Czy komputery przemysłowe mogą zastąpić sterowniki PLC?
2025-11-11
Jeśli chodzi o funkcje sterujące, komputery mogą generalnie robić wszystko, co potrafią sterowniki PLC, a czasami potrafią to zrobić nawet lepiej. Przemysłowe komputery PC mogą częściowo zastąpić sterowniki PLC w niektórych scenariuszach sterowania przemysłowego, ale istnieją między nimi znaczne różnice pod względem umiejscowienia funkcjonalnego, niezawodności i kosztów, a wyboru należy dokonać w oparciu o konkretne potrzeby.
Różnice w pozycjonowaniu funkcjonalnym: Sterowniki PLC zostały zaprojektowane specjalnie do sterowania przemysłowego. Ich podstawowymi funkcjami są sterowanie logiczne (takie jak programowanie diagramów drabinkowych), reakcja w czasie rzeczywistym i zdolność przeciwzakłóceniowa. Nadają się do obsługi podstawowych zadań kontrolnych, takich jak przełączanie wielkości, timery i liczniki.
Niezawodność i zdolność dostosowania do środowiska
Sterowniki PLC wykorzystują konstrukcje klasy przemysłowej (takie jak praca bez wentylatora, szeroki zakres temperatur, odporność na kurz i wodę), umożliwiając stabilną pracę w trudnych warunkach z silnymi zakłóceniami elektromagnetycznymi i wibracjami, osiągając średni czas między awariami (MTBF) wynoszący ponad 20 000 godzin.
Koszt i konserwacja
Sterowniki PLC mają niższe koszty, są łatwe w utrzymaniu i mają krótką krzywą uczenia się w zakresie programowania w logice drabinkowej, dzięki czemu nadają się do małych i średnich projektów sterowania.
Komputery przemysłowe są droższe i wymagają profesjonalnej konserwacji, dzięki czemu nadają się do scenariuszy wymagających skomplikowanych obliczeń lub interakcji człowiek-maszyna.
Zastosowanie
PLC: Stosowany w zastosowaniach wymagających wysokiej wydajności i niezawodności w czasie rzeczywistym, takich jak sterowanie linią produkcyjną, blokowanie urządzeń i ochrona bezpieczeństwa.
Komputer przemysłowy: używany w zastosowaniach wymagających obliczeń o wysokiej wydajności, takich jak gromadzenie danych, kontrola wizualna i sterowanie rozproszone; często używany w połączeniu ze sterownikiem PLC.
Trendy technologiczne: Niektóre wysokiej klasy komputery przemysłowe (takie jak systemy automatyki oparte na komputerach PC) są wykorzystywane w złożonych zastosowaniach sterujących, takich jak produkcja samochodów i inteligentne fabryki, ale w celu poprawy niezawodności konieczna jest konstrukcja modułowa i konfiguracje nadmiarowe.
Wbudowany, bezwentylatorowy komputer przemysłowy B5300 wykorzystuje procesory Intel® Celeron/Atom/Core o niskim poborze mocy, zapewniając stabilną wydajność.
Działa 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu, utrzymując stabilną pracę nawet w niestabilnych środowiskach, spełniając potrzeby różnych urządzeń komercyjnych, zautomatyzowanych i nienadzorowanych. W niektórych sytuacjach może całkowicie zastąpić przemysłowe urządzenia sterujące oparte na sterownikach PLC.
Komputery przemysłowe i sterowniki PLC mają swoje unikalne zalety i zastosowania w automatyce przemysłowej. W przyszłości mogą wykazywać tendencję do konwergencji, jednak możliwość całkowitego zastąpienia jednego drugiego jest niewielka.
Od czasu ich wprowadzenia do wojskowej automatyki przemysłowej na początku lat 90-tych, przemysłowe komputery PC stale penetrują różne dziedziny i zyskują szerokie zastosowanie. Wynika to z otwartości komputerów osobistych, ich obfitości w sprzęt, oprogramowanie i zasoby ludzkie, wsparcia ze strony szerokiego grona personelu inżynieryjnego i technicznego oraz ich znajomości przez szerokie grono odbiorców. Szybkość stosowania przemysłowych systemów sterowania opartych na komputerach PC (w tym komputerach wbudowanych) szybko wzrosła. Główni producenci programowalnych sterowników logicznych (PLC) i integratorzy przemysłowych systemów sterowania również przyjęli podejście oparte na technologii komputerów przemysłowych, czyniąc technologię sterowania przemysłowego opartą na komputerach osobistych jedną z głównych technologii na początku tego stulecia.
