隨著工業(yè)部門的快速發(fā)展，自動化已經(jīng)從奢侈品轉(zhuǎn)變?yōu)榻^對必需品。世界各地的工業(yè)越來越多地采用工業(yè)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(guān)鍵技術(shù)：可編程邏輯控制器（PLC）和電腦（PC）。兩者對于推動工業(yè)自動化至關(guān)重要，但它們的作用和應(yīng)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(yè)計算機。它設(shè)計用于可靠性和實時操作，能夠管理監(jiān)測傳感器輸入和控制執(zhí)行器輸出等任務(wù)。PLC可承受惡劣的環(huán)境，使用LadderLogic等語言進行編程，使PLC能夠高度定制以實現(xiàn)機器自動化。

PLC有各種尺寸和形狀，以滿足不同的工業(yè)需求。例如，微型PLC結(jié)構(gòu)緊湊，非常適合控制單機等小型獨立應(yīng)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(fù)雜過程。機架式PLC提供了適用于大規(guī)模操作的廣泛配置，例如管理發(fā)電廠。這一系列選項使行業(yè)能夠為特定應(yīng)用選擇合適的PLC，優(yōu)化操作，并提高各種環(huán)境中的效率和生產(chǎn)力。

由于半導(dǎo)體芯片的指數(shù)級進步，我國的計算機行業(yè)發(fā)展迅速，工業(yè)電腦在自動化行業(yè)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(yè)電腦現(xiàn)在可以處理傳統(tǒng)上由PLC管理的任務(wù)，以及HMI、網(wǎng)關(guān)、AI應(yīng)用程序等額外的工作負載。工業(yè)電腦通過GPU、TPU、VPU和NVMeSSD等性能提升器實現(xiàn)了這種工作負載整合。這種管理多個任務(wù)的能力減少了工廠車間所需的硬件數(shù)量。在接下來的部分中，我們將探討工業(yè)電腦和PLC之間的異同。

電腦和工業(yè)電腦有什么區(qū)別？

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

PLC和工業(yè)電腦有什么區(qū)別？

運行

PLC在專為控制任務(wù)設(shè)計的實時操作系統(tǒng)上運行。它不斷監(jiān)控來自連接設(shè)備的輸入，并根據(jù)其程序執(zhí)行命令。這種專門的操作系統(tǒng)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(yè)電腦可以執(zhí)行類似的任務(wù)，但使用Windows或Linux等操作系統(tǒng)，允許它們運行PLC上不可用的各種應(yīng)用程序。這使得工業(yè)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?nèi)菀资艿骄W(wǎng)絡(luò)攻擊，盡管先進的防病毒軟件和防火墻可以降低這種風(fēng)險。

編程

PLC使用基于掃描的程序執(zhí)行，通常使用IEC61131-2標準，如梯形邏輯。相比之下，工業(yè)電腦在事件驅(qū)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(xùn)的梯形邏輯相比，這使得工業(yè)電腦更容易編程，并允許與機器和設(shè)備更大的兼容性。

安全

安全性在制造自動化中至關(guān)重要，如果遭到破壞，公司可能會損失數(shù)百萬美元。工業(yè)系統(tǒng)必須阻止未經(jīng)授權(quán)的外部訪問，并根據(jù)權(quán)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(jīng)顯示出漏洞。工業(yè)電腦也需要強有力的保護，通常使用TPM2.0等防病毒軟件和硬件模塊來加密數(shù)據(jù)并防范威脅。

構(gòu)建質(zhì)量

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

擴展能力

PLC和工業(yè)電腦控制各種設(shè)備進行監(jiān)控和通信，配備多個COM端口和I/O功能。PLC通常具有內(nèi)置的工業(yè)通信協(xié)議，如CANbus、Modbus和EtherCAT。帶有擴展插槽的工業(yè)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(yīng)用程序。工業(yè)電腦可以通過無線網(wǎng)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(yīng)用程序。然而，隨著自動化變得越來越復(fù)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(yè)電腦在處理繁重的計算任務(wù)方面表現(xiàn)出色，例如具有機器視覺應(yīng)用的智能裝配線。

費用

PLC對于較小的應(yīng)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(shè)備的增加，PLC可能會變得昂貴。工業(yè)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(fù)雜任務(wù)提供了更好的價值。

總結(jié)——工業(yè)電腦與PLC

PLC和工業(yè)電腦在工業(yè)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(wù)。工業(yè)電腦更適合需要高計算和存儲能力的復(fù)雜應(yīng)用。它們?yōu)閺?fù)雜任務(wù)提供了較低的總體擁有成本，并采用了現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)安全措施。通常，根據(jù)制造工藝的需要，兩者的結(jié)合可以平衡成本和收益。