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    工控現場四種控制器,該如何選擇?

    放大字體  縮小字體 發布日期:2022-05-08  來源:控制工程網  瀏覽次數:21
     對于自動化系統來說控制器相當于大腦,它決定了詳細的設計路徑,因此企業必須選擇合適的控制器組件。盡管產品在功能上有所重疊,但以下是OT項目中最受歡迎的4種控制器類型:
      ●可編程邏輯控制器(PLC):提供基本但功能強大的控制選項,尤其適用于離散控制應用。
      ●可編程自動化控制器(PAC):與PLC類似,但在通訊、數據處理和過程控制應用方面,通常更先進。
      ●工業計算機(IPC):堅固耐用、功能強大的計算機,用戶需要投入大量工作來集成硬件、軟件和遠程輸入/輸出(I/O)以實現控制功能。
      ●邊緣可編程工業控制器(簡稱邊緣控制器):內置PLC/PAC功能,但結合了高級編程和安全選項、本地可視化和廣泛的通信功能,就像PC一樣。
      在為應用選擇控制器時,通常會有多種可行方案。為了選擇最合適的控制器,需要評估多個特性,并考慮不同應用環境下的具體應用情況。 
      在任何自動化項目中,控制器都扮演著核心角色,大致可以實現如下功能:
      ●監視和控制I/O點;
      ●與其它控制器進行交互;
      ●與智能現場設備連接;
      ●與操作員接口終端和HMI可視化系統接口;
      ●與監控和企業級系統進行通信。
      1PLC和PAC,究竟選哪個?
      PLC和PAC都是針對OT角色而構建和優化的,代表了經典的控制器選擇。當然,PLC和功能更全的PAC,已成為大多數機器和很多過程的主要控制產品。它們快速、可靠且價格合理,完全適合惡劣的工業環境。還有其它一些補充產品(如操作員接口終端和HMI),也可以向這些平臺提供可視化以及其它功能。
      但是,許多PLC和PAC受累于專有連接、專用軟件和許可成本。從現場設備和I/O網絡的角度來看,由于使用以太網和標準化工業協議,這種情況已大大改善。同樣,隨著PLC/PAC采用IEC 61131-3編程語言和跨平臺編程環境(如CODESYS),軟件也變得更開放。
      不過,PLC/PAC平臺中一些老舊的因素可能會具有某種慣性作用,會延緩最新技術的應用。通常,在對高級網絡和安全功能的支持普遍較弱的情況下,這種慣性最為明顯。在OT層級中,PLC/PAC提供了良好的連接性,但是它們往往缺乏對以IT為中心的編程語言和協議(例如HTTPS和消息隊列遙測傳輸(MQTT))的支持。對于需要內置連接到以IT為中心的企業應用程序和數據庫的應用來講,用戶通常需要集成其它硬件和軟件來彌合兩者之間的差距。
      在安全方面,PLC/PAC剛誕生時,現代意義上的網絡安全基本上都不存在。如果將PC和邊緣控制器通常包含的功能,例如安全用戶帳戶、加密的通信和虛擬專用網絡(VPN)配置到PLC/PAC上,這需要最終用戶支付高昂的費用,并承擔一定的風險。更好的選擇是,確保任何必須的安全功能都是控制平臺固有的功能。
      2 IPC更加適應工廠環境
      由于PC技術變得更容易獲得,而且更具有性價比,許多用戶開始將PC用于工業控制領域。PC的商業基因和規模經濟性,確保了對硬件和操作系統平臺的充分理解,并且PC解決方案具有足夠的計算能力和顯示選項。
      但是,用戶很快發現商用PC作為工業控制器應用,存在很多先天不足。為了應對這種情況,供應商研發出了堅固耐用的PC或IPC,這樣它們就可以在機器環境中可靠地運行。這樣,用戶就可以將IPC用作自動化、可視化和通信的多合一控制平臺。
      IPC還為用戶提供了一種執行更高級編程或數據處理選項的方式,并且比PLC/PAC更具優勢:這些系統可用于與IT為中心的通信并與許多IoT接口。
      但是,基于IPC的控制有很多工作需要您親自動手。最終用戶必須選擇基本的IPC,并自己配置其它硬件和軟件產品,形成一個統一的、結構緊湊的軟件包,以實現控制、可視化、通信協議和遠程輸入/輸出(I/O)解決方案的集成。自己動手的結果可能會產生理想的匹配和選擇,但它也可能成為一個定制系統,在技術支持方面存在一定的挑戰,并且隨著時間的推移,可能會更加難以管理。
      盡管IPC的靈活性使其在成為工業控制器方面具有一定的吸引力,但創建和維護一個完整的系統仍存在許多障礙。
      3 邊緣控制器異軍突起
      邊緣控制器設備是工業自動化領域的最新發展。新一代控制器的設計,旨在利用最新的IT通信和物聯網方面的技術進步,同時保留PLC/PAC在OT方面的優勢。對于許多應用而言,這種多種技術的組合能夠滿足多種應用需求,使邊緣控制器非常適合工業應用。
      邊緣控制器具有OT解決方案的優點,而且它們堅固耐用,可承受極端溫度,并提供眾多的集成I/O??梢赃x擇流程圖或滿足IEC 61131標準的編程語言對某些邊緣控制器進行編程。邊緣控制器可以直接替換現有的PLC/PAC應用,也可以直接應用于新項目。
      與PLC/PAC不同,邊緣控制器內置了安全性,特別是一些控制器可提供一對分段的、不可路由的以太網端口:一個用于OT網絡等受信網絡的端口,而另一個則用于連接因特網等不受信任網絡的端口連接。安全的帳戶可直接在控制器級別進行處理,數據通信經過加密,并包含內置VPN。所有這些措施都有助于使控制系統具有可移動性,以及更好的網絡安全性。
      邊緣控制器可以為工業自動化應用提供像PLC/PAC一樣靈活的OT控制平臺,同時還具有IPC的優點。作為具有板載可視化和安全連接的、全面的多合一解決方案,邊緣控制器是非常具有成本效益的控制器。
      對于最終用戶而言,有更多選擇當然更好。多年以來,在自動化和控制平臺方面,最終用戶和OEM廠商已經享受了PLC、PAC和IPC所帶來的可靠選擇。結合這三種領先控制器的優點,現代邊緣控制器為制造企業提供了一個具有吸引力的選擇。
     
     
    關鍵詞: PLC PAC 邊緣控制器
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