Kakšna je razlika med PLC in Industria PC
2025-05-16
Avtomatizacija, ki jo vodi val industrije 4.0, se je razvila iz možnosti za izboljšanje učinkovitosti na nujnost preživetja podjetij. Globalna proizvodna industrija uvaja napredne nadzorne sisteme za izboljšanje natančnosti proizvodnje, zmanjšanje izpadov in optimizacijo stroškov. Programirani logični krmilniki (PLC) in industrijski osebni računalniki (IPC) sta dve osnovni tehnologiji, ki v tem postopku temeljijo na avtomatizaciji. Čeprav oba služita scenarijem industrijskega nadzora, obstajajo pomembne razlike v njihovi tehnični arhitekturi, funkcionalnih značilnostih in obsegu uporabe.
PLC (programirani logični krmilnik) je poseben računalnik, zasnovan za industrijska okolja, njegova temeljna funkcija pa je uresničitev avtomatiziranega nadzora mehanske opreme z logičnimi operacijami v realnem času. Strojna oprema je modularna in je sestavljena iz centralne procesne enote (CPU), vhodnih / izhodnih (i / o) modulov, modulov za napajanje in pomnilniških enot. Za razliko od računalnikov s splošnimi namestnimi računalniki je operacijski sistem PLC operacijski sistem v realnem času (RTO), ki zagotavlja natančnost izvajanja mikrosekundnih ukazov in mu omogoča, da se v realnem času odzove na senzorske signale (npr. Temperatura, tlak) in krmilni aktuatorji (npr. Motorji, ventili).
Miniaturni PLC: Kompaktna velikost (kot je velikost dlanine roke), integrirana z osnovnimi vmesniki I / o, primerna za nadzor posamezne naprave, kot je logični nadzor malih embalažnih strojev.
Modularni PLC: podpira prožno širitev modulov I / o (npr. Digitalni, analogni, komunikacijski moduli), primerni za zapletene proizvodne linije, npr. Skupni nadzor robotskih orožij v avtomobilskih montažnih delavnicah.
RACKMOunt PLC: Z močno procesno močjo in širitveno zmogljivostjo se običajno uporablja v velikih industrijskih sistemih, kot so centralizirani kontrolni sistemi (DCS) na petrokemičnem polju.
Visoka zanesljivost: oblikovanje brez oboževalcev, delovanje široke temperature (-40 ℃ ~ 70 ℃) in struktura, odporna proti vibracijam, omogočajo stabilno delovanje v težkih okoljih, kot sta prah in olje.
Visok v realnem času: Na podlagi mehanizma za skeniranje cikla zagotavlja determinirano izvajanje navodil za nadzor, ki je primerna za časovno občutljive scenarije (npr. Proizvodna linija za polnjenje visoke hitrosti).
Nizka prag programiranja: podpira grafične programske jezike, kot je logika lestvice, kar omogoča, da inženirji polja olajšajo hitro začetek.
Omejena procesna moč: samo podpira preproste logične operacije, težko je opravljati zapletene naloge, kot so strojno učenje in analiza velikih podatkov.
Enofunkcije: Osredotočeno na industrijski nadzor, integracija z IT sistemi (npr. ERP, MES) zahteva dodatne naprave za prehod.
Visoki stroški zapletenih sistemov: Ko je potrebno veliko število modulov I / o ali komunikacijske protokole, se stroški strojne opreme eksponentno povečajo.
AnIndustrijski računalnikje izboljšan računalnik, ki temelji na arhitekturi PC s splošnim namenom, zasnovan za industrijske scenarije, delovanje sistema Windows, Linux in druge večje operacijske sisteme. Z razvojem polprevodniške tehnologije IPC ne more samo izpolniti kontrolnih nalog tradicionalnega PLC, ampak tudi več delovnih obremenitev, kot so HMI, robni računanje, odkrivanje vida AI itd., Z vključitvijo GPU (grafični procesor), TPU (tenzorski procesor) in NVME SSD (visoka hitrostna državna diska). Njegova temeljna vrednost je zmanjšati količino strojne opreme v tovarni s pomočjo „integracije funkcije“, na primer, en IPC lahko hkrati uresničuje nadzor opreme, zajemanje podatkov in komunikacijo v oblaku.
