Automasi adalah salah satu kunci untuk meningkatkan produktiviti dan mengurangkan kos pengeluaran. Kemajuan teknologi seperti geganti, PLC dan PC Industri (IPC) memacu automasi industri, yang mengubah cara mesin dan manusia berinteraksi. Artikel ini akan membincangkan perkakasan sistem kawalan sekunder yang digunakan secara meluas dalam automasi industri, PLC dan PC industri. Kami juga akan membincangkan jenis sistem kawalan dwi yang mungkin paling sesuai bergantung pada keperluan aplikasi anda.
Apakah itu PLC?
Pengawal logik boleh atur cara (PLC) digunakan secara meluas untuk mengautomasikan proses dalam kilang pembuatan. Pada tahun 1970-an, PLC adalah pengubah permainan dalam sistem automasi. PLC direka untuk menggantikan panel elektrik dan kotak simpang. Dari masa ke masa, PLC telah dinaik taraf kepada reka bentuk yang lebih mantap, fungsi boleh skala dan sistem boleh atur cara. Di samping itu, bahasa pengaturcaraan untuk PLC (dipanggil logik tangga) membenarkan penyesuaian fleksibel PLC untuk automasi mesin. Kebolehpercayaan dan serba boleh ini menjadikan PLC pilihan popular untuk menggantikan geganti lama dan kotak simpang.
Apakah komputer industri?
Dalam proses pembangunan eksponen litar mikro semikonduktor terdapat juga pembangunan komputer peribadi (PC). Apabila cip komputer menjadi lebih berkuasa, lebih kecil dan lebih murah, komputer industri semakin mendapat tempat dalam industri automasi. PC industri boleh menyediakan kawalan penyeliaan PLC tetapi dengan lebih banyak beban kerja seperti HMI, get laluan, aplikasi AI, dll. PC industri boleh menyatukan beban kerja ini dengan pemecut prestasi seperti GPU, TPU, VPU , NVMe SSD dan banyak lagi. Keupayaan untuk menyatukan beban kerja mengurangkan ruang perkakasan mereka di kilang. Komputer konvensional dan industri mempunyai komponen asas yang hampir sama seperti CPU, RAM, SSD dan GPU. Walau bagaimanapun, PC industri dibina dan direka bentuk untuk menahan keadaan persekitaran yang melampau, daripada suhu yang melampau kepada kejutan dan getaran. PC biasa rosak dengan cepat apabila terdedah kepada persekitaran yang keras. Beberapa reka bentuk dan bahan binaan yang menjadikan PC Industri sangat tahan lama ialah reka bentuk tanpa kipas, sarung sekeping dan bahan gred industri. Selain itu, komputer industri digunakan secara meluas. Mereka bukan sahaja menyokong teknologi terkini, tetapi juga menyokong teknologi tradisional yang biasa digunakan dalam automasi kilang, seperti port bersiri, COM, penyambung M12, DIO, GPIO, dll., yang membawa kepada pertumbuhan pesat PC industri dalam automasi kilang.
Apakah perbezaan antara komputer industri dan PLC?
1. Operasi
PLC datang dengan sistem pengendalian masa nyata yang sentiasa memantau input daripada peranti yang disambungkan dan kemudian melaksanakan arahan membuat keputusan mengikut programnya. Selain itu, sistem pengendalian (OS) PLC direka khusus untuk melaksanakan tugas kawalan. Oleh itu, PLC biasanya tidak memerlukan program anti-virus atau pembersih pendaftaran, yang meningkatkan prestasi pemprosesan semasa operasi.
PC industri boleh melaksanakan tugas yang sama seperti PLC, tetapi sistem pengendaliannya membenarkan mereka menjalankan pelbagai aplikasi dan program yang tidak boleh dilakukan oleh PLC. Dengan keupayaan ini, IPC digunakan untuk lebih daripada tujuan pengurusan sahaja. PC industri boleh menyatukan beban kerja, mengurangkan beban perkakasan. Walau bagaimanapun, sistem pengendalian IPC seperti Windows dan Linux terdedah kepada serangan siber, tetapi perisian antivirus dan tembok api sedia ada cukup maju untuk mengurangkan risiko ini.
