Automation is one of the critical factors to increase factory throughput and reduce costs for the manufacturing industry. Technological advancements such as relays, PLCs, and industrial PCs (IPCs) are pushing forward industrial automation that changed how machines and human labor interact. Therefore, this blog will talk about the two-control system hardware that is widely used in industrial automation, PLCs and industrial PCs. We will also discuss which type of two-control system may be the most appropriate based on your application's needs.
Automatyzacja to jeden z kluczowych czynników zwiększających przepustowość fabryki i obniżających koszty w branży produkcyjnej. Postęp technologiczny taki jak przekaźniki, sterowniki PLC i komputery przemysłowe (IPC), popycha do przodu automatyzację przemysłową, która zmieniła sposób interakcji maszyn i pracy ludzkiej. Dlatego na tym blogu będziemy omawiać sprzęt z dwoma systemami sterowania, który jest szeroko stosowany w automatyce przemysłowej: sterownikach PLC i komputerach przemysłowych. Omówimy również, który typ systemu z dwoma sterownikami może być najbardziej odpowiedni w zależności od potrzeb Twojej aplikacji.
Na początek omówmy szerokie zastosowanie programowalnych sterowników logicznych (PLC) w procesach automatyzacji w zakładach produkcyjnych. W latach 70-tych sterowniki PLC zmieniły zasady funkcjonowania w systemach automatyki. Sterowniki PLC zostały zaprojektowane w celu zastąpienia paneli przekaźników i skrzynek rozdzielczych. Z biegiem czasu sterowniki PLC były unowocześniane, oferując bardziej wytrzymałą konstrukcję, skalowalne funkcje i programowalne systemy. Ponadto język programowania sterowników PLC, znany jako logika drabinkowa, umożliwia duże możliwości dostosowania sterowników PLC do automatyzacji maszyn. Ta solidność i wszechstronność sprawiła, żesterowniki PLC stały się popularnym wyborem w miejsce starszych przekaźników i skrzynek rozdzielczych.
Rozwój komputerów osobistych (PC) wzrasta wraz z wykładniczym rozwojem chipów półprzewodnikowych. Ponieważ chipy komputerowe stają się coraz mocniejsze, mniejsze i tańsze, komputery przemysłowe cieszą się coraz większym zainteresowaniem w branży automatyki. Komputery przemysłowe mogą zapewniać kontrolę nadzorczą oferowaną przez sterowniki PLC, ale z większymi obciążeniami, takimi jak interfejsy HMI, bramy, aplikacje AI i inne. Komputery przemysłowe są w stanie przeprowadzić konsolidację tych obciążeń dzięki akceleratorom wydajności, takim jak procesory graficzne, TPU, VPU, dyski SSD NVMe i inne. Możliwość konsolidacji obciążeń zmniejsza ilość zajmowanego miejsca na sprzęcie w hali produkcyjnej. Mając to na uwadze, poniżej omówimy podobieństwa i różnice między komputerami przemysłowymi a sterownikami PLC.
Zwykłe komputery PC i komputery przemysłowe mają dość podobne podstawowe komponenty, takie jak procesory, pamięci RAM, dyski SSD i procesory graficzne. Jednakże komputery przemysłowe są zbudowane i zaprojektowane tak, aby wytrzymywały ekstremalne warunki środowiskowe, od ekstremalnych temperatur po narażenie na wstrząsy i wibracje. Zwykły komputer PC szybko ulegnie awarii w trudnych warunkach. Niektóre projekty i materiały konstrukcyjne, które zapewniają niewiarygodną wytrzymałość komputerów przemysłowych, to konstrukcje bez wentylatorów, jednoczęściowe obudowy z materiałów klasy przemysłowej. Co więcej, komputery przemysłowe są wszechstronne. Obsługują nie tylko najnowsze technologie, ale także starsze technologie powszechnie spotykane w automatyce fabrycznej, takie jak porty szeregowe, złącza COM, M12, DIO, GPIO i wiele innych, co doprowadziło do szybkiego wzrostu liczby komputerów przemysłowych w automatyzacji produkcji.
Dowiedz się więcej o różnicy między komputerem przemysłowym a zwykłym komputerem
Sterownik PLC jest wyposażony w system operacyjny czasu rzeczywistego, który stale monitoruje dane wejściowe z podłączonych urządzeń, a następnie wykonuje polecenia decyzyjne zgodnie ze swoim programem. Ponadto system operacyjny (OS) sterownika PLC został zaprojektowany specjalnie do wykonywania zadań związanych ze sterowaniem. Dlatego sterowniki PLC zazwyczaj nie wymagają programów antywirusowych ani narzędzi do czyszczenia rejestru, co zwiększa przepustowość przetwarzania podczas pracy.