Niski koszt komputerów przemysłowych to kolejny ważny czynnik wpływający na ich potencjał jako głównego nurtu automatyzacji sterowania przemysłowego. W tradycyjnych systemach automatyki podstawowa automatyka jest w dużej mierze zmonopolizowana przez sterowniki PLC i systemy DCS, podczas gdy automatyzacja procesów i zarządzania składa się głównie z różnych wysokiej klasy komputerów procesowych lub minikomputerów. Wysoki koszt sprzętu, oprogramowania systemowego i aplikacji odstrasza wiele firm. Na wczesnych i środkowych etapach rozwoju przedsiębiorstwa preferowaną opcją jest wybór taniej automatyki sterowania przemysłowego. Co więcej, ponieważ sterowniki przemysłowe oparte na komputerach PC okazały się równie niezawodne jak sterowniki PLC, są łatwo akceptowane przez operatorów i personel konserwacyjny, są łatwe w instalacji i obsłudze oraz oferują zaawansowane funkcje diagnostyczne, zapewniają integratorom systemów bardziej elastyczne opcje. Dlatego coraz więcej producentów zaczyna wdrażać rozwiązania w zakresie sterowania komputerami przemysłowymi w niektórych częściach swoich procesów produkcyjnych.
Można przewidzieć, że konkurencja między komputerami przemysłowymi a sterownikami PLC skupi się przede wszystkim na zastosowaniach najwyższej klasy, w których dane są złożone, a integracja sprzętu wysoka. Patrząc na trendy rozwojowe, przyszłość systemów sterowania będzie prawdopodobnie należeć do przemysłowych komputerów PC i sterowników PLC, a oznaki tej konwergencji już się pojawiają. Przez długi czas technologia magistrali polowej, programowalne sterowniki logiczne (PLC) i komputery przemysłowe będą się uzupełniać i promować, ale zalety przemysłowych komputerów PC staną się bardziej widoczne, a zakres ich zastosowań szybko rozszerzy się na wszystkie obszary sterowania przemysłowego.
Zintegrowane Systemy Zarządzania i Kontroli
Wraz z pogłębiającą się penetracją technologii internetowej w obszarze sterowania przemysłowego, integracja systemów sterowania i zarządzania stała się nieunikniona. Umożliwia to osiągnięcie od dawna pożądanych celów, takich jak zintegrowane zarządzanie i kontrola, informatyzacja przedsiębiorstw przemysłowych i automatyzacja oparta na sieci w branży automatyki przemysłowej. Zintegrowane zarządzanie i kontrola pozwala przedsiębiorstwom na wybór najlepszych rozwiązań rzeczywiście dostosowanych do nowej ery gospodarczej, poprawiając tym samym efektywność produkcji i zwiększając konkurencyjność rynku. Dlatego nowym kierunkiem rozwoju technologii sterowania przemysłowego jest realizacja otwartych, rozproszonych inteligentnych systemów poprzez technologie Ethernet i Web, dostarczając modułowe, rozproszone i nadające się do ponownego wykorzystania rozwiązania sterowania przemysłowego w oparciu o standardy Ethernet i protokołów TCP/IP. Najważniejszym aspektem jest rozwój sieciowego oprogramowania do sterowania i zarządzania przemysłem.