Oblikovanje okolja proti Harsh: sprejemanje hladilnega in popolnega kovinskega telesa, podpira IP65 proti prahu in vodoodporni oceni, nekateri modeli pa lahko delujejo v -25 ℃ ~ 60 ℃ širokega temperaturnega okolja.
Prilagodljiva zmogljivost razširitve: zagotavlja režo za PCIe, vmesnik M.2 in podpira širitev brezžičnih modulov (na primer 5G, Wi-Fi 6), pospeševalno kartico GPU ali kartico za nadzor gibanja, da zadovolji potrebe strojnega vida, krmiljenja robota in tako naprej.
Raznovršene metode namestitve: Podporna namestitev tirnice DIN (primerna za nadzorne omare), VESA steno (primerno za obratovalne konzole) ali pritrditev stojala (scenariji podatkovnega centra).
Zmogljiva zmogljivost obdelave: opremljen z Intel Core / i7 ali AMD Redkovim zmajem, lahko zažene Python, C ++ in druge jezike na visoki ravni ter podpira uvajanje modelov globokega učenja (kot je odkrivanje ciljev Yolo).
Zmogljivost konvergence / OT: Nativna podpora za industrijske protokole, kot so OPC UA, MQTT itd.
Priročno daljinsko upravljanje: Nadaljnje spremljanje in nadgradnjo vdelane programske opreme je mogoče izvesti z orodji, kot sta TeamViewer in VNC, kar zmanjšuje stroške vzdrževanja.
Visoka začetna naložba: Stroški višjega cenovnega IPC lahko dosežejo več deset tisoč dolarjev, kar je veliko več kot majhne sisteme PLC.
Visoke varnostne zahteve: požarni zidovi, sistemi za odkrivanje vdorov (ID) in industrijsko programsko programsko opremo je treba uporabiti za reševanje groženj z odkupno programsko opremo (npr. NotPetya).
Okoljska prilagoditev je odvisna od konfiguracije: Nekateri nerezani IPC potrebujejo dodatno zaščito v ekstremnih vibracijah ali visokih prašnih okoljih.
PLC: Odvisno od operacijskega sistema v realnem času (RTO), sprejme ciklični mehanizem skeniranja, da se zagotovi časovna gotovost vsakega cikla pouka, ki je primerna za milisekundne naloge natančnega nadzora (npr. Čas zapiranja plesni vbrizgavalni stroj).
IPC: Zgovarjanje operacijskega sistema s splošnim namenom mora uresničiti trde funkcije v realnem času prek modulov za razširitev v realnem času (na primer jedro RTX v realnem času) in je primernejše za scenarije z nekoliko nižjimi zahtevami v realnem času, vendar zahteva več nalog (kot je inteligentno načrtovanje skladišč).
PLC: Logika lestvice (logika lestve), diagram funkcijskega bloka (FBD) je glavni, večina razvojnih orodij za proizvajalce prilagojene programske opreme (kot je Siemens TIA portal), ekologija je zaprta, vendar je stabilnost močna.
IPC: Podpira C / C ++, Python, .NET in druge jezike splošne namene ter lahko ponovno uporabi knjižnice odprtokodnih kodij (na primer knjižnica OpenCV Vision) in industrijsko programsko opremo (kot je Matlab Industrial), z visoko učinkovitostjo razvoja in močno širitev funkcionalnosti.
Majhni sistemi: PLC ponujajo velike stroške prednosti. Na primer, za majhen projekt, ki nadzoruje 10 digitalnih vhodov / izhodi, je lahko rešitev PLC tako nizka kot 1 / 3 stroške IPC.
Kompleksni sistemi: IPC imajo vrhunske skupne stroške lastništva (TCO). Ko je treba integrirati pregled vida, shranjevanje podatkov in komunikacijo v oblaku, IPC zmanjšuje kombinirane stroške nakupa strojne opreme, kablov in vzdrževanja.
