技术文章

当前页面: 首页 >技术文章 >基于PC的控制方式探讨

基于PC的控制方式探讨

供稿:653A294E-B5E1-4E23-9DC7-BFE7D2FF483E 2007/6/13 21:04:00

0 人气:1998

来源:PlantServices
The beginning of a sweeping change is upon the control and instrumentation world. With the availability of robust hardware, open technology, and real-time, Windows-based operating systems, PC-based control is emerging as a new control paradigm for increasing manufacturing productivity. PC-based control offers open and more intuitive traditional solutions at a lower total system cost and easier migration to future technologies. Easier development, integration, portability, and access ensure a flexible and efficient solution.目前控制和设备世界正面临着一场巨大变革。随着高性能的硬件、开放的技术和实时的基于Windows操作系统的出现,基于PC的控制方式作为一种新的控制方式脱颖而出,提高了制造业的生产力。以比较低的系统总成本代价并且在更好的面向下一代技术的可移植性基础上,基于PC的控制方式能够提供开放的、更加直观的传统解决方案。良好的可发展性、集成性、可移植性以及接入性能确保了一个灵活而又高效的解决方案。工业界分析人士和全球主要生产商都相信基于PC的控制方式是未来的发展方向。如今,超过20多个厂家都把这种控制方式作为工业自动化产品生产线的主要组成部分。随着工业界的领跑者也采用基于PC的控制方式,数量还在增长。理解基于PC的控制方式很重要,更重要的是,当控制技术走向下一代的时候,理解它的优点和面临的挑战。世界上的制造商都期望PC能在它们的控制系统中发挥更大的作用。PC已经成为系统监控控制、监测和报告以及离线数据管理和分析方面公认的平台。制造商们也已经意识到在制造环境中PC的灵活性和基于Windows平台软件应用的易用开放结构。如今,随着Windows NT v4.0操作系统的出现、工业PC价格不断下跌以及性能的提升,工业控制自然而然由基于昂贵的专用硬件转变为以基于PC的软件为基础。绝大部分的高级专家们都认为PC将是未来的控制平台。什么是基于PC的控制方式?
基于PC的控制方式取代了传统的和专用的控制器,比如带有标准的基于PC的硬件和软件的可编程逻辑控制器。基于PC的控制方式运行在个人或者工业专用计算机上,并为承担控制程序任务的初学者提供帮助。在基于PC的控制方式下设备控制程序能够以最少量的硬件配置得到最大化的控制。这种方法为终端用户和设备施工人员提供了一个平台,该平台可以通过内置的诊断模块、实时仿真和把数据合并到单独的数据库来减少故障,从而动态缩减控制系统设计时间和减少维护费用。控制方式的发展
目前工业控制界正处于发展的转折点上。类似于60年代早期延迟逻辑的兴起、70年代早期PLC(可编程逻辑控制)的引入、80年代中期的MMI/SCADA(人机接口/数据采集与监视控制系统),如今基于PC的控制方式正面临着快速的发展和广泛的认同。跟其它新技术一样,起初基于PC的控制也遇到了很大阻力,但是随着用户意识到处理能力强、低生产费用的好处后,阻力也就随之烟消云散了。大量厂家的进入和大型汽车厂家对该项技术的采用标志着技术不断被接受,这项技术的发展也到了第一阶段。PC和桌面软件行业也在推动这个趋势。Windows NT version 4.0是第一个提供强确定性、严格实时的基于Windows的操作系统。按照微软公司的话来说,一个严格实时操作系统意味着一个操作系统“必须,在一个规定的时间窗口内无误的对某类事件做出响应。响应必须是可预测的、独立于操作系统承担的其他任务。”基于PC的控制系统所需要的严格同步和响应要求在过去并没有出现,只有最近通过标准第三方的扩展才成为可能。低成本的奔腾系列和奔腾至强系列处理器的出现也加速了趋势的发展。随着PC性能不断变强,价格也持续走低。每隔8到14个月性能翻番。快速的发展势头也给基于PC的控制系统带来及时的性能受益。相比较而言,标准PLC的性能每隔4到6年翻一番。就像这个行业内所有的发展一样,终端用户市场需求和竞争在驱动着发展。制造商的内在工程资源集中在核心价值上,从而期望控制系统能够容易实施、维护和使用。不断下跌的制造成本、更高的生产力、对市场更快的反应速度也是驱使制造商采取新技术和新控制方式的因素。没有错。发展很迅猛!一些预测指出基于PC的控制市场以一年超过70%速度递增!PLC vs PC
