Внутри машин:ПК и ПЛК — сравнение вариантов управления

T В 1970-х появились ПЛК или программируемые логические контроллеры. , который навсегда изменит способ достижения автоматизации в промышленных условиях. Известен своей прочностью Благодаря дизайну и масштабируемой реализации ПЛК был адаптирован всеми основными производителями и по сей день является нормой для промышленной автоматизации. Allen-Bradley, Omron, Siemens, AEG и др. стали лидерами в ПЛК производство, и вскоре контроллеры получили вычислительные возможности компьютера, выдерживая суровые промышленные условия.

Только в 1990-х годах возобновился интерес к персональным компьютерам. Основной причиной было увеличение скорости процессора, уменьшение размера и тенденция к снижению стоимости. Промышленность также начала внедрять ПК на своих предприятиях из-за уровня контроля, который они обеспечивали над другими машинами, включая ПЛК.

Однако сегодня и ПЛК, и ПК имеют схожие функции, из-за чего инженерам по системам управления довольно сложно решить, какой продукт использовать. Давайте рассмотрим основные функции обоих этих продуктов.

ПЛК были разработаны как более обтекаемая, укороченная, очень гибкая и прочная альтернатива релейным панелям и распределительным коробкам. Как правило, перед ним ставились конкретные задачи, которые были заранее запрограммированы, а затем выполнены. Однако еще одним фактором, который должны были обеспечить ПЛК, была настройка, поэтому для всех действий по программированию были выбраны уникальный язык и структура. Известна как «лестничная логика». , это позволяло быстро настраивать код в зависимости от ситуации. Вдобавок ко всему этому, ПЛК также подвергались воздействию электромагнитных излучений, вибраций и загрязнений. С течением времени ПЛК также должны были идти в ногу с развитием технологий. Вскоре подключение к сети Ethernet, управление процессом PID встроенная безопасность стала частью ПЛК, пополнив их длинный список функций.

Со временем в ПК появились функции, которые поставили их на один уровень с ПЛК с точки зрения функциональности. Кроме того, они сохранили свою надежность, а также возможность настройки благодаря наличию слотов для карт и портов. Вычислительная мощность ПК часто была выше, чем у ПЛК, поскольку они содержали ядро ​​​​реального времени, что позволяло ему выполнять критичные ко времени задачи и реализовывать алгоритмы управления.

Конечная цель — надежный, эффективный и надежный контроль над промышленными активами. , и поэтому все учетные данные ПЛК и ПК должны быть сопоставлены друг с другом, чтобы получить лучшее понимание и логический вывод.

Операция

В стандартные ПЛК встроена операционная система реального времени, использующая специальный процессор для обеспечения высокой степени надежности во время операций управления. ОС ПЛК разработана специально для выполнения задач, связанных с управлением, поэтому нет необходимости в таких утилитах, как антивирусы или программы для очистки реестра. По сути, это увеличивает пропускную способность системы, обеспечивая использование большего количества циклов обработки для мониторинга важнейших параметров.

ПК также разработаны с ядром реального времени и связанной с ним операционной системой, что ставит их в один ряд с ПЛК с точки зрения вычислительных возможностей. Надежность ПК была под вопросом, поскольку предыдущие случаи сбоев системы были довольно частыми. Однако это ограничение вскоре было устранено с помощью более простых ОС, специально созданных для использования в промышленности.

Таким образом, ПЛК и ПК в настоящее время находятся на одном уровне с точки зрения работы.

Аппаратная интеграция

Промышленные требования сегодняшнего дня уже не похожи на требования 20-летней давности. И ПЛК, и ПК необходимы для управления множеством устройств для связи, мониторинга и управления, и поэтому они должны иметь достаточные возможности расширения. К хорошо известным промышленным протоколам связи относятся Profbus, CANbus, Modbus, EtherCAT, EtherNET/IP и т. д.

Несмотря на то, что и ПЛК, и ПК предлагают эти опции полевой шины, в ПЛК по умолчанию встроены все эти возможности. Напротив, для ПК может потребоваться карта расширения для поддержки определенного протокола. Но большее количество слотов расширения в ПК означает, что возможна более широкая настройка и для работы может использоваться широкий спектр интерфейсов.