PLC: Tradicionalne arhitekture so manj izpostavljene kibernetskim napadom, a ker industrijski internet stvari (IIOT) postanejo bolj razširjeni, morajo PLC-ji, ki podpirajo Ethernet, namestiti dodatne požarne zidove.
Tipičen primer: Virus Stuxnet (2010) je z ranljivostjo PLC napadel iranske jedrske objekte in poudaril tveganja za kibernetsko varnost.
IPC: Zanašanje na sistem za zaščito programske opreme, sistemske popravke in baze podatkov virusov je treba redno posodabljati. Vendar imajo IPC industrijske stopnje običajno vgrajene čipe TPM 2.0, podpirajo šifriranje podatkov na ravni strojne opreme in ustrezajo standardom informacij o informacijskih varnosti ISO / IEC 27001.
Kontrolna kompleksnost
Preprost logični nadzor: Če projekt vključuje samo preprosto logiko "Senzor sprožilca - odziv aktuatorja" (npr. Samodejno odpiranje in zapiranje vrat), PLC zadostuje za izpolnjevanje zahtev in razvojni cikel je kratek.
Kompleksne algoritmične aplikacije: Za funkcije, kot so vidno vodena montaža, napoved zdravja opreme itd., Izberite IPC za podporo uvajanju modela strojnega učenja.
Okoljska ostrina
Ekstremna fizikalna okolja: visoka temperatura (npr. Jeklena delavnica), scenariji z visokimi vibracijami (npr. Rudarski stroji) prednostni PLC, katerih strokovno trajnost je bila preverjena z dolgotrajno industrijsko validacijo.
Blaga industrijska okolja: V scenarijih, kot so prodajalne elektronike in čiste tovarne hrane, IPC -jeve brezsrčne in zaščitne ocene že ustrezajo potrebam.
Razširljivost sistema
Fiksne funkcionalne zahteve: Na primer, modularna razširitev PLC je za tradicionalno spreminjanje proizvodnih linij bolj stroškovno učinkovita (nadgrajen je samo kontrolni del).
Prihodnje načrtovanje nadgradnje: Če nameravate preoblikovati v pametno tovarno (npr. Dostop do platforme IoT), se lahko IPC -jeva konvergenčna sposobnost IT / OT izogne večkratnim naložbam.
PLC in industrijski računalniki predstavljajo "preteklost" in "prihodnost" industrijske avtomatizacije: prvi je temelj zrelega in zanesljivega nadzora, medtem ko je slednji glavni motor, ki vodi inteligenco. Podjetja morajo pri izbiri modelov skočiti iz razmišljanja "bodisi / ali" in sprejemati izčrpne odločitve iz naslednjih dimenzij:
Kratkoročni projekt: dajte prednost stroškom in stabilnosti PLC, ki veljajo za omejen proračun, jasno funkcijo prizora.
Srednje do dolgoročno načrtovanje: Vlagajte v IPC, da prilagodite potrebe po digitalni preobrazbi, zlasti projekti, ki vključujejo velike podatke, AI in integracijo v oblaku.
Kompleksni sistemi: sprejmite hibridno arhitekturo "PLC+IPC", da dosežete sinergistično optimizacijo med kontrolnimi in obveščevalnimi plastmi.
Kot profesionalni proizvajalec na področju industrijskih računalnikov,IpctechPonuja celotno paleto robustnih industrijskih računalnikov, ki podpirajo različne oblike faktorjev od 15-palčnih dotičnih plošč do strežnikov, nameščenih na stojalu, in prilagajanje scenarijem, kot so integracija PLC, strojno vid, računalništvo robov ipd. Za prilagojene rešitve za avtomatizacijo nas kontaktirajte za brezplačno tehnično posvetovanje, da boste vaši tovarni pomagali premikati k učinkoviti in inteligentni prihodnosti.
Kaj je PLC?
