Vai rūpnieciskie datori var aizstāt PLC?
2025-11-11
Runājot par vadības funkcijām, datori kopumā var darīt visu, ko spēj PLC, un dažreiz datori to var izdarīt pat labāk. Rūpnieciskie personālie datori var daļēji aizstāt PLC noteiktos rūpnieciskās vadības scenārijos, taču starp tiem ir būtiskas atšķirības funkcionālās pozicionēšanas, uzticamības un izmaksu ziņā, un izvēle jāveic, pamatojoties uz īpašām vajadzībām.
Funkcionālās pozicionēšanas atšķirības: PLC ir īpaši izstrādāti rūpnieciskai vadībai. To pamatfunkcijas ir loģiskā vadība (piemēram, kāpņu diagrammu programmēšana), reāllaika reakcija un prettraucējumu iespējas. Tie ir piemēroti pamata vadības uzdevumu veikšanai, piemēram, daudzumu, taimeru un skaitītāju pārslēgšanai.
Uzticamība un pielāgošanās videi
PLC izmanto rūpnieciskas kvalitātes dizainu (piemēram, darbība bez ventilatora, plašs temperatūras diapazons, putekļu un ūdens izturība), kas nodrošina stabilu darbību skarbos apstākļos ar spēcīgiem elektromagnētiskiem traucējumiem un vibrācijām, panākot vidējo laiku starp atteicēm (MTBF) vairāk nekā 20 000 stundu.
Izmaksas un uzturēšana
PLC ir zemākas izmaksas, tos ir viegli uzturēt, un tiem ir zema mācīšanās līkne kāpņu loģikas programmēšanai, tāpēc tie ir piemēroti maziem un vidējiem vadības projektiem.
Rūpnieciskie datori ir dārgāki, un tiem nepieciešama profesionāla apkope, tāpēc tie ir piemēroti scenārijiem, kuros nepieciešami sarežģīti aprēķini vai cilvēka un mašīnas mijiedarbība.
Pieteikums
PLC: izmanto lietojumprogrammās, kurām nepieciešama augsta reāllaika veiktspēja un uzticamība, piemēram, ražošanas līnijas vadība, aprīkojuma bloķēšana un drošības aizsardzība.
Rūpnieciskais dators: izmanto lietojumprogrammās, kurās nepieciešama augstas veiktspējas skaitļošana, piemēram, datu iegūšana, vizuāla pārbaude un sadalīta kontrole; bieži izmanto kopā ar PLC.
Tehnoloģiju tendences: daži augstākās klases industriālie datori (piemēram, uz datoriem balstītas automatizācijas sistēmas) ir izmantoti sarežģītās vadības lietojumprogrammās, piemēram, automašīnu ražošanā un viedās rūpnīcās, taču, lai uzlabotu uzticamību, ir nepieciešams modulārs dizains un liekas konfigurācijas.
B5300 iegultajā industriālajā datorā bez ventilatora tiek izmantoti mazjaudas Intel® Celeron/Atom/Core procesori, nodrošinot stabilu veiktspēju.
Tas darbojas visu diennakti, saglabājot stabilu darbību pat nestabilā vidē, apmierinot dažādu komerciālu, automatizētu un bez uzraudzības iekārtu vajadzības. Noteiktās situācijās tas var pilnībā aizstāt uz PLC balstītas rūpnieciskās vadības iekārtas.
Rūpnieciskajiem personālajiem datoriem un PLC katram ir savas unikālas priekšrocības un pielietojums rūpnieciskajā automatizācijā. Nākotnē tie var uzrādīt konverģences tendenci, taču iespēja, ka viens pilnībā nomainīs otru, ir mazs.
Kopš to ieviešanas militārajā rūpnieciskajā automatizācijā 90. gadu sākumā industriālie personālie datori ir pastāvīgi iekļuvuši dažādās jomās un guvuši plašu pielietojumu. Tas ir saistīts ar personālo datoru atvērtību, to bagātīgo aparatūru, programmatūru un cilvēkresursiem, to atbalstu no plaša inženieru un tehniskā personāla loka, kā arī to pazīstamību plašai auditorijai. Uz personālo datoru (tostarp iegulto personālo datoru) rūpnieciskās vadības sistēmu pielietojuma līmenis ir strauji pieaudzis. Lielākie programmējamo loģisko kontrolleru (PLC) ražotāji un rūpnieciskās vadības sistēmu integratori arī ir izmantojuši industriālo datoru tehnoloģiju pieeju, padarot PC balstītu rūpnieciskās vadības tehnoloģiju par vienu no galvenajām tehnoloģijām šī gadsimta sākumā.