为了完全理解基于PC的控制技术,我们先来看看传统方法,如今实际应用的控制系统是基于PLC的。基于PLC的控制系统有很多拥护的观点。PLC就是因为工业应用而被设计开发的。更先进的技术迟迟得不到大家的接受原因之一就是PLC使用已超过25年验证的框架。它有深厚的厂家基础。这些厂家都是大公司,拥有强大的全球服务和支持基础设施。最后,如今PLC在工厂的车间里占支配地位。有了PLC,根本没有必要要担心会改变什么。然而,基于PLC的控制系统也有几个显而易见的弱点。PLC的处理器、操作系统、编程语言、I/O和网络都是专业的。开发和维护这样的系统需要专业训练和知识。使用多家厂家产品的制造商必须针对不同的系统训练工程师和维护人员。不同厂家的I/O互相连接通常是非常困难或者不可能的。硬件是专门的。它需要花费高昂代价来库存备份单元和备件。这往往还涉及到单独的资源管理。许多PLC系统需要一点单独的PC来编程、过程监控和管理控制。PLC可编程逻辑控制器实际上就是一个盒子或者一个带处理器的计算机。这个处理器可以运行一个操作系统。操作系统上可以运行应用程序。程序执行控制逻辑功能。从最基本的层面出发,PLC和PC都是带有处理器的盒子,该处理器都可以运行支持应用程序的操作系统。PLC实际上就是PC。那么,使用基于PC的控制系统还有什么可犹豫和担心的呢?有人经常提到PC有个缺点就是低可靠性。但是,考虑到桌面和工业PC的快速发展势头这并不是个坚实的理由。PC在工业环境下已经使用几十年了。针对极其苛刻的环境也有强健可容错的模型来应对。基于Windows的操作系统可以支持多块硬盘、备份电源供应、多处理器、多线程程序。Windows NT为承担重要任务的应用提供了可靠性和安全保障。此外,PC市场以非常快速的势头增长,价格也在相应的降低。从历史记录来看,PC在性能和费用来说远远优于PLC。如今,针对工业应用的强健可容错的PC是控制系统最经济的解决方案。基于PC控制方式的优点
把运行Windows NT的工业计算机当作基于PC的系统为控制系统带来很多特色和灵活性。它通过使控制易于使用、缩减设计和实施时间、改善诊断功能、提高性能和易于和其他硬件和软件集成,可以大大节省控制系统所有者的花费。更加重要的是,它保证了你的系统在将来更易于改善和提高。一个也比两个好
一个基于PLC的控制系统的一般配置包括一个PLC用于逻辑和过程或系统的控制和一个PC用于监视和遥控控制以及其他必需的数据管理活动等。而基于PC的控制方式只需要一个PC就可以提供MMI/SCADA PC和PLC的所有功能。一家大型工业控制研究机构,自动化研究公司表示:“如果你现在正在或将要使用基于PC的MMI(人机界面),当采用基于PC的控制方式时你把二者都放在一个机子里运行,在硬件集成上能立即享受到节省费用的好处。”这可不是一丁点好处。如今不管是终端用户还是机器制造商都意识到采用最新的技术可以立即节省大笔费用。通常制造商都要在低费用和技术中做出抉择。如今采用基于PC的控制方式以独特的方式一箭双雕。基于PC的控制方式可以降低硬件费用高达44%,降低程序开发时间高达50%。这是因为PC的灵活性、开放架构以及有大批现成的I/O、处理器,网络和内存可以选择。此外,绝大部分的工业和强健的PC都支持标准内存、网络和其他部件,这样实施和升级都很划算。选择硬件的时候,可以从应用的角度出发,而不是看厂家可以提供哪些部件。制造商再也不局限于一家厂商了。基于PC的控制系统另一个优点是更低的集成费用。许多基于PC的控制厂商提供了集成MMI/SCADA和基于PC的控制方式的软件包。针对控制和监视只需要一个标签定义和数据库配置,这样可以节省开发和维护时间,减少人为出错的机会。此外,还有像画图、趋势预测和报警等功能已经集成到标准程序包中。由国际标准产生的更加有效和有生产力的程序对减少集成费用也有贡献。用户开发控制程序和模块的时候,使用模块方法,都是基于部件和对象的。这简化了程序、图形、逻辑等等此类的再使用。像IEC1131-3这样的标准允许程序员可以用五种语言编程,从梯形图编程里学到经验,还可以从新图像化语言的易用中获益。通常,如果遇到一个任务在PLC上难以实施或者根本不可能,基于PC的控制方式运行你先在PC上仿真过程和系统设计。程序可以在连接设备或者I/O之前开发和测试。当选择I/O的时候也可以使用这个功能。在用户选择或者混合、匹配合适的I/O跟真实的设备连接之前,用户可以真实的构造整个控制工程。用户还可以在PC上观察性能和机器响应,而不用担心对过程或机器造成伤害。你可以在硬件上应用软件之前诊断问题和做一些合适的调整。另外,可以安全的测试新的设计观念。操作人员也可以用PC来做系统训练。这种灵活性可以减少工程实现时间和风险,所带来的好处能够转化为终端用户或机器制造商所节省的费用,而不需要牺牲技术的代价。当比较基于PC和基于PLC的控制系统的时候,也不要忽视性能。在确定性、严格实时的控制环境中,基于PC的控制方式响应时间可以小于100毫秒。如果换用更快的处理器或者增加内存可以带来更好的表现。必须记住,提高性能对于PC来说是很容易的事,而对于绝大部分PLC系统来说,有时是不可能的。最后,基于PC的控制系统容易升级和发展。一般的,是维护问题而不是性能提升促使PLC系统升级。系统可能会增加<

更多内容请访问 653A294E-B5E1-4E23-9DC7-BFE7D2FF483E(http://home.gongkong.com/profile/?uid=0-9652-22AE915C10E0)

手机扫描二维码分享本页

工控网APP下载安装

工控速派APP下载安装

 

我来评价

评价:
一般