2. Pengaturcaraan
Perbezaan seterusnya antara PC Industri dan PLC ialah cara program dibangunkan dan dijalankan. PLC lazimnya melaksanakan pelaksanaan program berasaskan imbasan, manakala PC industri lazimnya perisian dipacu peristiwa. Sebagai contoh, logik perisian PLC ditentukan dalam piawaian IEC 61131-2, seperti logik tangga atau bahasa khusus vendor lain. Sebaliknya, PC industri berjalan pada sistem pengendalian Windows atau Linux yang terkenal menggunakan bahasa pengaturcaraan seperti C/C++/.NET. Akibatnya, PC industri lebih mudah untuk diprogramkan kerana popularitinya di kalangan pembangun. Mereka juga membenarkan sistem untuk berkomunikasi dengan lebih banyak mesin dan peranti daripada logik tangga, yang memerlukan latihan khas untuk belajar, terima kasih kepada bahasa pengaturcaraan tujuan umum seperti C++.
3. Keselamatan
Keselamatan adalah salah satu kelemahan automasi kilang, dan jika tidak diambil serius, syarikat akan mengalami banyak kerugian. Sistem perindustrian mesti mengambil kira dua prinsip keselamatan asas. Pertama, sekat serangan daripada akses luaran yang tidak dibenarkan. Kedua, akses pengguna adalah terhad mengikut hak atau tugasannya. Pada masa lalu, PLC diketahui kebal terhadap serangan perisian hasad. Walau bagaimanapun, sesetengah penyerang telah mula membangunkan perisian hasad PLC, seperti yang berlaku dengan Stuxnet apabila PLC Siemens mereka telah terjejas. Walau bagaimanapun, PC industri juga terdedah kepada perisian hasad dan memerlukan perlindungan menyeluruh dengan perisian antivirus atau modul perkakasan. Sesetengah komputer industri menggunakan TPM (Modul Platform Dipercayai) 2.0 yang terbina dalam papan induk untuk menyulitkan data.
4. Kualiti
Mengenai kualiti binaan, kedua-dua PLC dan PC industri direka bentuk untuk beroperasi dalam keadaan yang melampau. Oleh kerana PC Industri berbeza daripada desktop atau stesen kerja konvensional, PC Industri sangat teguh dan tahan lama. Berikut adalah beberapa ciri industri PC industri:
Reka bentuk tanpa kipas
Julat suhu yang luas
Tahan kejutan dan getaran
Penarafan IP tinggi
Modul yang boleh diperluaskan
I/O lanjutan dengan sokongan untuk teknologi lama
Dari segi kualiti binaan, PLC dan PC industri berjalan lancar bersama-sama. PC industri, bagaimanapun, mendapat manfaat daripada saiznya yang padat. PLC selalunya besar dan mempunyai pilihan pemasangan yang terhad. Sesetengah PLC juga boleh menjadi terlalu panas semasa pemasangan disebabkan oleh pelesapan haba yang lemah. PC industri, sebagai perbandingan, agak kecil dan didatangkan dengan pelbagai pilihan pelekap, termasuk pilihan pelekap VESA, pelekap rak dan rel DIN. Selain itu, sesetengah PC industri dilengkapi dengan sistem kawalan pencucuhan dan boleh digunakan dalam kenderaan.