Rūpniecisko personālo datoru zemās izmaksas ir vēl viens svarīgs faktors, kas veicina to potenciālu kā rūpnieciskās vadības automatizācijas galveno virzienu. Tradicionālajās automatizācijas sistēmās pamata automatizāciju lielā mērā monopolizē PLC un DCS, savukārt procesu un vadības automatizāciju galvenokārt veido dažādi augstas klases procesu datori vai minidatori. Viņu aparatūras, sistēmas programmatūras un lietojumprogrammatūras augstās izmaksas attur daudzus uzņēmumus. Uzņēmuma attīstības sākumposmā vai vidusposmā vēlamais risinājums ir zemu izmaksu rūpnieciskās vadības automatizācija. Turklāt, tā kā rūpnieciskie uz personālo datoru balstītie kontrolleri ir izrādījušies tikpat uzticami kā PLC, tos viegli pieņem operatori un apkopes personāls, tie ir viegli uzstādāmi un lietojami un piedāvā uzlabotas diagnostikas funkcijas, tie nodrošina sistēmu integratoriem elastīgākas iespējas. Tāpēc arvien vairāk ražotāju savos ražošanas procesos sāk izmantot rūpnieciskos datoru vadības risinājumus.
Paredzams, ka konkurence starp rūpnieciskajiem personālajiem datoriem un PLC galvenokārt koncentrēsies uz augstākās klases lietojumprogrammām, kur dati ir sarežģīti un iekārtu integrācija ir augsta. Raugoties uz attīstības tendencēm, vadības sistēmu nākotne, visticamāk, būs starp rūpnieciskajiem personālajiem datoriem un PLC, un šīs konverģences pazīmes jau parādās. Vēl ilgu laiku lauka kopnes tehnoloģija, programmējamie loģiskie kontrolleri (PLC) un industriālie personālie datori papildinās un veicinās viens otru, taču industriālo personālo datoru priekšrocības kļūs arvien pamanāmākas, un to pielietojuma joma strauji paplašināsies visās rūpnieciskās vadības jomās.
Integrētās vadības un kontroles sistēmas
Padziļinoties interneta tehnoloģiju izplatībai rūpnieciskās kontroles jomā, kontroles un vadības sistēmu integrācija ir kļuvusi neizbēgama. Tas ļauj sasniegt sen vēlamos integrētās vadības un kontroles mērķus, rūpniecisko uzņēmumu informatizāciju un uz tīklu balstītu automatizāciju rūpnieciskās automatizācijas nozarē. Integrēta vadība un kontrole ļauj uzņēmumiem izvēlēties labākos risinājumus, kas patiesi piemēroti jaunajam ekonomikas laikmetam, tādējādi uzlabojot ražošanas efektivitāti un palielinot tirgus konkurētspēju. Tāpēc jauns virziens industriālās vadības tehnoloģiju attīstībā ir realizēt atvērtas, sadalītas inteliģentas sistēmas, izmantojot Ethernet un Web tehnoloģijas, nodrošinot modulārus, izkliedētus un atkārtoti lietojamus rūpnieciskās vadības risinājumus, kuru pamatā ir Ethernet un TCP/IP protokolu standarti. Tās svarīgākais aspekts ir uz tīklu balstītas inženierijas rūpnieciskās kontroles un pārvaldības programmatūras izstrāde.