PLC (programirani logični krmilnik) je poseben računalnik, zasnovan za industrijska okolja, njegova temeljna funkcija pa je uresničitev avtomatiziranega nadzora mehanske opreme z logičnimi operacijami v realnem času. Strojna oprema je modularna in je sestavljena iz centralne procesne enote (CPU), vhodnih / izhodnih (i / o) modulov, modulov za napajanje in pomnilniških enot. Za razliko od računalnikov s splošnimi namestnimi računalniki je operacijski sistem PLC operacijski sistem v realnem času (RTO), ki zagotavlja natančnost izvajanja mikrosekundnih ukazov in mu omogoča, da se v realnem času odzove na senzorske signale (npr. Temperatura, tlak) in krmilni aktuatorji (npr. Motorji, ventili).
Vrste strojne opreme in tipične aplikacije
Miniaturni PLC: Kompaktna velikost (kot je velikost dlanine roke), integrirana z osnovnimi vmesniki I / o, primerna za nadzor posamezne naprave, kot je logični nadzor malih embalažnih strojev.
Modularni PLC: podpira prožno širitev modulov I / o (npr. Digitalni, analogni, komunikacijski moduli), primerni za zapletene proizvodne linije, npr. Skupni nadzor robotskih orožij v avtomobilskih montažnih delavnicah.
RACKMOunt PLC: Z močno procesno močjo in širitveno zmogljivostjo se običajno uporablja v velikih industrijskih sistemih, kot so centralizirani kontrolni sistemi (DCS) na petrokemičnem polju.
Prednosti PLC -jev
Visoka zanesljivost: oblikovanje brez oboževalcev, delovanje široke temperature (-40 ℃ ~ 70 ℃) in struktura, odporna proti vibracijam, omogočajo stabilno delovanje v težkih okoljih, kot sta prah in olje.
Visok v realnem času: Na podlagi mehanizma za skeniranje cikla zagotavlja determinirano izvajanje navodil za nadzor, ki je primerna za časovno občutljive scenarije (npr. Proizvodna linija za polnjenje visoke hitrosti).
Nizka prag programiranja: podpira grafične programske jezike, kot je logika lestvice, kar omogoča, da inženirji polja olajšajo hitro začetek.
Omejitve PLC -jev
Omejena procesna moč: samo podpira preproste logične operacije, težko je opravljati zapletene naloge, kot so strojno učenje in analiza velikih podatkov.
Enofunkcije: Osredotočeno na industrijski nadzor, integracija z IT sistemi (npr. ERP, MES) zahteva dodatne naprave za prehod.
Visoki stroški zapletenih sistemov: Ko je potrebno veliko število modulov I / o ali komunikacijske protokole, se stroški strojne opreme eksponentno povečajo.
Kaj jeIndustrijski računalnik?
AnIndustrijski računalnikje izboljšan računalnik, ki temelji na arhitekturi PC s splošnim namenom, zasnovan za industrijske scenarije, delovanje sistema Windows, Linux in druge večje operacijske sisteme. Z razvojem polprevodniške tehnologije IPC ne more samo izpolniti kontrolnih nalog tradicionalnega PLC, ampak tudi več delovnih obremenitev, kot so HMI, robni računanje, odkrivanje vida AI itd., Z vključitvijo GPU (grafični procesor), TPU (tenzorski procesor) in NVME SSD (visoka hitrostna državna diska). Njegova temeljna vrednost je zmanjšati količino strojne opreme v tovarni s pomočjo „integracije funkcije“, na primer, en IPC lahko hkrati uresničuje nadzor opreme, zajemanje podatkov in komunikacijo v oblaku.
Funkcije strojne opreme in načini uvajanja
Oblikovanje okolja proti Harsh: sprejemanje hladilnega in popolnega kovinskega telesa, podpira IP65 proti prahu in vodoodporni oceni, nekateri modeli pa lahko delujejo v -25 ℃ ~ 60 ℃ širokega temperaturnega okolja.
Prilagodljiva zmogljivost razširitve: zagotavlja režo za PCIe, vmesnik M.2 in podpira širitev brezžičnih modulov (na primer 5G, Wi-Fi 6), pospeševalno kartico GPU ali kartico za nadzor gibanja, da zadovolji potrebe strojnega vida, krmiljenja robota in tako naprej.
Raznovršene metode namestitve: Podporna namestitev tirnice DIN (primerna za nadzorne omare), VESA steno (primerno za obratovalne konzole) ali pritrditev stojala (scenariji podatkovnega centra).
