Inside Machines:PC versus PLC - Besturingsopties vergelijken

T in de jaren 70 werden PLC's of Programmable Logic Controllers geïntroduceerd , wat de manier waarop automatisering in industriële omgevingen wordt gerealiseerd voor altijd zou veranderen. Bekend om zijn robuustheid d ontwerp en schaalbare implementatie, de PLC werd aangepast door alle grote fabrikanten en is tot op de dag van vandaag de norm voor industriële automatisering. Allen-Bradley, Omron, Siemens, AEG, enz. werden de leiders in PLC productie, en al snel hadden de controllers de verwerkingscapaciteit van een computer terwijl ze bestand waren tegen zware industriële omstandigheden.

Pas in de jaren negentig begon de hernieuwde belangstelling voor personal computers terrein te winnen. De belangrijkste reden was een toename van de processorsnelheid, een kleinere omvang en een neerwaartse trend in kosten. Industrieën begonnen ook pc's in hun fabrieken op te nemen vanwege het niveau van toezichthoudende controle dat ze gaven over andere machines, waaronder PLC's.

Tegenwoordig hebben zowel PLC's als pc's echter vergelijkbare functies ontwikkeld, waardoor het voor regeltechnici vrij moeilijk is om te beslissen welk product ze moeten gebruiken. Laten we eens kijken naar de kernfunctionaliteiten van beide producten.

PLC's zijn ontworpen als een meer gestroomlijnd, kleiner, zeer flexibel en robuust alternatief voor relaispanelen en schakelkasten. Het kreeg over het algemeen specifieke taken toegewezen, die werden voorgeprogrammeerd en vervolgens uitgevoerd. Maatwerk was echter een andere factor die PLC's moesten bieden, daarom werd voor alle programmeeractiviteiten een unieke taal en structuur gekozen. Bekend als "ladderlogica" , dit maakte snelle aanpassing in code mogelijk op basis van de situatie. Bovendien kregen PLC's ook te maken met elektromagnetische straling, trillingen en vervuiling. Met het verstrijken van de tijd moesten PLC's ook gelijke tred houden met de ontwikkeling van technologieën. Binnenkort ethernetverbindingen, PID-procescontroles en geïntegreerde veiligheid werden onderdeel van PLC's, waardoor hun lange lijst met functies werd uitgebreid.

Pc's ontwikkelden uiteindelijk functies die ze qua functionaliteit in lijn brachten met PLC's. Bovendien behielden ze hun robuustheid en aanpassingsvermogen dankzij de beschikbaarheid van kaartsleuven en poorten. De verwerkingskracht van pc's was vaak groter dan die van PLC's, omdat ze een realtime-kernel bevatten, waardoor het tijdkritische taken kon uitvoeren en besturingsalgoritmen kon implementeren.

Het uiteindelijke doel is robuuste, efficiënte en betrouwbare controle over industriële activa , en daarom moet elke afzonderlijke referentie van PLC's en pc's worden vergeleken om een ​​beter begrip en een logische conclusie te krijgen.

Bediening

Standaard PLC's zijn ingebed met een realtime besturingssysteem dat een speciale processor gebruikt om een ​​hoge mate van betrouwbaarheid te garanderen tijdens besturingsactiviteiten. Het besturingssysteem van een PLC is specifiek ontworpen voor het uitvoeren van taken met betrekking tot besturing en daarom zijn er geen hulpprogramma's zoals antivirusprogramma's of registeropschoonprogramma's nodig. Dit verhoogt in feite de verwerkingscapaciteit van het systeem en zorgt ervoor dat er meer verwerkingscycli worden gebruikt om cruciale parameters te bewaken.

Pc's zijn ook ontworpen met een realtime-kernel en een bijbehorend besturingssysteem, waardoor het nek aan nek staat tegenover PLC's wat betreft verwerkingsmogelijkheden. De betrouwbaarheid van pc's was problematisch omdat eerdere ervaringen met systeemcrashes heel gewoon waren. Deze beperking werd echter snel geëlimineerd met een eenvoudiger besturingssysteem dat speciaal was gebouwd voor gebruik in industrieën.

Daarom bevinden PLC's en pc's zich momenteel qua bediening op hetzelfde niveau.

Hardware-integratie

De industriële eisen van vandaag zijn niet meer vergelijkbaar met de eisen van 20 jaar geleden. Zowel PLC's als pc's zijn vereist om een ​​groot aantal apparaten voor communicatie, bewaking en besturing aan te sturen, en moeten daarom voldoende uitbreidingsmogelijkheden hebben. Bekende industriële communicatieprotocollen zijn onder meer Profbus, CANbus, Modbus, EtherCAT, EtherNET/IP, enz.