Budowa zintegrowanego systemu sterowania obejmuje integrację wielu systemów i technologii. Jeśli chodzi o integrację wielu systemów, pierwszym aspektem jest integracja wielu systemów w ramach sieci sterowania obiektowego, która obejmuje trzy modele integracji. Pierwszą z nich jest integracja systemów sterowania magistralą polową (FCS) i systemów kontroli danych (DCS), gdzie FCS implementuje podstawowe pętle pomiarowe i sterujące, a DCS pełni rolę wyższego poziomu zarządzania i koordynatora w celu wdrożenia złożonych zaawansowanych funkcji sterowania i optymalizacji. Drugim jest integracja systemów sterowania magistralą polową (FCS), DCS i sterowników PLC, gdzie w sytuacjach ze złożonymi blokadami logicznymi PLC i FCS wdrażają podstawowe pętle pomiarowe i sterujące, a DCS pełni rolę wyższego poziomu zarządzania i koordynatora w celu wdrożenia złożonych zaawansowanych funkcji sterowania i optymalizacji. Trzecim jest integracja wielu FCS, rozwiązując problemy konwersji pomiędzy różnymi protokołami komunikacyjnymi. Wiąże się to ze skupieniem się na interoperacyjności różnych urządzeń magistrali polowej oraz opracowaniem ujednoliconej konfiguracji, monitorowania i oprogramowania w celu osiągnięcia bezproblemowej integracji bez poświęcania lub wpływania na funkcjonalność i wydajność każdego niezależnego systemu. Po drugie, istnieje integracja sieci zarządzania i kontroli. W przyszłym zarządzaniu przedsiębiorstwem duża ilość danych będzie pochodzić z sieci sterującej. Tworzenie systemów oprogramowania aplikacyjnego dla przedsiębiorstw, w tym baz danych czasu rzeczywistego, historycznych baz danych, publikowanie danych, eksploracja danych, obliczenia modeli, symulacja procesów, projektowanie receptur, optymalizacja operacyjna, monitorowanie parametrów, analiza odchyleń i diagnostyka usterek, wymaga ustanowienia różnych baz danych w środowisku sieciowym aplikacji internetowych, aby naprawdę osiągnąć zintegrowane zarządzanie i kontrolę. Zapewnia to inteligentne wsparcie w podejmowaniu decyzji dla oprogramowania sterującego i cenne dane dla oprogramowania zarządzającego.
Jeśli chodzi o integrację technologii, obejmuje to integrację różnych technologii, takich jak technologia interoperacyjności sprzętu, ogólna technologia wymiany danych, Ethernet i Ethernet przemysłowy. Ogólna technologia wymiany danych obejmuje technologię dynamicznej wymiany danych DDE, technologię dynamicznej wymiany sieci NetDDE, technologię wzajemnych połączeń otwartych baz danych ODBC, obiektowy model komponentu COM/DCOM i technologię OPC. Technologia Ethernet+TCP/IP umożliwia bezpośrednią transmisję i współdzielenie parametrów kontrolnych oraz stanu węzłów sieciowych w obszarze przemysłowym w ramach sieci informatycznej przedsiębiorstwa, unikając w ten sposób trudności w integracji sterowników PLC, DCS i FCS wynikających z istnienia wielu protokołów.
Różnice w pozycjonowaniu funkcjonalnym: Sterowniki PLC zostały zaprojektowane specjalnie do sterowania przemysłowego. Ich podstawowymi funkcjami są sterowanie logiczne (takie jak programowanie diagramów drabinkowych), reakcja w czasie rzeczywistym i zdolność przeciwzakłóceniowa. Nadają się do obsługi podstawowych zadań kontrolnych, takich jak przełączanie wielkości, timery i liczniki.
Niezawodność i zdolność dostosowania do środowiska
Sterowniki PLC wykorzystują konstrukcje klasy przemysłowej (takie jak praca bez wentylatora, szeroki zakres temperatur, odporność na kurz i wodę), umożliwiając stabilną pracę w trudnych warunkach z silnymi zakłóceniami elektromagnetycznymi i wibracjami, osiągając średni czas między awariami (MTBF) wynoszący ponad 20 000 godzin.
Koszt i konserwacja
Sterowniki PLC mają niższe koszty, są łatwe w utrzymaniu i mają krótką krzywą uczenia się w zakresie programowania w logice drabinkowej, dzięki czemu nadają się do małych i średnich projektów sterowania.
Komputery przemysłowe są droższe i wymagają profesjonalnej konserwacji, dzięki czemu nadają się do scenariuszy wymagających skomplikowanych obliczeń lub interakcji człowiek-maszyna.
Zastosowanie
PLC: Stosowany w zastosowaniach wymagających wysokiej wydajności i niezawodności w czasie rzeczywistym, takich jak sterowanie linią produkcyjną, blokowanie urządzeń i ochrona bezpieczeństwa.
Komputer przemysłowy: używany w zastosowaniach wymagających obliczeń o wysokiej wydajności, takich jak gromadzenie danych, kontrola wizualna i sterowanie rozproszone; często używany w połączeniu ze sterownikiem PLC.