5. Kebolehkembangan
Kedua-dua PLC dan PC industri mesti mengawal pelbagai peranti untuk kawalan, pemantauan dan komunikasi. Oleh itu, PLC dan PC industri dilengkapi dengan berbilang port COM dan fungsi I/O lain, termasuk teknologi tradisional. Beberapa protokol komunikasi industri yang biasa ialah CANbus, Modbus, Profibus, EtherCAT dan EhterNET/IP. Teknologi ini sudah terbina dalam kebanyakan PLC, walaupun kedua-duanya boleh menyokongnya. Sebaliknya, PC industri mempunyai slot pengembangan terbina dalam untuk meningkatkan fleksibiliti mereka. Oleh itu, PC industri mempunyai ambang yang lebih tinggi untuk bilangan operasi I/O yang boleh mereka proses. Di samping itu, PC industri dilengkapi dengan pelbagai port COM, LAN, USB dan HDMI. Ciri-ciri ini membolehkan PC Industri menyatukan beban kerja daripada peralatan yang berbeza, bukan hanya PLC. Sebagai contoh, PC industri boleh menjalankan aplikasi HMI sendiri, manakala PLC memerlukan aplikasi HMI yang berasingan untuk memaparkan sesuatu pada panel paparan. Apa yang menjadikan PC industri lebih istimewa ialah keupayaan mereka untuk menyokong pengembangan yang tidak terkira banyaknya daripada kad rangkaian wayarles, modul 5G, pemacu SSD hingga pemecut GPU.
6. Kuasa pengkomputeran dan storan
PLC ialah pengawal berkuasa untuk mengautomasikan kawalan kerana mikropemproses mereka direka untuk melaksanakan fungsi tertentu. PLC boleh mengendalikan I/O berkelajuan tinggi dan aplikasi automasi kecil dengan mudah. Walau bagaimanapun, projek automasi menjadi lebih maju dan memerlukan lebih banyak sumber pengkomputeran. Di sinilah PC industri datang untuk menyelamatkan. PC industri menggunakan lebih banyak ruang storan dan pemproses yang lengkap, seperti komputer stesen kerja, yang boleh menjalankan aplikasi intensif pengiraan dan intensif storan. Selain itu, dengan pemecut prestasi seperti GPU, TPU, CPU dan VPU, komputer industri boleh melakukan pengiraan pintar seolah-olah mereka berada di barisan pemasangan pintar dengan kerjasama aplikasi penglihatan mesin.
7. Kos
Ringkasnya, membandingkan kos PLC dan IPC menunjukkan bahawa PLC lebih murah untuk aplikasi yang lebih kecil, manakala IPC mempunyai kos permulaan yang lebih tinggi. Walau bagaimanapun, apabila aplikasi menjadi lebih kompleks dan memerlukan lebih banyak sumber pengkomputeran, jumlah kos PLC boleh melebihi kos PC industri. Walaupun kos permulaan PLC lebih rendah, apabila kuasa pemprosesan tambahan atau peranti diperlukan, harga meningkat secara eksponen. Sebaliknya, PC Industri mempunyai kos pendahuluan yang lebih tinggi, tetapi jauh lebih murah apabila peningkatan kuasa pemprosesan dan kebolehskalaan diperlukan.
Bagaimana untuk memilih PC industri dan PLC
Apabila anda memilih pengawal boleh atur cara untuk sistem automasi perindustrian anda, kedua-dua PLC dan PC industri harus mempunyai tempatnya. PLC lebih sesuai untuk menjalankan sistem automasi kecil dengan fungsi yang ketat. Selain itu, PLC boleh dipercayai, menjimatkan dan sangat boleh dipercayai untuk penggunaan industri. Sebaliknya, PC perindustrian sangat sesuai untuk penyelesaian dengan permintaan tinggi terhadap sumber dan storan pengkomputeran. Untuk aplikasi kompleks yang memerlukan fleksibiliti pengawal, jumlah kos pemilikan (TCO) PC industri adalah rendah. PLC adalah selamat kerana mereka tidak mempunyai sambungan wayarles, PC industri adalah sama selamat terima kasih kepada perisian keselamatan siber terkini, dan perkakasan standard sangat boleh dipercayai. Sesetengah aplikasi mungkin menggunakan kedua-dua PLC dan PC industri untuk mengimbangi kos dan faedah antara satu sama lain. Akhirnya, ia bergantung pada ciri yang dilaksanakan dalam proses pengeluaran anda.
