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PCBased控制很大程度节约成本

发布时间:2021年07月06日    点击:[0]人次

PC-Based控制:很大程度节约成本

使用PC-based系统控制技术,可以很大程序地减少控制系统的成本,当然另一个非成本原因,同时也是决定PC-based控制日益流行的原因是,这种技术的优势是拥有一个开放式的控制平台,可以不断升级操作系统,通过多个供应商的元件来优化系统性能、处理速度、控制模块及其他。

过去五年从行业发展的角度可以看出PC在工业控制领域的应用越来越显著,大多数普遍的应用是在工厂使用计算机对生产进行“二级”控制,包括监管控制系统、获取数据和报告,由在实际的控制装置之间管理信息流、提供操作界面,从而取代了以往的在光板上按扭操作。

PC的硬件也逐渐变得功能强大和标准起来,这种变化同样在工业应用中非常明显。今天,获取一款高性能、低价格的工业计算机硬件已经和获得其他类型的控制器一样容易,甚至更好。工业PC 的I/O装置和操作界面正在逐步标准化,包括Profibus、Interbus、Fieldbus、DeviceNet、SERCOS等。

随着商业和家庭对PC需求的日益扩大,人们对计算机的认知和接受程度也是日渐增加。即使像PLC这样专业的控制器,也不再需要特殊的“黑匣子”,使用者明白通过对PC硬件元件和软件控制包的正确选择,他们可以得到很可靠的控制系统。

因为大部分PC的网络技术供应商都拥有共同的技术,这样就不会出现有单一的控制供应商独占技术优势的情形。用户都希望从工厂的车间到管理层、MIS系统很容易地获取到信息,这对于单独的计算机网络固然难以支持。而PC-based控制系统,使用标准配置的网络卡、调制解调器、局域网来构建标准的网络结构(TCP/IP以太网),从而实现标准化的解决方案。

而最近,用户开始大规模地使用PC一级控制来直接控制I/O装置,希望以此让PC取代PLC,RTU和DCS系统。产生这种趋势的原因是很多时候分级就会涉及到成本问题:PC硬件比一般的控制器价格低,一个单一的PC在应用二级控制时可以代替其他的控制器;然而,考虑控制系统的总成本,采用CPU控制可以节省2000~10000美元,人们会怎样做出选择?

案例1

应用:高速分拣传送带,如应用在邮政系统,快递公司等,主要是分拣信件。

问题:系统基于读取的条形码,以控制分拣装置是否让信件或包裹通过。一般使用两个PLC控制20个分拣手。问题在于原始的PLC系统速度过慢,邮件无法被正确分拣,除非传送带速度减慢。如果是在两个控制器之间的分拣工作,其通信性也更加复杂。

解决方法:使用软件PLC控制器系统可以将扫描时间从200 ms减少到8 ms,令PC有更快的运行速度,与单一的PLC相比,有更出色的数据处理能力。配备了特殊的自定义编码读取功能,使对程序的逻辑控制变为对I/O的控制,通过对计算机编程控制分拣动作的运算法则。此外,通过使用总线 I/O取代传统的PLC I/O,提高了生产速度,减少了步线。

好处:速度快,用户化配置

案例2

应用:食品加工

问题:用于肉类食品加工的机器一般结构复杂,不仅可以使用I/O控制,也可以允许多轴向的运动控制。原始的系统组成是一个PLC,配备基本模块,再加上一个运动控制器。问题在于因为基本组件和PLC之间的通信速度较慢,使得只能达到50%的理想生产效果,同时也无法做到适时调节。

解决方法:一台PC-based系统包括多功能的处理器,由486 CPU运行的软件PLC控制软件,用以对I/O和基本组件进行控制,由此消除了适时调节和通信的问题。用PC-based运动卡来对运动进行控制,同时集成了软件PLC控制器的可承载指示,用来连通经过PC底版的RAM的存储信息。采用这种解决方案可以使机器的输出量加倍。

好处:优化和简化加工,集成多个供应商的元件

案例3

应用:烟草加工

问题:每一条香烟都需要匹配各自的数据输入卡(DI),对DI的读取至少需要1.5 ms时间,如果使用传统的PLC,即使装有一个快速的数字I/O卡,也无法满足与读取同样快的输入量。即使是使用程序模块,也无法达到理想的输出量。此外,还要根据供应商能够提供的PLC和网络配置来调整安装。

解决方法: 而使用配有数据输入卡的软件PLC控制器,I/O和PC总线可以直接在不到1兆秒的时间内读取到。另外,这种方法可以支持工厂范围的PLC通信网络,与PC系统的逻辑控制相同,操作者无需经过培训。

好处:I/O 可选, 与现有装置兼容

案例4

应用: 玻璃纤维加工

问题:这种加工系统都需要I/O控制界面和18位连续运动控制器。传统的PLC需要安装一系列价格昂贵的基本模块,以获得所需要的一系列串行端口;同时,定制应用的PC还需要配备一系列的串行通信控件。

解决方法:软件PLC系统,不仅拥有多端口的序列卡,也可以与运动控制器相通,从而完成对通信和数据处理的多项控制。

好处: I/O 可选, 与现有装置兼容

案例5

应用: 过程控制

问题:将PLC和DCS的功能集成在一个单一的控制器上,有些时候并不能起到很好的作用。因为电路控制和过程控制,需要采取不同的描述语言。

解决方法:软件PLC可以提供开放式的系统,用以处理DCS(集散控制系统)模块。这些模块可以在阶梯逻辑语言下运行,但如果操作人员不熟悉这种逻辑语言,就无法进行数字I/O控制。

好处: 根据用户需求定制

来源:现代包装

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PCBased控制很大程度节约成本