引言 过去一段时间,在工业控制领域形成有两个竞争阵线,有些说PC能很好地用于控制,而有些人说PC永远不适合用于工厂的环境。今天,这些竞争对手很容易接受PC机用于许多工业生产控制的现状,因为一个接一个的制造商已经在部分生产中采用了PC控制方案。因此,传统上坚持PC是办公机器,不适合工厂灰尘环境的观点也会发生转变。 下面我们将针对基于PC的工业控制系统(PCBCS)和其他控制系统相比存在的优势和不足进行分析。 从21世纪中期工业控制系统的出现以来,工业生产自动化的程度不断提高,应用于工业控制现场的仪器仪表种类,系统中需要采集、处理和控制的信号越来越多、越来越复杂,这就使得工业控制系统的地位在整个工业发展中越发变得重要。为了适应整个工业生产的发展,现代工业控制系统随着社会生产的发展而不断的发展和进步。和模拟仪表、PLC、DCS、FCS等控制系统相比,基于PC(适用于工业现场的工业PC或普通PC)的工业控制系统(PC-Based Control System, PCBCS)能更加快速有效地进行数据处理和相互通讯,能灵活地在工业控制环境中控制各个终端并且相互之间能快速通信,也使得控制系统能和上层管理系统紧密结合在一起,便于生产的监控和管理。而且,更重要的是,它是一种完全开发的系统,非常利于产品的开发维护和升级,所以其在工控领域得到了普遍认同,相关的应用领域迅速扩大,成为工控领域的一种新趋势。 PCBCS的组成结构和它的开放性 PCBCS控制系统主要由三部分组成:PC;智能或非智能的I/O组件;特定应用软件。PC一般指工业PC机,有时也可能是普通PC,视工作环境而定。PC是整个控制系统的核心,具备数据处理,获取数据信息,发出控制信号、与其他PC通信及操作显示等多项功能。I/O组件一般指控制终端,数据采集终端及其连接件。这些组件主要应用于现场环境下,是整个控制系统的外围结构,不仅包括普通的I/O端口,也包括一些智能终端,甚至是小型的PLC等,控制着整个自动化生产线。特定的应用软件安装于PC中,指挥和协调整个控制系统能够稳定有效地工作,相对于硬件电路变得简单和模块化,硬件成本的大大降低,应用软件的编制相对变得复杂。 相对于以前的DCS、FCS等控制系统,PCBCS是一个在各方面完全开放的控制系统。其他控制系统,如PLC、DCS等控制系统虽然整体性能优越,系统集成性好,但是开放性不好,接口数量有一定限制,成本相对较高,产品升级和改造受限。最近兴起的FCS,虽然总线协议是开放的,但仍然存在着多种现场总线共存的局面,很难有某一种总线协议完全取代其他总线协议。也造成了产品开发和维护的极大不便。PCBCS则不存在这些问题,允许任何人在已有系统软件基础上开发自己的应用软件,软件的编制自由度大大提高,并不需要某种协议来约束。应用于系统的组件也是完全开放的,不用再像以前那样必须选用遵循某一协议或是某一公司专有的组件,用户可以在某一通用标准上选择性能更好,价格更合理的产品用以系统的设计和维护,大大降低了产品的开发和维护费用。 PCBCS控制系统的优点 一、 系统成本大大降低 二、 处理速度和通信速度非常快,信息存储量大 三、 易于将过程控制、批量控制以及运动控制等合为一体 四、 系统设计、调试和维护简单,上层信息的存取很简便更快,更好的设计出整个控制系统。 五、 系统软件的可移植性好 六、 控制、人机界面及编程功能易于集成等 PCBCS控制系统的缺点 由上面可以看出,PCBCS作为控制系统的主体在性能和成本方面优势非常明显。但在底层控制中存在不足。而DCS、FCS是基于仪表的控制系统,在底层控制中有着显著的优越性。它通过现场总线连接各检测控制装置,通过一组或几组网络线把来自不同厂家,不同标准的数量庞大的传感器、执行器、回路调节器和其他仪表连接起来,实现数据交互。这样不仅降低了系统造价,而且提高了工程进度和系统的可靠性,所以它可以作为PCBCS中一种不可或缺的补充。 并且,在当今这个时代,全球范围内的网络信息化程度很高,电脑应用技术非常广泛,每个企业、公司的正常工作对计算机的互联网系统越来越重视。这种电脑网络应用在很大程度上提高了人们的工作效率,然而互联网的这种开放性也对各个行业的信息安全带来很大的隐患。怎样控制内部系统的资源、保护已有的各种数据、预防侵入病毒是所有行业都要考虑的问题。在这些行业中,工业控制中的工控机网络安全是最需要考虑的。 总结 而在实际的PC控制系统开发中,主要考虑以下几个问题: 1. Windows系统是否足够稳定(能否保证持续运行不宕机) 2. Windows系统能否保证实时响应(除WinCE外都是非实时系统,进行实时扩展会增加成本) 3. 网络通信要求实时性高,网络传输要有确定性 4. 数据安全,以及工业现场联网后如何保证网络安全 转自【CSDN社区】卢华东的博客
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