Trendy technologiczne: Niektóre wysokiej klasy komputery przemysłowe (takie jak systemy automatyki oparte na komputerach PC) są wykorzystywane w złożonych zastosowaniach sterujących, takich jak produkcja samochodów i inteligentne fabryki, ale w celu poprawy niezawodności konieczna jest konstrukcja modułowa i konfiguracje nadmiarowe.
Wbudowany, bezwentylatorowy komputer przemysłowy B5300 wykorzystuje procesory Intel® Celeron/Atom/Core o niskim poborze mocy, zapewniając stabilną wydajność.
Działa 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu, utrzymując stabilną pracę nawet w niestabilnych środowiskach, spełniając potrzeby różnych urządzeń komercyjnych, zautomatyzowanych i nienadzorowanych. W niektórych sytuacjach może całkowicie zastąpić przemysłowe urządzenia sterujące oparte na sterownikach PLC.
Komputery przemysłowe i sterowniki PLC mają swoje unikalne zalety i zastosowania w automatyce przemysłowej. W przyszłości mogą wykazywać tendencję do konwergencji, jednak możliwość całkowitego zastąpienia jednego drugiego jest niewielka.
Rozwój komputerów przemysłowych
Od czasu ich wprowadzenia do wojskowej automatyki przemysłowej na początku lat 90-tych, przemysłowe komputery PC stale penetrują różne dziedziny i zyskują szerokie zastosowanie. Wynika to z otwartości komputerów osobistych, ich obfitości w sprzęt, oprogramowanie i zasoby ludzkie, wsparcia ze strony szerokiego grona personelu inżynieryjnego i technicznego oraz ich znajomości przez szerokie grono odbiorców. Szybkość stosowania przemysłowych systemów sterowania opartych na komputerach PC (w tym komputerach wbudowanych) szybko wzrosła. Główni producenci programowalnych sterowników logicznych (PLC) i integratorzy przemysłowych systemów sterowania również przyjęli podejście oparte na technologii komputerów przemysłowych, czyniąc technologię sterowania przemysłowego opartą na komputerach osobistych jedną z głównych technologii na początku tego stulecia.
Niski koszt komputerów przemysłowych to kolejny ważny czynnik wpływający na ich potencjał jako głównego nurtu automatyzacji sterowania przemysłowego. W tradycyjnych systemach automatyki podstawowa automatyka jest w dużej mierze zmonopolizowana przez sterowniki PLC i systemy DCS, podczas gdy automatyzacja procesów i zarządzania składa się głównie z różnych wysokiej klasy komputerów procesowych lub minikomputerów. Wysoki koszt sprzętu, oprogramowania systemowego i aplikacji odstrasza wiele firm. Na wczesnych i środkowych etapach rozwoju przedsiębiorstwa preferowaną opcją jest wybór taniej automatyki sterowania przemysłowego. Co więcej, ponieważ sterowniki przemysłowe oparte na komputerach PC okazały się równie niezawodne jak sterowniki PLC, są łatwo akceptowane przez operatorów i personel konserwacyjny, są łatwe w instalacji i obsłudze oraz oferują zaawansowane funkcje diagnostyczne, zapewniają integratorom systemów bardziej elastyczne opcje. Dlatego coraz więcej producentów zaczyna wdrażać rozwiązania w zakresie sterowania komputerami przemysłowymi w niektórych częściach swoich procesów produkcyjnych.
Można przewidzieć, że konkurencja między komputerami przemysłowymi a sterownikami PLC skupi się przede wszystkim na zastosowaniach najwyższej klasy, w których dane są złożone, a integracja sprzętu wysoka. Patrząc na trendy rozwojowe, przyszłość systemów sterowania będzie prawdopodobnie należeć do przemysłowych komputerów PC i sterowników PLC, a oznaki tej konwergencji już się pojawiają. Przez długi czas technologia magistrali polowej, programowalne sterowniki logiczne (PLC) i komputery przemysłowe będą się uzupełniać i promować, ale zalety przemysłowych komputerów PC staną się bardziej widoczne, a zakres ich zastosowań szybko rozszerzy się na wszystkie obszary sterowania przemysłowego.