Integrētas vadības sistēmas uzbūve ietver vairāku sistēmu un tehnoloģiju integrāciju. Attiecībā uz vairāku sistēmu integrāciju pirmais aspekts ir vairāku sistēmu integrācija lauka vadības tīklā, kas ietver trīs integrācijas modeļus. Pirmā ir Fieldbus Control Systems (FCS) un Data Control Systems (DCS) integrācija, kur FCS ievieš pamata mērījumu un vadības cilpas, un DCS darbojas kā augstāka līmeņa vadība un koordinators, lai īstenotu sarežģītas uzlabotas vadības un optimizācijas funkcijas. Otrais ir lauka kopņu vadības sistēmu (FCS), DCS un PLC integrācija, kur sarežģītās loģiskās bloķēšanas situācijās PLC un FCS ievieš pamata mērījumu un vadības cilpas, un DCS darbojas kā augstāka līmeņa vadība un koordinators, lai īstenotu sarežģītas uzlabotas vadības un optimizācijas funkcijas. Trešais ir vairāku FCS integrācija, risinot pārveidošanas problēmas starp dažādiem sakaru protokoliem. Tas ietver koncentrēšanos uz dažādu lauka kopņu ierīču savietojamību un vienotas konfigurācijas, uzraudzības un programmatūras izstrādi, lai panāktu netraucētu integrāciju, neupurējot vai neietekmējot katras neatkarīgās sistēmas funkcionalitāti un veiktspēju. Otrkārt, ir vadības un kontroles tīklu integrācija. Turpmākajā uzņēmuma vadībā liels datu apjoms tiks iegūts no kontroles tīkla. Lai izveidotu uzņēmuma lietojumprogrammatūras sistēmas, tostarp reāllaika datu bāzes, vēsturiskās datu bāzes, datu publicēšana, datu ieguve, modeļu aprēķini, procesa simulācija, recepšu projektēšana, darbības optimizācija, parametru uzraudzība, noviržu analīze un kļūdu diagnostika, ir nepieciešams izveidot dažādas datu bāzes interneta lietojumprogrammu tīkla vidē, lai patiesi panāktu integrētu pārvaldību un kontroli. Tas nodrošina inteliģentu lēmumu pieņemšanas atbalstu vadības programmatūrai un vērtīgus datus pārvaldības programmatūrai.
Runājot par tehnoloģiju integrāciju, tas ietver dažādu tehnoloģiju, piemēram, iekārtu savietojamības tehnoloģijas, vispārīgās datu apmaiņas tehnoloģijas, Ethernet un rūpnieciskā Ethernet, integrāciju. Vispārējā datu apmaiņas tehnoloģija ietver DDE dinamiskās datu apmaiņas tehnoloģiju, NetDDE tīkla dinamiskās apmaiņas tehnoloģiju, ODBC atvērtās datu bāzes savienojuma tehnoloģiju, COM/DCOM komponentu objekta modeli un OPC tehnoloģiju. Ethernet+TCP/IP tehnoloģija nodrošina tiešu pārsūtīšanu un koplietošanu ar vadības parametriem un tīkla mezglu statusu rūpnieciskajā jomā uzņēmuma informācijas tīklā, tādējādi izvairoties no grūtībām integrēt PLC, DCS un FCS, ko rada vairāku protokolu esamība.
Funkcionālās pozicionēšanas atšķirības: PLC ir īpaši izstrādāti rūpnieciskai vadībai. To pamatfunkcijas ir loģiskā vadība (piemēram, kāpņu diagrammu programmēšana), reāllaika reakcija un prettraucējumu iespējas. Tie ir piemēroti pamata vadības uzdevumu veikšanai, piemēram, daudzumu, taimeru un skaitītāju pārslēgšanai.
Uzticamība un pielāgošanās videi
PLC izmanto rūpnieciskas kvalitātes dizainu (piemēram, darbība bez ventilatora, plašs temperatūras diapazons, putekļu un ūdens izturība), kas nodrošina stabilu darbību skarbos apstākļos ar spēcīgiem elektromagnētiskiem traucējumiem un vibrācijām, panākot vidējo laiku starp atteicēm (MTBF) vairāk nekā 20 000 stundu.
Izmaksas un uzturēšana
PLC ir zemākas izmaksas, tos ir viegli uzturēt, un tiem ir zema mācīšanās līkne kāpņu loģikas programmēšanai, tāpēc tie ir piemēroti maziem un vidējiem vadības projektiem.
Rūpnieciskie datori ir dārgāki, un tiem nepieciešama profesionāla apkope, tāpēc tie ir piemēroti scenārijiem, kuros nepieciešami sarežģīti aprēķini vai cilvēka un mašīnas mijiedarbība.
Pieteikums
PLC: izmanto lietojumprogrammās, kurām nepieciešama augsta reāllaika veiktspēja un uzticamība, piemēram, ražošanas līnijas vadība, aprīkojuma bloķēšana un drošības aizsardzība.
Rūpnieciskais dators: izmanto lietojumprogrammās, kurās nepieciešama augstas veiktspējas skaitļošana, piemēram, datu iegūšana, vizuāla pārbaude un sadalīta kontrole; bieži izmanto kopā ar PLC.
