quando si selezionano i modelli:
Progetto a breve termine: dare la priorità al costo e alla stabilità di PLC, applicabile al budget limitato, alla chiara funzione della scena.
Pianificazione a medio-lungo termine: investire in IPC per soddisfare le esigenze di trasformazione digitale, in particolare progetti che coinvolgono big data, intelligenza artificiale e integrazione cloud.
Sistemi complessi: adotta l'architettura ibrida "PLC+IPC" per ottenere l'ottimizzazione sinergica tra livelli di controllo e intelligenza.
Come produttore professionista nel campo dei computer industriali,IpctechFornisce una gamma completa di computer industriali robusti, supportando una varietà di fattori di forma dai pannelli touch da 15 pollici ai server montati su rack e si adattano a scenari come l'integrazione PLC, la visione artificiale, i bordi e così via. Per soluzioni di automazione personalizzate, ti preghiamo di contattarci per una consulenza tecnica gratuita per aiutare la tua fabbrica a passare a un futuro efficiente e intelligente.
Cos'è un PLC?
PLC (Programmable Logic Controller) è un computer speciale progettato per gli ambienti industriali e la sua funzione di base è realizzare il controllo automatizzato delle apparecchiature meccaniche attraverso le operazioni logiche in tempo reale. L'hardware è modulare ed è costituito da un'unità di elaborazione centrale (CPU), input / output (i / o), moduli di alimentazione e unità di archiviazione. A differenza dei computer per uso generale, il sistema operativo del PLC è un sistema operativo in tempo reale (RTOS), che garantisce l'accuratezza dell'esecuzione del comando di microsecondi e gli consente di rispondere in tempo reale ai segnali del sensore (ad es. Temperatura, pressione) e attuatori di controllo (ad esempio, motori, valvole).
Tipi di hardware e applicazioni tipiche
PLC in miniatura: dimensioni compatte (come la dimensione del palmo della mano), integrate con le interfacce I / O di base, adatte per il controllo a singolo dispositivo, come il controllo logico start-stop di piccole macchine da imballaggio.
PLC modulare: supporta l'espansione flessibile di moduli I / O (ad es. Moduli digitali, analogici, di comunicazione), adatti a linee di produzione complesse, ad es. Controllo collaborativo dei bracci robotici nei seminari di assemblaggio automobilistico.
Rackmount PLC: con una forte potenza di elaborazione e capacità di espansione, è comunemente utilizzato nei grandi sistemi industriali, come i sistemi di controllo centralizzati (DC) nel campo petrolchimico.
Vantaggi dei PLC
Alta affidabilità: design senza fan, funzionamento a temperatura ampia (-40 ℃ ~ 70 ℃) e struttura resistente alle vibrazioni consentono un funzionamento stabile in ambienti difficili come polvere e olio.
Alto in tempo reale: basato sul meccanismo del ciclo di scansione, garantisce l'esecuzione deterministica delle istruzioni di controllo, adatto per scenari sensibili al tempo (ad esempio linea di produzione di riempimento ad alta velocità).
Soglia di programmazione bassa: supporta linguaggi di programmazione grafica come la logica della scala, facilitando l'inizio degli ingegneri sul campo.
Limitazioni dei PLC
Potenza di elaborazione limitata: supporta solo semplici operazioni logiche, difficili da eseguire compiti complessi come l'apprendimento automatico e l'analisi dei big data.
Funzione singola: focalizzata sul controllo industriale, l'integrazione con i sistemi IT (ad esempio ERP, MES) richiede dispositivi gateway aggiuntivi.
Costo elevato di sistemi complessi: quando sono richiesti un gran numero di moduli I / O o conversioni di protocollo di comunicazione, il costo hardware aumenta esponenzialmente.
Cos'è unPC industriale?
UNPC industrialeè un computer migliorato basato sull'architettura per PC per scopi generali, progettato per scenari industriali, eseguire Windows, Linux e altri principali sistemi operativi. Con lo sviluppo della tecnologia dei semiconduttori, l'IPC non può solo soddisfare i compiti di controllo del PLC tradizionale, ma anche trasportare carichi di lavoro multipli come HMI, EDGE CALCING, rilevamento della visione AI, ecc. Integrando la GPU (processore grafico), la TPU (processore di tensor). Il suo valore fondamentale è ridurre la quantità di hardware in fabbrica attraverso "integrazione delle funzioni", ad esempio, un IPC può realizzare il controllo delle apparecchiature, l'acquisizione dei dati e la comunicazione cloud allo stesso tempo.
