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在工業(yè)自動化領域,PLC(可編程邏輯控制器)經常與工控機(工業(yè)計算機)進行對比,但盡管兩者在某些功能上有交集,但從設計構思、作用運用到功能特點,二者之間存有明顯差異。PLC和工控機有什么不同?本文將幫助你在一分鐘內迅速了解二者的差別,并協(xié)助你更清楚地了解她們在現(xiàn)代工業(yè)自動化控制中的定位與作用。
必須明確PLC和工控機各自基本界定。PLC是一種專為工業(yè)自動化控制定做的數(shù)字計算機,通過平臺控制設備、生產線、設施等,進行自動操作。PLC通常通過鍵入/輸出端口與現(xiàn)場設備(如感應器、執(zhí)行器等)進行通信。與傳統(tǒng)電磁閥控制模式相比,PLC能夠更高效、更靈活地實行控制任務,尤其是在復雜的邏輯控制、計時、計數(shù)等任務中。
而工控機,簡言之,是一種為工業(yè)環(huán)境設計的電腦設備。它有較強的計算水平,但一般具有較強的可靠性和耐用性,可在惡劣的環(huán)境中長期運行。工控機不但可以適用機器設備的數(shù)據(jù)處理、監(jiān)管、通訊等任務,還能夠執(zhí)行更為復雜測算和數(shù)據(jù)分析,乃至可作為工業(yè)網站服務器或監(jiān)控系統(tǒng)。工控機一般操作規(guī)程操作系統(tǒng)(如Windows)、Linux等),所以其可編性和靈活性遠強于PLC。
PLC原理非常簡單,一般按掃描周期開展。PLC依據(jù)輸入端口接受現(xiàn)場設備(如感應器、開關等)信號,隨后通過平臺控制將信號輸出給執(zhí)行器(如電機、閥門等)。挑選梯形圖的PLC程序(LadderDiagram)或是功能塊圖(FunctionBlockDiagram)設計圖形化編程方式,非常適合電氣工程師開展直觀操作。因為PLC操作是指現(xiàn)場設備,所以對應用性要求很高,可提供快速響應和性能平穩(wěn)控制。
比較之下,工控機更像一臺工業(yè)計算機。除開傳統(tǒng)計算機的處理器、內存、硬盤等系統(tǒng)設置外,它也具有極強的工業(yè)環(huán)境適應性。例如工控機一般配置工業(yè)I/O插座、抗干擾電路等,可以處理更復雜的操作和數(shù)據(jù)分析任務。工控機工作原理更加多樣化,能通過編程語言(如C)、C 、Python等。)進行更靈活的控制方案,提供多種操作系統(tǒng),能夠進行更為復雜運算控制。
PLC性能一般相對單一,專注于同歩控制任務。因其硬件與軟件的高度集成,PLC具有極強的及時性和可靠性,適用一些對精度、速率和穩(wěn)定性要求高的地區(qū)。但由于PLC硬件系統(tǒng)有限,擴展性相對較弱。盡管一些高端PLC可以通過增加輸入輸出模塊來支撐模塊化和擴展其功能,但其擴展能力可能比工控機有限。
工控機有較強的計算能力和擴展性。因為工控機采用與傳統(tǒng)計算機相近的硬件架構,因此可根據(jù)實際需要靈活配置Cpu、內存、硬盤等硬件。工控機具有極強的擴展性,能夠支持更多的I/O模塊、外圍設備,乃至可以通過網絡開展遠程控制和傳送數(shù)據(jù)。因而,在一些需要處理海量信息、開展繁雜測算或需要與另一個系統(tǒng)聯(lián)接的場景中,工控機的優(yōu)點尤其明顯。
從適用場景來說,PLC一般用于控制系統(tǒng)較為簡單、生產效率高的工業(yè)環(huán)境。比如,裝配線里的自動機械和機械臂運動控制。PLC反應快,使用效率高,適用持續(xù)或按時操作任務,非常適用于應用性要求高的應用范圍。
而工控機則更多地用以那些需要開展繁雜數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)采集和 操作的區(qū)域。比如,在智能制造、機器人控制、數(shù)據(jù)采集分析、大數(shù)據(jù)應用等領域,工控機的強大計算能力和靈活性使之成為不可缺少的設備。在工業(yè)4.0和物聯(lián)網的背景下,工控機能夠發(fā)揮信息中心、數(shù)據(jù)中心等重要意義,和各種智能產品、傳感器和執(zhí)行器連動,搭建更智能、更有效的生產體系。
一般來說,PLC的價格相對便宜,特別是對于一些入門級產品,PLC成本性能也相對較高。因為系統(tǒng)設置和結構的復雜性,工控機的費用較高,特別是一些高性能、高可靠性的工控機。因而,在資金有限、自動化任務相對簡單的情況下,PLC可能是一個更經濟的挑選。
PLC對拓展性和靈活性限制可能導致設備在長期運行中的更換或更新,造成維護成本成本的增加。工控機的可擴展性和靈活性相對較強,盡管早期投資較高,但在長期使用中,其成本性能可能較高。
PLC和工控機在編程語言和開發(fā)方式上存在一定的差異。PLC的編程一般采用特殊的編程工具,如西門子PLC的STEP7或AllenBradley的RSLogix等。梯形圖一般用于PLC編程語言(LadderDiagram)或功能塊圖(FunctionBlockDiagram)圖形化編程方式使PLC在電氣工程師中特別受歡迎。梯形圖的編程方法類似電氣控制圖,便于電氣工程師的認識及使用。
工控機更靈活,提供多種編程語言,如C、C 、Java、Python等。因而,工控機的編程比較復雜,務必有一定的程序編程基本。但是,這也意味著工控機能夠實現(xiàn)更有效和復雜的控制邏輯,并整合更廣泛的業(yè)務需求。
在工業(yè)環(huán)境里,設備的可靠性和穩(wěn)定性至關重要。因為PLC是專門為工業(yè)自動化設計的,其硬件與軟件集成度較高,在極端工業(yè)環(huán)境下能夠長期高效運行。PLC一般有較強的抗干擾性、較寬的環(huán)境溫度和很強的耐污防水能力。因而,PLC廣泛用于對可靠性和可靠性要求高的工業(yè)當場。
盡管工控機也改善了工業(yè)環(huán)境,但因其系統(tǒng)設置更復雜,容易受環(huán)境變化的影響。比如,高溫、潮濕、灰塵等要素會嚴重影響工控機的穩(wěn)定。因而,工控機的穩(wěn)定性和可靠性較低,必須維護保養(yǎng)。為了確保工控機的不斷高效運行,一般需要配備特殊散熱系統(tǒng)或保護設備。
PLC和工控機的挑選
在總結PLC與工控機的差別時,大家可以看到兩者在原理、功能特性、適用場景、編程方法等方面存在明顯差異。PLC適用應用性要求高、控制邏輯相對簡單的場地,而工控機適用測算水準強、控制邏輯繁雜、拓展靈活的情景。
因而,在挑選PLC或工控機時,關鍵是根據(jù)實際的業(yè)務需求來決定。如果你的自動化控制應具有高可靠性和低成本設備,而且操作任務較為簡單,PLC可能是一個更合適的選擇。如果你的控制任務繁雜,數(shù)據(jù)處理要求高,而且需要靈活的擴展能力,工控機無疑是一個更佳 的選擇。
無論選擇PLC或是工控機,都應根據(jù)具體的使用場景、預算、標準規(guī)范等因素進行綜合評價。通過對PLC與工控機的差別的深刻領會,你將能夠做出更明智的決策,以推動企業(yè)在自動化領域的不斷創(chuàng)新和成長。