Komputery przemysłowe mogą wykonywać te same zadania, co sterowniki PLC, ale z systemem operacyjnym, który umożliwia uruchamianie różnych aplikacji i programów, które nie są dostępne dla sterowników PLC. Dzięki tym możliwościom IPC są czymś więcej niż tylko celami kontrolnymi. Komputery przemysłowe mogą konsolidować obciążenia, co zmniejsza ilość zajmowanego sprzętu. Jednakże systemy operacyjne IPC, takie jak Windows i Linux, są podatne na cyberataki, ale obecne oprogramowanie antywirusowe i zapory ogniowe są wystarczająco zaawansowane, aby ograniczyć to ryzyko.
Następną różnicą między komputerem przemysłowym a sterownikiem PLC jest sposób opracowywania i wykonywania programów. Sterowniki PLC zazwyczaj realizują wykonywanie programów w oparciu o skanowanie, podczas gdy przemysłowe komputery PC są zazwyczaj oprogramowaniem sterowanym zdarzeniami. Na przykład logika oprogramowania PLC jest określona w normie IEC 61131-2, podobnie jak logika drabinkowa lub inne zastrzeżone języki dostawców. Natomiast komputery przemysłowe działają na dobrze znanym systemie operacyjnym Windows lub Linux, korzystając z języków programowania takich jak C/C++/.NET. Dlatego komputery przemysłowe są znacznie łatwiejsze w programowaniu ze względu na ich popularność wśród programistów. Mogą także umożliwić systemowi komunikację z większą liczbą maszyn i urządzeń dzięki uniwersalnemu językowi programowania, takiemu jak C++ w porównaniu z logiką drabinkową, której nauka wymaga specjalnego przeszkolenia.
Bezpieczeństwo jest jednym z ważnych czynników automatyzacji produkcji, w przypadku którego niektóre firmy mogą stracić miliony dolarów, jeśli nie zostaną potraktowane poważnie. System przemysłowy powinien uwzględniać dwie podstawowe kwestie związane z bezpieczeństwem. Po pierwsze, blokowanie ataków z nieautoryzowanego dostępu z zewnątrz. Po drugie, ograniczanie dostępu użytkowników ze względu na ich prawa lub oznaczenie. W przeszłości sterowniki PLC były znane z ochrony przed atakami złośliwego oprogramowania. Jednak niektórzy napastnicy zaczęli tworzyć złośliwe oprogramowanie atakujące sterowniki PLC, podobnie jak to stało się ze Stuxnetem, gdy włamano się do ich sterowników PLC Siemens. Mimo to komputery przemysłowe są również podatne na ataki złośliwego oprogramowania i wymagają kompleksowej ochrony za pomocą oprogramowania antywirusowego lub modułów sprzętowych. Niektóre komputery przemysłowe wykorzystują moduł TPM (trusted platform module) 2.0 wbudowany w płytę główną do szyfrowania danych, chroniąc je przed zagrożeniami online i offline.
Dowiedz się więcej o module TPM 2.0
Jeśli chodzi o jakość wykonania, zarówno sterowniki PLC, jak i komputery przemysłowe są zaprojektowane do pracy w ekstremalnych warunkach. Ponieważ komputery przemysłowe różnią się od zwykłych komputerów stacjonarnych lub stacji roboczych, komputery przemysłowe są niezwykle wytrzymałe. Oto niektóre cechy komputerów przemysłowych:
Jeśli chodzi o jakość wykonania, sterowniki PLC i komputery przemysłowe są całkiem dobrze dopasowane. Jednak komputery przemysłowe wygrywają, jeśli chodzi o kompaktowe rozmiary. Sterowniki PLC są często nieporęczne i mają ograniczone możliwości montażu. Niektóre sterowniki PLC mogą się również przegrzewać po zamontowaniu, ponieważ odprowadzanie ciepła jest utrudnione. Natomiast komputery przemysłowe są stosunkowo małe i mają różne opcje montażu, w tym mocowanie VESA, montaż w stojaku i opcje na szynie DIN. Ponadto niektóre komputery przemysłowe są wyposażone w funkcję zarządzania zapłonem i można je zastosować w pojazdach.
Dowiedz się więcej o tym, jak zbudować komputer bez wentylatora
Zarówno sterowniki PLC, jak i komputery przemysłowe są wymagane do sterowania różnymi urządzeniami do sterowania, monitorowania i komunikacji. Dlatego zarówno sterowniki PLC, jak i komputery przemysłowe są wyposażone w wiele portów COM i inne funkcje we/wy, w tym w starsze technologie. Niektóre z popularnych protokołów komunikacji przemysłowej to CANbus, Modbus, Profibus, EtherCAT i EhterNET/IP. Chociaż oba mogą obsługiwać te technologie, większość sterowników PLC ma już wbudowane te technologie. Z drugiej strony ko
RSS Feed