PrednostiIndustrijski računalniki
Zmogljiva zmogljivost obdelave: opremljen z Intel Core / i7 ali AMD Redkovim zmajem, lahko zažene Python, C ++ in druge jezike na visoki ravni ter podpira uvajanje modelov globokega učenja (kot je odkrivanje ciljev Yolo).
Zmogljivost konvergence / OT: Nativna podpora za industrijske protokole, kot so OPC UA, MQTT itd.
Priročno daljinsko upravljanje: Nadaljnje spremljanje in nadgradnjo vdelane programske opreme je mogoče izvesti z orodji, kot sta TeamViewer in VNC, kar zmanjšuje stroške vzdrževanja.
Omejitve industrijskih računalnikov
Visoka začetna naložba: Stroški višjega cenovnega IPC lahko dosežejo več deset tisoč dolarjev, kar je veliko več kot majhne sisteme PLC.
Visoke varnostne zahteve: požarni zidovi, sistemi za odkrivanje vdorov (ID) in industrijsko programsko programsko opremo je treba uporabiti za reševanje groženj z odkupno programsko opremo (npr. NotPetya).
Okoljska prilagoditev je odvisna od konfiguracije: Nekateri nerezani IPC potrebujejo dodatno zaščito v ekstremnih vibracijah ali visokih prašnih okoljih.
Razlika med industrijskim računalnikom proti PLC?
Operacijski sistem in realni čas
PLC: Odvisno od operacijskega sistema v realnem času (RTO), sprejme ciklični mehanizem skeniranja, da se zagotovi časovna gotovost vsakega cikla pouka, ki je primerna za milisekundne naloge natančnega nadzora (npr. Čas zapiranja plesni vbrizgavalni stroj).
IPC: Zgovarjanje operacijskega sistema s splošnim namenom mora uresničiti trde funkcije v realnem času prek modulov za razširitev v realnem času (na primer jedro RTX v realnem času) in je primernejše za scenarije z nekoliko nižjimi zahtevami v realnem času, vendar zahteva več nalog (kot je inteligentno načrtovanje skladišč).
Ekologija programskega jezika in razvoja
PLC: Logika lestvice (logika lestve), diagram funkcijskega bloka (FBD) je glavni, večina razvojnih orodij za proizvajalce prilagojene programske opreme (kot je Siemens TIA portal), ekologija je zaprta, vendar je stabilnost močna.
IPC: Podpira C / C ++, Python, .NET in druge jezike splošne namene ter lahko ponovno uporabi knjižnice odprtokodnih kodij (na primer knjižnica OpenCV Vision) in industrijsko programsko opremo (kot je Matlab Industrial), z visoko učinkovitostjo razvoja in močno širitev funkcionalnosti.
Modeliranje stroškov
Majhni sistemi: PLC ponujajo velike stroške prednosti. Na primer, za majhen projekt, ki nadzoruje 10 digitalnih vhodov / izhodi, je lahko rešitev PLC tako nizka kot 1 / 3 stroške IPC.
Kompleksni sistemi: IPC imajo vrhunske skupne stroške lastništva (TCO). Ko je treba integrirati pregled vida, shranjevanje podatkov in komunikacijo v oblaku, IPC zmanjšuje kombinirane stroške nakupa strojne opreme, kablov in vzdrževanja.
Varnost in zanesljivost
PLC: Tradicionalne arhitekture so manj izpostavljene kibernetskim napadom, a ker industrijski internet stvari (IIOT) postanejo bolj razširjeni, morajo PLC-ji, ki podpirajo Ethernet, namestiti dodatne požarne zidove.
Tipičen primer: Virus Stuxnet (2010) je z ranljivostjo PLC napadel iranske jedrske objekte in poudaril tveganja za kibernetsko varnost.
IPC: Zanašanje na sistem za zaščito programske opreme, sistemske popravke in baze podatkov virusov je treba redno posodabljati. Vendar imajo IPC industrijske stopnje običajno vgrajene čipe TPM 2.0, podpirajo šifriranje podatkov na ravni strojne opreme in ustrezajo standardom informacij o informacijskih varnosti ISO / IEC 27001.