Funzionalità hardware e metodi di distribuzione
Design ambientale anti -Harsh: adottare il raffreddamento senza ventole e il corpo in metallo completo, supporta la valutazione della polvere e impermeabile IP65 e alcuni modelli possono funzionare in -25 ℃ ~ 60 ℃ ambiente a temperatura larga.
Capacità di espansione flessibile: fornisce slot PCIe, interfaccia M.2 e supporta l'espansione di moduli wireless (come 5G, Wi-Fi 6), scheda di accelerazione GPU o scheda di controllo del movimento per soddisfare le esigenze della visione macchina, del robot e così via.
Metodi di installazione diversificati: supportare il montaggio della rotaia DIN (adatto per gli armadietti di controllo), il montaggio a parete VESA (adatto per le console operative) o il montaggio rack (scenari di data center).
Vantaggi diComputer industriali
Potente capacità di elaborazione: dotato di Intel Core / i7 o AMD Rare Dragon Processor, può eseguire Python, C ++ e altri linguaggi di alto livello e supporta lo spiegamento di modelli di apprendimento profondo (come il rilevamento del bersaglio YOLO).
Capacità di convergenza / OT: supporto nativo per protocolli industriali come OPC UA, MQTT, ecc., Che possono essere interfacciati direttamente con il sistema ERP per realizzare il caricamento e l'analisi in tempo reale dei dati di produzione.
Conveniente gestione remota: il monitoraggio remoto e l'aggiornamento del firmware possono essere realizzati attraverso strumenti come TeamViewer e VNC, riducendo i costi di manutenzione.
Limitazioni dei computer industriali
Elevato investimento iniziale: il costo dell'IPC di fascia alta può raggiungere decine di migliaia di dollari, molto più dei piccoli sistemi PLC.
Requisiti elevati di sicurezza: i firewall, i sistemi di rilevamento delle intrusioni (ID) e il software antivirus di livello industriale devono essere distribuiti per gestire le minacce ransomware (ad es. Notpetya).
L'adattamento ambientale è dipendente dalla configurazione: alcuni IPC non rugosdificati richiedono una protezione aggiuntiva in vibrazioni estreme o ambienti di polvere elevati.
Differenza tra PC industriale vs PLC?
Sistema operativo e tempo reale
PLC: dipende dal sistema operativo in tempo reale (RTO), adotta il meccanismo di scansione ciclica per garantire la certezza del tempo di ciascun ciclo di istruzione, che è adatto per le attività di controllo della precisione di millisecondi (ad es. Tempo di chiusura della stampo della macchina per lo stampaggio a iniezione).
IPC: Esecuzione di un sistema operativo per scopi generali, deve realizzare funzioni difficili in tempo reale attraverso moduli di estensione in tempo reale (come il kernel in tempo reale RTX) ed è più adatto per scenari con requisiti leggermente più bassi in tempo reale ma che richiedono multi-tasking (come la pianificazione del magazzino intelligente).
Linguaggio di programmazione e ecologia dello sviluppo
PLC: Logica della scala (logica della scala), diagramma a blocchi di funzione (FBD) è il principale, la maggior parte degli strumenti di sviluppo per i produttori di software personalizzato (come il portale Siemens Tia), l'ecologia è chiusa, ma la stabilità è forte.
IPC: supporta C / C ++, Python, .NET e altri linguaggi per uso generale e può riutilizzare librerie open source (come OpenCV Vision Library) e software industriale (come MATLAB Industrial), con un'elevata efficienza di sviluppo e una forte espansione della funzionalità.
Modellazione dei costi
Piccoli sistemi: i PLC offrono significativi vantaggi in termini di costi. Ad esempio, per un piccolo progetto che controlla 10 ingressi digitali / output, una soluzione PLC può essere bassa quanto 1 / 3 il costo di un IPC.
Sistemi complessi: gli IPC hanno un costo totale di proprietà superiore (TCO). Quando l'ispezione della visione, l'archiviazione dei dati e le comunicazioni basate su cloud devono essere integrate, IPC riduce i costi combinati di acquisto, cablaggio e manutenzione hardware.
Sicurezza e affidabilità
PLC: le architetture tradizionali sono meno esposte agli attacchi informatici, ma man mano che l'Internet delle cose industriali (IIoT) diventa più diffusa, i PLC abilitati per Ethernet devono distribuire ulteriori firewall.