Это ставит ПК впереди ПЛК, когда речь идет об обработке таких задач, как расширенная визуализация с высоким разрешением или других, требующих множественных непредвиденных требований к обработке. Кроме того, если задачи, требующие памяти, должны выполняться с помощью ПЛК, то потребуется установить дополнительный промышленный ПЛК, чтобы не отставать от динамических параметров и соединений.

Безопасность

Кибершпионаж всегда был на подъеме из-за расширения возможностей подключения между устройствами. Промышленная безопасность имеет первостепенное значение для обеспечения непрерывной работы и максимальной производительности. Существует два основных аспекта безопасности, которые должны учитываться ПЛК/ПК:

• Блокировка несанкционированного доступа от внешних атак
• Ограничение доступа пользователей в соответствии с их правами/назначениями

Традиционно считалось, что ПЛК невосприимчивы к атакам вредоносных программ, и в какой-то степени это верно. ПЛК имеют специальную ОС и ограниченную функциональность, что делает их менее уязвимыми для атак по сравнению с ПК. Однако недавние эпизоды, такие как Stuxnet, вредоносное ПО, нацеленное на ПЛК Siemens, подорвали репутацию ПЛК как невосприимчивых к вирусам. Тем не менее, зарегистрированные случаи таких атак крайне ограничены. Для сравнения, ПК чрезвычайно уязвимы для атак вредоносных программ и требуют первоклассной антивирусной защиты и мониторинга.

Программирование

Среда программирования и язык имеют решающее значение для достижения оптимальной эффективности, будь то ПЛК или ПК. Одним из основных различий между ПЛК и ПК является способ разработки и выполнения программ. ПЛК обычно следует за выполнением программы на основе сканирования, тогда как программное обеспечение ПК обычно управляется событиями. Различные стили выполнения, в свою очередь, приводят к разным философиям программирования.

ПЛК программируются с использованием языков, указанных в стандарте IEC 61131-3. , т. е. релейная логика или собственный язык поставщиков. Для сравнения, программы для ПК используют такие языки, как C/C++/.NET. Ни один язык нельзя назвать лучше другого, поскольку это зависит исключительно от опыта программиста. Но из-за растущей тенденции к решениям и курсам для ПК программист с большей вероятностью найдет C/C++/.NET более гибким по сравнению с релейной логикой.

Обсуждение стоимости

Это может быть последняя тема для обсуждения, но одна из самых важных. Современные проблемы автоматизации и управления многогранны и могут решаться более чем одним способом. Оба решения на базе ПК или ПЛК подходят для некоторых приложений, однако основным ограничением, которое оказывается пагубным, является стоимость, связанная с этими решениями.

• Эффективность и стоимость

Первоначальная стоимость решения на базе ПК может быть выше, чем решение с ПЛК, но всякий раз, когда необходимо выполнять сложные вычисления и сложные сетевые нагрузки, программа на базе ПК обходится дороже. -эффективный. Для сравнения, ПЛК изначально могут быть дешевыми, но по мере увеличения вычислительной мощности их стоимость следует экспоненциальной тенденции.

• Расширяемость и стоимость

ПК стоят дороже, чем ПЛК, если не требуется добавлять внешние периферийные устройства, поскольку ПЛК обычно поддерживают стандартное промышленное оборудование. Однако, когда для решения требуется множество внешних элементов управления, решение на базе ПК подходит гораздо лучше, чем решение на основе ПЛК.

• Надежность и стоимость

ПЛК не требуют дополнительного оборудования для защиты, чтобы повысить их надежность и экранирование. Для сравнения, ПК может потребовать значительных инвестиций в защиту от неблагоприятных воздействий окружающей среды, чтобы можно было гарантировать максимальное время безотказной работы.

Хотите узнать больше? Свяжитесь со специалистом или посетите наш веб-сайт:PanelShop.com .

Лестничная логика 102:плюсы и минусы Расчет тепловыделения частотно-регулируемого привода