Strojna arhitektura in razširljivost
|
Scenarij Matrix
| Vrsta aplikacije | PLC Scenarij prioritete | Ipc Scenarij prioritete |
| Nadzor opreme | En sam strojni stroj, tekoči zagon / Stop | Gibanje Načrtovanje robotov za sodelovanje, navigacija AGV |
| Spremljanje procesov | Raven zaprte zanke / Nadzor temperature v kemičnih rastlinah | Analiza v realnem času polprevodniških podatkov o okolju |
| Upravljanje podatkov | Preprosto štetje proizvodnje | Integracija sistema MES, zgodovinsko shranjevanje podatkov in sledljivost |
| OBLIKOVANJE RAČUNANJE | Ni primerno | AI odkrivanje napak, napovedno vzdrževanje (npr. Opozorilo o odpovedi motorja) |
Vodnik za izbiro industrijske avtomatizacije
Trije elementi analize zahtev
Kontrolna kompleksnost
Preprost logični nadzor: Če projekt vključuje samo preprosto logiko "Senzor sprožilca - odziv aktuatorja" (npr. Samodejno odpiranje in zapiranje vrat), PLC zadostuje za izpolnjevanje zahtev in razvojni cikel je kratek.
Kompleksne algoritmične aplikacije: Za funkcije, kot so vidno vodena montaža, napoved zdravja opreme itd., Izberite IPC za podporo uvajanju modela strojnega učenja.
Okoljska ostrina
Ekstremna fizikalna okolja: visoka temperatura (npr. Jeklena delavnica), scenariji z visokimi vibracijami (npr. Rudarski stroji) prednostni PLC, katerih strokovno trajnost je bila preverjena z dolgotrajno industrijsko validacijo.
Blaga industrijska okolja: V scenarijih, kot so prodajalne elektronike in čiste tovarne hrane, IPC -jeve brezsrčne in zaščitne ocene že ustrezajo potrebam.
Razširljivost sistema
Fiksne funkcionalne zahteve: Na primer, modularna razširitev PLC je za tradicionalno spreminjanje proizvodnih linij bolj stroškovno učinkovita (nadgrajen je samo kontrolni del).
Prihodnje načrtovanje nadgradnje: Če nameravate preoblikovati v pametno tovarno (npr. Dostop do platforme IoT), se lahko IPC -jeva konvergenčna sposobnost IT / OT izogne večkratnim naložbam.
Zaključek
PLC in industrijski računalniki predstavljajo "preteklost" in "prihodnost" industrijske avtomatizacije: prvi je temelj zrelega in zanesljivega nadzora, medtem ko je slednji glavni motor, ki vodi inteligenco. Podjetja morajo pri izbiri modelov skočiti iz razmišljanja "bodisi / ali" in sprejemati izčrpne odločitve iz naslednjih dimenzij:
Kratkoročni projekt: dajte prednost stroškom in stabilnosti PLC, ki veljajo za omejen proračun, jasno funkcijo prizora.
Srednje do dolgoročno načrtovanje: Vlagajte v IPC, da prilagodite potrebe po digitalni preobrazbi, zlasti projekti, ki vključujejo velike podatke, AI in integracijo v oblaku.
Kompleksni sistemi: sprejmite hibridno arhitekturo "PLC+IPC", da dosežete sinergistično optimizacijo med kontrolnimi in obveščevalnimi plastmi.
Zakaj izbratiIpctech?
Kot profesionalni proizvajalec na področju industrijskih računalnikov,IpctechPonuja celotno paleto robustnih industrijskih računalnikov, ki podpirajo različne oblike faktorjev od 15-palčnih dotičnih plošč do strežnikov, nameščenih na stojalu, in prilagajanje scenarijem, kot so integracija PLC, strojno vid, računalništvo robov ipd. Za prilagojene rešitve za avtomatizacijo nas kontaktirajte za brezplačno tehnično posvetovanje, da boste vaši tovarni pomagali premikati k učinkoviti in inteligentni prihodnosti.
Priporočljivo