Tehnoloģiju tendences: daži augstākās klases industriālie datori (piemēram, uz datoriem balstītas automatizācijas sistēmas) ir izmantoti sarežģītās vadības lietojumprogrammās, piemēram, automašīnu ražošanā un viedās rūpnīcās, taču, lai uzlabotu uzticamību, ir nepieciešams modulārs dizains un liekas konfigurācijas.
B5300 iegultajā industriālajā datorā bez ventilatora tiek izmantoti mazjaudas Intel® Celeron/Atom/Core procesori, nodrošinot stabilu veiktspēju.
Tas darbojas visu diennakti, saglabājot stabilu darbību pat nestabilā vidē, apmierinot dažādu komerciālu, automatizētu un bez uzraudzības iekārtu vajadzības. Noteiktās situācijās tas var pilnībā aizstāt uz PLC balstītas rūpnieciskās vadības iekārtas.
Rūpnieciskajiem personālajiem datoriem un PLC katram ir savas unikālas priekšrocības un pielietojums rūpnieciskajā automatizācijā. Nākotnē tie var uzrādīt konverģences tendenci, taču iespēja, ka viens pilnībā nomainīs otru, ir mazs.
Rūpniecisko datoru izstrāde
Kopš to ieviešanas militārajā rūpnieciskajā automatizācijā 90. gadu sākumā industriālie personālie datori ir pastāvīgi iekļuvuši dažādās jomās un guvuši plašu pielietojumu. Tas ir saistīts ar personālo datoru atvērtību, to bagātīgo aparatūru, programmatūru un cilvēkresursiem, to atbalstu no plaša inženieru un tehniskā personāla loka, kā arī to pazīstamību plašai auditorijai. Uz personālo datoru (tostarp iegulto personālo datoru) rūpnieciskās vadības sistēmu pielietojuma līmenis ir strauji pieaudzis. Lielākie programmējamo loģisko kontrolleru (PLC) ražotāji un rūpnieciskās vadības sistēmu integratori arī ir izmantojuši industriālo datoru tehnoloģiju pieeju, padarot PC balstītu rūpnieciskās vadības tehnoloģiju par vienu no galvenajām tehnoloģijām šī gadsimta sākumā.
Rūpniecisko personālo datoru zemās izmaksas ir vēl viens svarīgs faktors, kas veicina to potenciālu kā rūpnieciskās vadības automatizācijas galveno virzienu. Tradicionālajās automatizācijas sistēmās pamata automatizāciju lielā mērā monopolizē PLC un DCS, savukārt procesu un vadības automatizāciju galvenokārt veido dažādi augstas klases procesu datori vai minidatori. Viņu aparatūras, sistēmas programmatūras un lietojumprogrammatūras augstās izmaksas attur daudzus uzņēmumus. Uzņēmuma attīstības sākumposmā vai vidusposmā vēlamais risinājums ir zemu izmaksu rūpnieciskās vadības automatizācija. Turklāt, tā kā rūpnieciskie uz personālo datoru balstītie kontrolleri ir izrādījušies tikpat uzticami kā PLC, tos viegli pieņem operatori un apkopes personāls, tie ir viegli uzstādāmi un lietojami un piedāvā uzlabotas diagnostikas funkcijas, tie nodrošina sistēmu integratoriem elastīgākas iespējas. Tāpēc arvien vairāk ražotāju savos ražošanas procesos sāk izmantot rūpnieciskos datoru vadības risinājumus.
Paredzams, ka konkurence starp rūpnieciskajiem personālajiem datoriem un PLC galvenokārt koncentrēsies uz augstākās klases lietojumprogrammām, kur dati ir sarežģīti un iekārtu integrācija ir augsta. Raugoties uz attīstības tendencēm, vadības sistēmu nākotne, visticamāk, būs starp rūpnieciskajiem personālajiem datoriem un PLC, un šīs konverģences pazīmes jau parādās. Vēl ilgu laiku lauka kopnes tehnoloģija, programmējamie loģiskie kontrolleri (PLC) un industriālie personālie datori papildinās un veicinās viens otru, taču industriālo personālo datoru priekšrocības kļūs arvien pamanāmākas, un to pielietojuma joma strauji paplašināsies visās rūpnieciskās vadības jomās.