Hoewel zowel de PLC als de pc deze veldbusopties bieden, heeft de PLC al deze mogelijkheden standaard ingebouwd. Een pc daarentegen kan een uitbreidingskaart nodig hebben om een ​​specifiek protocol te ondersteunen. Maar het grotere aantal uitbreidingsslots in pc's betekent dat meer maatwerk mogelijk is en een grote verscheidenheid aan interfaces kan worden gebruikt voor gebruik.

Hierdoor lopen pc's voor op PLC's als het gaat om het afhandelen van taken zoals geavanceerde beeldverwerking met hoge resolutie of andere met meerdere onverwachte verwerkingsvereisten. Bovendien, als geheugenintensieve taken moeten worden uitgevoerd met behulp van een PLC, zou een aanvullende industriële PLC moeten worden geïnstalleerd om de dynamische parameters en verbindingen bij te houden.

Beveiliging

Cyberspionage is altijd in opkomst geweest door de toegenomen connectiviteit tussen apparaten. Industriële veiligheid is van het grootste belang om continue uptime en maximale productiviteit te garanderen. Er zijn twee basisdimensies van beveiliging waarmee een PLC/PC zich bezig moet houden:

• Ongeautoriseerde toegang tegen aanvallen van buitenaf blokkeren
• Gebruikerstoegang beperken volgens hun rechten/aanduiding

Traditioneel werd gedacht dat PLC's immuun waren voor malware-aanvallen en dit is tot op zekere hoogte waar. PLC's hebben een speciaal besturingssysteem en beperkte functionaliteit, waardoor ze minder risico lopen op aanvallen in vergelijking met pc's. Recente afleveringen, zoals die met "Stuxnet", een malware gericht op de PLC's van Siemens, hebben echter de reputatie van de PLC als immuun voor virussen aangetast. Toch zijn de geregistreerde gevallen van dergelijke aanvallen uiterst beperkt. Ter vergelijking:pc's zijn extreem kwetsbaar voor malware-aanvallen en vereisen hoogwaardige antivirusbescherming en -bewaking.

Programmeren

Programmeeromgeving en taal zijn cruciaal voor het verkrijgen van optimale efficiëntie, of het nu vanaf een PLC of pc is. Een van de belangrijkste verschillen tussen een PLC en een pc is de manier waarop programma's worden ontwikkeld en uitgevoerd. Een PLC volgt meestal een op scan gebaseerde programma-uitvoering, terwijl pc-software meestal gebeurtenisgestuurd is. De verschillende uitvoeringsstijlen vertalen zich op hun beurt in een andere programmeerfilosofie.

PLC's worden geprogrammeerd met behulp van talen gespecificeerd in de IEC 61131-3-standaard , d.w.z. ladderlogica of eigen leverancierstaal. Ter vergelijking:pc-gebaseerde programma's gebruiken talen zoals C/C++/.NET. Geen enkele taal kan beter worden genoemd dan de andere, omdat deze uitsluitend afhangt van de expertise van de programmeur. Maar vanwege de toenemende trend van pc-gebaseerde oplossingen en cursussen, is de kans groter dat een programmeur C/C++/.NET flexibeler vindt dan ladderlogica.

Kostendiscussies

Dit is misschien het laatste onderwerp dat ter discussie staat, maar het is wel een van de belangrijkste. De automatiserings- en besturingsproblemen van vandaag zijn multidimensionaal en kunnen op meer dan één manier worden opgelost. Zowel PC-gebaseerde of PLC-gebaseerde oplossingen komen in aanmerking voor sommige toepassingen, maar de belangrijkste beperking die nadelig blijkt, zijn de kosten die aan deze oplossingen zijn verbonden.

• Prestaties versus kosten

De initiële kosten van een pc-gebaseerde oplossing kunnen hoger zijn dan die van een PLC, maar wanneer veeleisende berekeningen en complexe netwerkbelastingen moeten worden verwerkt, is een pc-gebaseerd programma duurder -effectief. Ter vergelijking:PLC's zijn aanvankelijk misschien goedkoop, maar naarmate de verwerkingskracht toeneemt, volgen hun kosten een exponentiële trend.

• Uitbreidbaarheid versus kosten

PC's zijn duurder dan PLC's als er geen externe randapparatuur hoeft te worden toegevoegd, aangezien PLC's doorgaans standaard industriële apparatuur ondersteunen. Wanneer een oplossing echter een overvloed aan externe besturingen vereist, is een pc-gebaseerde oplossing veel beter geschikt dan een PLC-gebaseerde.

• Rustigheid versus kosten

PLC's hebben geen overmatige beschermingsapparatuur nodig om hun robuustheid en afscherming te vergroten. Ter vergelijking:een pc kan aanzienlijke investeringen vergen om hem af te schermen van de invloeden van buitenaf, zodat maximale uptime kan worden gegarandeerd.

Geïnteresseerd in meer informatie? Neem contact op met een expert of bezoek onze website:PanelShop.com .