與可編程序控制器(plc)最初的任務(wù)相比，自動(dòng)化控制器的功能遠(yuǎn)不止取代繼電器?，F(xiàn)在，控制器可以集成邏輯、運(yùn)動(dòng)、機(jī)器人，并與其他機(jī)器和管理系統(tǒng)通信。性能可以從簡(jiǎn)單的設(shè)備到多核處理器。
傳統(tǒng)PLC、可編程自動(dòng)化控制器(PAC)和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)(IPC)之間的區(qū)別主要與處理能力和性能有關(guān)，但現(xiàn)在它們之間的邊界逐漸模糊。由于國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)61131編程規(guī)范的符合性，控制軟件在一定程度上被標(biāo)準(zhǔn)化。后臺(tái)運(yùn)行的強(qiáng)大實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)避免了對(duì)軟件操作系統(tǒng)的依賴。因此，如果更改到"基于英特爾的或基于AMD的"，Word"基于IPC的控制"可能更加精確，并且可以反映所使用的強(qiáng)大的主流處理器。
由于當(dāng)前的自動(dòng)化控制器可以做的不僅僅是邏輯處理，PLC可能是一個(gè)過(guò)時(shí)的術(shù)語(yǔ)。由于所有自動(dòng)化控制器都是可編程的，因此PAC中的“P”似乎是多余的。控制器基本上是一臺(tái)可以在同一處理器上運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)(實(shí)時(shí)，Microsoft Windows和Linux)的計(jì)算機(jī)。 IPC可用于控制，數(shù)據(jù)收集和新興任務(wù)，如邊緣計(jì)算。
傳統(tǒng)的plc i/o通信的響應(yīng)時(shí)間取決于網(wǎng)絡(luò)性能、節(jié)點(diǎn)數(shù)、通信量、cpu性能和cpu負(fù)載。iec61131技術(shù)的設(shè)計(jì)，更加嚴(yán)格的集成和開(kāi)放、集中的軟件管理和分散的程序執(zhí)行，可以提高性能。
控制器功能的考量
在同一個(gè)軟件環(huán)境中，在同一個(gè)程序中，在同一個(gè)處理器上運(yùn)行，協(xié)調(diào)所有機(jī)器的功能已成為一種流行趨勢(shì)。這需要機(jī)器同步和模塊化代碼結(jié)構(gòu)，從而使有組織、有凝聚力的方法成為可能。盡管如此，有些領(lǐng)域不需要太多的集成控制，比如簡(jiǎn)單的應(yīng)用程序，沒(méi)有擴(kuò)展計(jì)劃。應(yīng)用程序的復(fù)雜性和性能要求決定了自動(dòng)化控制器的規(guī)格。在選擇控制器時(shí)，需要考慮許多因素。根據(jù)應(yīng)用程序的不同，您可能需要考慮以下幾點(diǎn)。
●邏輯
邏輯控制的基本需求是我們繼續(xù)調(diào)用自動(dòng)化控制器PLC的原因。 PLCopen是一個(gè)負(fù)責(zé)維護(hù)和擴(kuò)展IEC61131-3編程標(biāo)準(zhǔn)范圍并管理大量知識(shí)，培訓(xùn)和庫(kù)的組織。該組織的活動(dòng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了邏輯控制的范圍，包括體育，安全，OPC統(tǒng)一架構(gòu)(UA)，XML等。
●多軸運(yùn)動(dòng)
根據(jù)應(yīng)用復(fù)雜度和運(yùn)動(dòng)同步的不同要求，自動(dòng)控制器可以控制幾十個(gè)甚至幾百個(gè)運(yùn)動(dòng)軸。隨著摩爾定律和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展，不再需要獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)控制器或具有專用運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)器人控制器。
●網(wǎng)絡(luò)安全
在北美，硬連線網(wǎng)絡(luò)安全仍然是首選.控制機(jī)的網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)施和設(shè)備運(yùn)行在同一網(wǎng)絡(luò)上，已被證明是一種有效的控制功能。
網(wǎng)絡(luò)安全性可以通過(guò)控制處理器上的冗余核心實(shí)現(xiàn)，以將安全控制器分離到小型系統(tǒng)中的安全輸入/輸出(I / O)。網(wǎng)絡(luò)安全還延伸到運(yùn)動(dòng)安全和機(jī)器人技術(shù)，允許機(jī)器以安全模式運(yùn)行而不是直接關(guān)閉，從而提供卓越的運(yùn)行效率。
●機(jī)器人集成
同一個(gè)自動(dòng)化控制器可以集成多個(gè)delta機(jī)器人、scara機(jī)器人、關(guān)節(jié)式和龍門(mén)式機(jī)器人以及其他機(jī)器功能。此外，它還可以在iec61131-3兼容環(huán)境下執(zhí)行運(yùn)動(dòng)功能。由于內(nèi)置的堆疊算法，以組裝模式，專用的機(jī)器人控制器可以繼續(xù)提供有價(jià)值的功能。