Zintegrowane Systemy Zarządzania i Kontroli
Wraz z pogłębiającą się penetracją technologii internetowej w obszarze sterowania przemysłowego, integracja systemów sterowania i zarządzania stała się nieunikniona. Umożliwia to osiągnięcie od dawna pożądanych celów, takich jak zintegrowane zarządzanie i kontrola, informatyzacja przedsiębiorstw przemysłowych i automatyzacja oparta na sieci w branży automatyki przemysłowej. Zintegrowane zarządzanie i kontrola pozwala przedsiębiorstwom na wybór najlepszych rozwiązań rzeczywiście dostosowanych do nowej ery gospodarczej, poprawiając tym samym efektywność produkcji i zwiększając konkurencyjność rynku. Dlatego nowym kierunkiem rozwoju technologii sterowania przemysłowego jest realizacja otwartych, rozproszonych inteligentnych systemów poprzez technologie Ethernet i Web, dostarczając modułowe, rozproszone i nadające się do ponownego wykorzystania rozwiązania sterowania przemysłowego w oparciu o standardy Ethernet i protokołów TCP/IP. Najważniejszym aspektem jest rozwój sieciowego oprogramowania do sterowania i zarządzania przemysłem.
Budowa zintegrowanego systemu sterowania obejmuje integrację wielu systemów i technologii. Jeśli chodzi o integrację wielu systemów, pierwszym aspektem jest integracja wielu systemów w ramach sieci sterowania obiektowego, która obejmuje trzy modele integracji. Pierwszą z nich jest integracja systemów sterowania magistralą polową (FCS) i systemów kontroli danych (DCS), gdzie FCS implementuje podstawowe pętle pomiarowe i sterujące, a DCS pełni rolę wyższego poziomu zarządzania i koordynatora w celu wdrożenia złożonych zaawansowanych funkcji sterowania i optymalizacji. Drugim jest integracja systemów sterowania magistralą polową (FCS), DCS i sterowników PLC, gdzie w sytuacjach ze złożonymi blokadami logicznymi PLC i FCS wdrażają podstawowe pętle pomiarowe i sterujące, a DCS pełni rolę wyższego poziomu zarządzania i koordynatora w celu wdrożenia złożonych zaawansowanych funkcji sterowania i optymalizacji. Trzecim jest integracja wielu FCS, rozwiązując problemy konwersji pomiędzy różnymi protokołami komunikacyjnymi. Wiąże się to ze skupieniem się na interoperacyjności różnych urządzeń magistrali polowej oraz opracowaniem ujednoliconej konfiguracji, monitorowania i oprogramowania w celu osiągnięcia bezproblemowej integracji bez poświęcania lub wpływania na funkcjonalność i wydajność każdego niezależnego systemu. Po drugie, istnieje integracja sieci zarządzania i kontroli. W przyszłym zarządzaniu przedsiębiorstwem duża ilość danych będzie pochodzić z sieci sterującej. Tworzenie systemów oprogramowania aplikacyjnego dla przedsiębiorstw, w tym baz danych czasu rzeczywistego, historycznych baz danych, publikowanie danych, eksploracja danych, obliczenia modeli, symulacja procesów, projektowanie receptur, optymalizacja operacyjna, monitorowanie parametrów, analiza odchyleń i diagnostyka usterek, wymaga ustanowienia różnych baz danych w środowisku sieciowym aplikacji internetowych, aby naprawdę osiągnąć zintegrowane zarządzanie i kontrolę. Zapewnia to inteligentne wsparcie w podejmowaniu decyzji dla oprogramowania sterującego i cenne dane dla oprogramowania zarządzającego.
Jeśli chodzi o integrację technologii, obejmuje to integrację różnych technologii, takich jak technologia interoperacyjności sprzętu, ogólna technologia wymiany danych, Ethernet i Ethernet przemysłowy. Ogólna technologia wymiany danych obejmuje technologię dynamicznej wymiany danych DDE, technologię dynamicznej wymiany sieci NetDDE, technologię wzajemnych połączeń otwartych baz danych ODBC, obiektowy model komponentu COM/DCOM i technologię OPC. Technologia Ethernet+TCP/IP umożliwia bezpośrednią transmisję i współdzielenie parametrów kontrolnych oraz stanu węzłów sieciowych w obszarze przemysłowym w ramach sieci informatycznej przedsiębiorstwa, unikając w ten sposób trudności w integracji sterowników PLC, DCS i FCS wynikających z istnienia wielu protokołów.
Zalecane
