PLC與工業電腦：有什么區別？

隨著工業部門的快速發展，自動化已經從奢侈品轉變為絕對必需品。世界各地的工業越來越多地采用工業自動化來提高效率、提高精度并最大限度地減少停機時間。這場自動化革命的核心是兩項關鍵技術：可編程邏輯控制器（PLC）和電腦（PC）。兩者對于推動工業自動化至關重要，但它們的作用和應用明顯不同。本文我們將探討它們是什么以及它們之間的差異。

什么是PLC？

可編程邏輯控制器（PLC）是一種用于控制機械和過程的工業計算機。它設計用于可靠性和實時操作，能夠管理監測傳感器輸入和控制執行器輸出等任務。PLC可承受惡劣的環境，使用Ladder Logic等語言進行編程，使PLC能夠高度定制以實現機器自動化。

PLC有各種尺寸和形狀，以滿足不同的工業需求。例如，微型PLC結構緊湊，非常適合控制單機等小型獨立應用。模塊化PLC可以定制多個I/O模塊，非常適合整個裝配線等復雜過程。機架式PLC提供了適用于大規模操作的廣泛配置，例如管理發電廠。這一系列選項使行業能夠為特定應用選擇合適的PLC，優化操作，并提高各種環境中的效率和生產力。

由于半導體芯片的指數級進步，我國的計算機行業發展迅速，工業電腦在自動化行業越來越受歡迎。隨著計算機芯片變得更強大、更小、更便宜，工業電腦現在可以處理傳統上由PLC管理的任務，以及HMI、網關、AI應用程序等額外的工作負載。工業電腦通過GPU、TPU、VPU和NVMe SSD等性能提升器實現了這種工作負載整合。這種管理多個任務的能力減少了工廠車間所需的硬件數量。在接下來的部分中，我們將探討工業電腦和PLC之間的異同。

電腦和工業電腦有什么區別？

普通電腦和工業電腦共享類似的基本組件，如CPU、RAM、SSD和GPU。然而，工業電腦是專門為承受極端條件而設計的，例如極高或極低的溫度、沖擊和振動，而常規電腦很快就會發生故障。使工業電腦堅固耐用的特點包括無風扇設計、一體式機箱和使用工業級材料。此外，工業電腦具有高度的通用性。它們不僅支持最新技術，還支持工廠自動化中常用的舊技術，如串行端口、COM、M12連接器、DIO和GPIO。這種多功能性和耐用性導致工業電腦在制造自動化中的使用迅速增加。

PLC和工業電腦有什么區別？

運行

PLC在專為控制任務設計的實時操作系統上運行。它不斷監控來自連接設備的輸入，并根據其程序執行命令。這種專門的操作系統消除了對防病毒程序或注冊表清理程序的需求，提高了處理速度。工業電腦可以執行類似的任務，但使用Windows或Linux等操作系統，允許它們運行PLC上不可用的各種應用程序。這使得工業電腦功能多樣，能夠整合工作負載并減少硬件占用。然而，它們容易受到網絡攻擊，盡管先進的防病毒軟件和防火墻可以降低這種風險。

編程

PLC使用基于掃描的程序執行，通常使用IEC 61131-2標準，如梯形邏輯。相比之下，工業電腦在事件驅動軟件上運行，在Windows或Linux上運行，使用C/C++等編程語言與需要特殊培訓的梯形邏輯相比，這使得工業電腦更容易編程，并允許與機器和設備更大的兼容性。

安全

安全性在制造自動化中至關重要，如果遭到破壞，公司可能會損失數百萬美元。工業系統必須阻止未經授權的外部訪問，并根據權限限制用戶訪問。從歷史上看，PLC是安全的，不會受到惡意軟件的攻擊，但像Stuxnet這樣的攻擊已經顯示出漏洞。工業電腦也需要強有力的保護，通常使用TPM 2.0等防病毒軟件和硬件模塊來加密數據并防范威脅。

構建質量

PLC和工業電腦都是為惡劣環境而設計的。然而，工業電腦提供了無風扇設計、寬溫度范圍、抗沖擊和振動、高IP等級以及具有傳統支持的豐富I/O等功能。工業電腦通常更緊湊，并提供更多的安裝選項，如VESA、機架和din導軌。它們還包括動力點火管理等功能，使其適用于車載應用。

擴展能力

PLC和工業電腦控制各種設備進行監控和通信，配備多個COM端口和I/O功能。PLC通常具有內置的工業通信協議，如CANbus、Modbus和EtherCAT。帶有擴展插槽的工業電腦提供了更大的通用性，可以支持更多的I/O，包括LAN、USB和HDMI端口。與需要單獨HMI軟件的PLC不同，它們還可以獨立運行HMI應用程序。工業電腦可以通過無線網卡、5G模塊、SSD和GPU加速器進行擴展。

處理能力和存儲

PLC在專用自動化控制方面功能強大，可以很好地處理高速I/O和較小的應用程序。然而，隨著自動化變得越來越復雜，具有全處理器、大容量存儲和GPU、TPU和VPU等性能加速器的工業電腦在處理繁重的計算任務方面表現出色，例如具有機器視覺應用的智能裝配線。

費用

PLC對于較小的應用通常具有較低的初始成本，但隨著額外的計算能力或外圍設備的增加，PLC可能會變得昂貴。工業電腦的前期成本較高，但由于其可擴展性和較低的總擁有成本，為復雜任務提供了更好的價值。

總結——工業電腦與PLC

PLC和工業電腦在工業自動化中都有自己的位置。由于其堅固性、成本效益和安全性，PLC非常適合較小的特定自動化任務。工業電腦更適合需要高計算和存儲能力的復雜應用。它們為復雜任務提供了較低的總體擁有成本，并采用了現代網絡安全措施。通常，根據制造工藝的需要，兩者的結合可以平衡成本和收益。