Caso tipico: Stuxnet Virus (2010) ha attaccato le strutture nucleari iraniane attraverso la vulnerabilità del PLC, evidenziando i rischi di sicurezza informatica.
IPC: fare affidamento sul sistema di protezione del software, le patch di sistema e i database virus devono essere aggiornati regolarmente. Tuttavia, gli IPC di livello industriale di solito dispongono di chip TPM 2.0 integrati, supporta la crittografia dei dati a livello di hardware e rispettano gli standard di sicurezza delle informazioni ISO / IEC 27001.
Architettura hardware e scalabilità
|
Matrix scenario
| Tipo di applicazione | Scenario di priorità PLC | IPC Scenario prioritario |
| Controllo dell'attrezzatura | Single Machine Tool, trasportatore Start / Stop | Movimento Pianificazione di robot collaborativi, navigazione AGV |
| Monitoraggio del processo | Livello a circuito chiuso / Controllo della temperatura nelle piante chimiche | Analisi in tempo reale dei dati ambientali della camera pulita dei semiconduttori |
| Gestione dei dati | Conteggio di produzione semplice | Integrazione del sistema MES, archiviazione storica dei dati e tracciabilità |
| EDGE CALCING | Non applicabile | Rilevamento dei difetti AI, manutenzione predittiva (ad es. Avviso di guasto del motore) |
Guida decisionale di selezione dell'automazione industriale
Tre elementi di analisi dei requisiti
Controllare la complessità
Controllo logico semplice: se il progetto prevede solo una semplice logica di "trigger del sensore - risposta dell'attuatore" (ad esempio, apertura e chiusura automatica delle porte), il PLC è sufficiente per soddisfare i requisiti e il ciclo di sviluppo è breve.
Applicazioni algoritmiche complesse: per funzionalità come l'assemblaggio guidato dalla visione, la previsione della salute delle attrezzature, ecc., Scegli un IPC per supportare la distribuzione del modello di apprendimento automatico.
Durezza ambientale
Ambienti fisici estremi: scenari di alte temperatura (ad es. Acciaio), ad alta vibrazione (ad es. Macchine minerarie) danno la priorità ai PLC, la cui durata hardware è stata verificata mediante validazione industriale a lungo termine.
Ambienti industriali lievi: in scenari come negozi di produzione di elettronica e fabbriche di alimenti puliti, le valutazioni di progettazione e protezione senza fan dell'IPC soddisfano già le esigenze.
Espandibilità del sistema
Requisiti funzionali fissi: ad esempio, l'espansione modulare di PLC è più conveniente per la modifica della linea di produzione tradizionale (solo la parte di controllo è aggiornata).
Pianificazione di aggiornamento futura: se si prevede di trasformarti in una fabbrica intelligente (ad es. Accesso alla piattaforma IoT), la funzionalità IT / OT di convergenza di IPC può evitare investimenti ripetuti.
Conclusione
I PLC e i computer industriali rappresentano il "passato" e il "futuro" dell'automazione industriale: il primo è la pietra angolare del controllo maturo e affidabile, mentre il secondo è il motore principale che conduce l'intelligenza. Le imprese devono saltare dal pensiero "o / o" e prendere decisioni complete dalle seguenti dimensioni quando si selezionano i modelli:
Progetto a breve termine: dare la priorità al costo e alla stabilità di PLC, applicabile al budget limitato, alla chiara funzione della scena.
Pianificazione a medio-lungo termine: investire in IPC per soddisfare le esigenze di trasformazione digitale, in particolare progetti che coinvolgono big data, intelligenza artificiale e integrazione cloud.
Sistemi complessi: adotta l'architettura ibrida "PLC+IPC" per ottenere l'ottimizzazione sinergica tra livelli di controllo e intelligenza.
Perché scegliereIpctech?
Come produttore professionista nel campo dei computer industriali,IpctechFornisce una gamma completa di computer industriali robusti, supportando una varietà di fattori di forma dai pannelli touch da 15 pollici ai server montati su rack e si adattano a scenari come l'integrazione PLC, la visione artificiale, i bordi e così via. Per soluzioni di automazione personalizzate, ti preghiamo di contattarci per una consulenza tecnica gratuita per aiutare la tua fabbrica a passare a un futuro efficiente e intelligente.
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