●機(jī)器監(jiān)控
監(jiān)控機(jī)器的運(yùn)行是預(yù)測(cè)維修計(jì)劃和減少計(jì)劃外停機(jī)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。該控制器可與現(xiàn)有的溫度傳感器、加速度計(jì)等傳感器相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際情況的監(jiān)控。機(jī)器監(jiān)視還有助于在災(zāi)難性故障發(fā)生之前檢測(cè)異常。能量監(jiān)測(cè)還可用于壓縮空氣、加熱器和烘干機(jī)中的天然氣以及過(guò)程中的水。
●數(shù)據(jù)處理
自動(dòng)化控制器可以是網(wǎng)絡(luò)，OPCUA服務(wù)器和客戶端。他們能夠收集工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)數(shù)據(jù)并從云或終端接收指令以優(yōu)化流程。自動(dòng)化控制器通常將數(shù)據(jù)發(fā)送到制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)，企業(yè)資源規(guī)劃(ERP)，總設(shè)備效率(OEE)，可信平臺(tái)模塊(TPM)和產(chǎn)品生命周期管理(PLM)軟件。在IIoT環(huán)境中，接收有用的分析數(shù)據(jù)也很重要。
●自動(dòng)配置
以前，更換新組件(如驅(qū)動(dòng)程序)必須手動(dòng)確定并加載設(shè)備的正確固件版本?，F(xiàn)在，自動(dòng)化控制器可以自動(dòng)讀取設(shè)備并提醒技術(shù)人員進(jìn)行必要的調(diào)整，而無(wú)需人工干預(yù)。
●通信能力
如今，即使是低成本的控制器也有一個(gè)或多個(gè)以太網(wǎng)通信端口，這些端口與hmi、管理系統(tǒng)、編程和其他非時(shí)間關(guān)鍵任務(wù)進(jìn)行通信。控制器支持某些類型的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，如以太網(wǎng)/IP協(xié)議、EtherCAT協(xié)議、Powerlink協(xié)議、PROFINET協(xié)議等，以形成確定性網(wǎng)絡(luò)，這已經(jīng)是非常普遍的做法。不幸的是，目前還沒(méi)有被廣泛接受的工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，可以提供適合于機(jī)器控制的高速、確定性通信。
●安裝形式
以下是三種常見(jiàn)的自動(dòng)化控制器安裝形式。
1)IP20，機(jī)柜安裝：這是傳統(tǒng)PLC的常見(jiàn)安裝形式，帶有單獨(dú)的人機(jī)界面，通常使用整體、背板/軌道安裝I/O或遠(yuǎn)程安裝I/O模塊。
(2)IP 65/67/69K密封、基座或前面板安裝：該形式集成了人機(jī)界面和控制器，采用搖臂安裝，充分發(fā)揮了裝置的人機(jī)工程學(xué)優(yōu)勢(shì)，越來(lái)越受到人們的青睞。
3)IP20，柜式工業(yè)計(jì)算機(jī)，配備獨(dú)立HMI：就像集成表格一樣，這種表格也可以作為具有實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，各種計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的控制器?？刂破骺梢允仟?dú)立的，工業(yè)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)用于非控制任務(wù)，例如邊緣，霧或云計(jì)算。歷史庫(kù)，序列化和視覺(jué)檢查也是常見(jiàn)的應(yīng)用程序。
●可擴(kuò)展性
盡管軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境通常與硬件(超小型、微型、中型和大型可編程邏輯控制器)相關(guān)，但它們也可以獨(dú)立于硬件開(kāi)發(fā)環(huán)境工作。這意味著您可以先對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行編程，然后選擇或更改控制硬件。這種靈活性可以擴(kuò)展到電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器類型。低端步進(jìn)或轉(zhuǎn)換器可與高端伺服共享同一程序。當(dāng)一系列設(shè)備被設(shè)計(jì)成允許重用關(guān)鍵軟件元素時(shí)，可伸縮性需求就顯得尤為重要。
●CPU性能
從低到多核有許多類型的處理器，但是它們的性能彼此重疊。因此，建議與技術(shù)提供商的技術(shù)支持和銷售工程師合作。
●內(nèi)存
固態(tài)存儲(chǔ)器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化控制器，可移動(dòng)介質(zhì)(如C-Fast卡)以及對(duì)永久性安裝更具成本敏感性的應(yīng)用中?？梢苿?dòng)內(nèi)存的優(yōu)點(diǎn)是可以輕松更換，便于制作和存儲(chǔ)備份，并且可以輕松擴(kuò)展內(nèi)存容量。