Integrētās vadības un kontroles sistēmas
Padziļinoties interneta tehnoloģiju izplatībai rūpnieciskās kontroles jomā, kontroles un vadības sistēmu integrācija ir kļuvusi neizbēgama. Tas ļauj sasniegt sen vēlamos integrētās vadības un kontroles mērķus, rūpniecisko uzņēmumu informatizāciju un uz tīklu balstītu automatizāciju rūpnieciskās automatizācijas nozarē. Integrēta vadība un kontrole ļauj uzņēmumiem izvēlēties labākos risinājumus, kas patiesi piemēroti jaunajam ekonomikas laikmetam, tādējādi uzlabojot ražošanas efektivitāti un palielinot tirgus konkurētspēju. Tāpēc jauns virziens industriālās vadības tehnoloģiju attīstībā ir realizēt atvērtas, sadalītas inteliģentas sistēmas, izmantojot Ethernet un Web tehnoloģijas, nodrošinot modulārus, izkliedētus un atkārtoti lietojamus rūpnieciskās vadības risinājumus, kuru pamatā ir Ethernet un TCP/IP protokolu standarti. Tās svarīgākais aspekts ir uz tīklu balstītas inženierijas rūpnieciskās kontroles un pārvaldības programmatūras izstrāde.
Integrētas vadības sistēmas uzbūve ietver vairāku sistēmu un tehnoloģiju integrāciju. Attiecībā uz vairāku sistēmu integrāciju pirmais aspekts ir vairāku sistēmu integrācija lauka vadības tīklā, kas ietver trīs integrācijas modeļus. Pirmā ir Fieldbus Control Systems (FCS) un Data Control Systems (DCS) integrācija, kur FCS ievieš pamata mērījumu un vadības cilpas, un DCS darbojas kā augstāka līmeņa vadība un koordinators, lai īstenotu sarežģītas uzlabotas vadības un optimizācijas funkcijas. Otrais ir lauka kopņu vadības sistēmu (FCS), DCS un PLC integrācija, kur sarežģītās loģiskās bloķēšanas situācijās PLC un FCS ievieš pamata mērījumu un vadības cilpas, un DCS darbojas kā augstāka līmeņa vadība un koordinators, lai īstenotu sarežģītas uzlabotas vadības un optimizācijas funkcijas. Trešais ir vairāku FCS integrācija, risinot pārveidošanas problēmas starp dažādiem sakaru protokoliem. Tas ietver koncentrēšanos uz dažādu lauka kopņu ierīču savietojamību un vienotas konfigurācijas, uzraudzības un programmatūras izstrādi, lai panāktu netraucētu integrāciju, neupurējot vai neietekmējot katras neatkarīgās sistēmas funkcionalitāti un veiktspēju. Otrkārt, ir vadības un kontroles tīklu integrācija. Turpmākajā uzņēmuma vadībā liels datu apjoms tiks iegūts no kontroles tīkla. Lai izveidotu uzņēmuma lietojumprogrammatūras sistēmas, tostarp reāllaika datu bāzes, vēsturiskās datu bāzes, datu publicēšana, datu ieguve, modeļu aprēķini, procesa simulācija, recepšu projektēšana, darbības optimizācija, parametru uzraudzība, noviržu analīze un kļūdu diagnostika, ir nepieciešams izveidot dažādas datu bāzes interneta lietojumprogrammu tīkla vidē, lai patiesi panāktu integrētu pārvaldību un kontroli. Tas nodrošina inteliģentu lēmumu pieņemšanas atbalstu vadības programmatūrai un vērtīgus datus pārvaldības programmatūrai.
Runājot par tehnoloģiju integrāciju, tas ietver dažādu tehnoloģiju, piemēram, iekārtu savietojamības tehnoloģijas, vispārīgās datu apmaiņas tehnoloģijas, Ethernet un rūpnieciskā Ethernet, integrāciju. Vispārējā datu apmaiņas tehnoloģija ietver DDE dinamiskās datu apmaiņas tehnoloģiju, NetDDE tīkla dinamiskās apmaiņas tehnoloģiju, ODBC atvērtās datu bāzes savienojuma tehnoloģiju, COM/DCOM komponentu objekta modeli un OPC tehnoloģiju. Ethernet+TCP/IP tehnoloģija nodrošina tiešu pārsūtīšanu un koplietošanu ar vadības parametriem un tīkla mezglu statusu rūpnieciskajā jomā uzņēmuma informācijas tīklā, tādējādi izvairoties no grūtībām integrēt PLC, DCS un FCS, ko rada vairāku protokolu esamība.
Ieteicams
