基于PC機(jī)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)的未來前景
| 當(dāng)今，人們在自動(dòng)化控制的環(huán)境和應(yīng)用過程中會(huì)越來越多地遇到PC。大多數(shù)情況下，它們擔(dān)負(fù)著制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)中的操作和監(jiān)控、數(shù)據(jù)處理或連接的任務(wù)。除此之外，對于每種任務(wù)來說，PC還都是一種理想的開放式平臺(tái)。 PC一個(gè)較大的優(yōu)點(diǎn)就是其近乎無限制的存儲(chǔ)器容量，這使得其在大量數(shù)據(jù)云集的自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用更具有吸引力。例如，當(dāng)智能外圍設(shè)備必須傳輸越來越復(fù)雜的狀態(tài)數(shù)據(jù)、配置數(shù)據(jù)和參數(shù)數(shù)據(jù)時(shí)，或者要求控制質(zhì)量較高時(shí)，其優(yōu)勢更加明顯。 在這種情況下，如果PC同時(shí)還用于中央控制任務(wù)，基于PC的自動(dòng)化控制解決方案將不僅僅是性能變得更為可靠，而且還可以節(jié)省硬件和敷設(shè)電纜的大量費(fèi)用。 插槽式還是柔性化? 如果對實(shí)時(shí)控制的要求較低，使用軟件PLC(可編程控制器)就足夠了，它可直接安裝在Windows NT系統(tǒng)中。對于要求較高的確定性任務(wù)來說，可使用帶實(shí)時(shí)擴(kuò)展子系統(tǒng)(VenturCom)的WinAC RTX版?，F(xiàn)在VenturCom已經(jīng)擴(kuò)展并制訂了實(shí)時(shí)系統(tǒng)Quasi標(biāo)準(zhǔn)，作為Microsoft的指定供應(yīng)商，Venturcom為了將來的技術(shù)革新，與Windows NT也進(jìn)行了兼容。如果對可靠性和控制性能要求較高，建議使用插槽式PLC，通過自有操作系統(tǒng)控制，并且能夠確保數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和精確的重新啟動(dòng)。對于投資的安全性來說，所選解決方案最好能使用戶程序在改變要求時(shí)，能從一個(gè)軟件PLC毫無問題地傳送到一個(gè)插槽式PLC或一個(gè)可編程控制器上。如果是一般的設(shè)計(jì)要求，當(dāng)然也要要求PC能夠與小型控制設(shè)備或智能現(xiàn)場設(shè)備協(xié)同。 基于PC的自動(dòng)化的理想選擇：Simatic WinAC 基于PC的自動(dòng)化Simatic WinAC(視窗自動(dòng)化中心)可以保證做到這一點(diǎn)，因?yàn)閃inAC是全集成自動(dòng)化的組成部分。使用Step 7語言編程的應(yīng)用程序，如果需要的話，可以從PC機(jī)上被毫無改變地傳送到可編程控制器上。一次寫好的程序可以根據(jù)最終客戶的需要，不用轉(zhuǎn)換就可在可編程控制器或PC上運(yùn)行。用戶在使用HMI軟件操作和監(jiān)控時(shí)，如Simatic ProTool/Pro和WinCC，也將會(huì)從全集成自動(dòng)化的通用性中受益，因?yàn)槠湓O(shè)計(jì)軟件和編程軟件也使用相同的數(shù)據(jù)平臺(tái)，如Step 7。 Simatic WinAC可作為軟件PLC用于數(shù)據(jù)采集自動(dòng)化任務(wù)，或作為插槽式PLC用于確定性、安全性要求較高(WinAC插槽式412型或者416型)的任務(wù)。目前使用VentureCom實(shí)時(shí)核心部件、基于軟件PLC的實(shí)時(shí)解決方案已由用戶首次進(jìn)行了測試。 WinAC插槽式412型PLC在功能上相當(dāng)于Simatic S7-412型，WinAC插槽式416型在功能上相當(dāng)于Simatic S7-416型。這兩種插槽式PLC都可在任何PC中安裝。在基本配置中，即在沒有數(shù)據(jù)緩沖的情況下，就只需一個(gè)PLC插槽即可。并且如果插槽式PLC可以不受PC控制獨(dú)立運(yùn)行，只需要選擇一個(gè)電源板就夠了(PS擴(kuò)展板)。 基于PC的自動(dòng)化Simatic WinAC的******硬件平臺(tái)是Simatic工業(yè)PC，其機(jī)械強(qiáng)度和電磁兼容性能使它完全適用于工業(yè)，并且允許直接在機(jī)器上運(yùn)行。工業(yè)PC與辦公PC不同，一般都提供有備件。 運(yùn)動(dòng)控制和其他技術(shù)功能的集成 許多自動(dòng)化控制任務(wù)中都涉及到運(yùn)動(dòng)控制，如果要進(jìn)行非常復(fù)雜的計(jì)算，例如復(fù)雜的算法或幾軸聯(lián)動(dòng)時(shí)需要考慮許多因素，而現(xiàn)在在PC上就可輕松實(shí)現(xiàn)，前提是要具有一個(gè)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，使得通過PC(以下也稱為MC插接板)就可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制，同時(shí)功能強(qiáng)大的內(nèi)部PCI總線也確保了所需要的較高的響應(yīng)速度。對于這種控制任務(wù)來說，安裝有實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的基于PC的解決方案將具有較大的效率和成本優(yōu)勢。 對于較復(fù)雜的局部任務(wù)解決方案如搖擺、劑量分配或運(yùn)動(dòng)控制，許多編程人員更偏愛使用高級語言，如C／C++語言，相關(guān)的控制功能塊一般必須從專門的供應(yīng)商那里才能獲得。這種在市場上可買得到的用戶功能塊，同樣要求PC應(yīng)如數(shù)據(jù)處理程序一樣，作為一個(gè)集成平臺(tái)。 為了將不同的技術(shù)解決方案，例如MC解決方案，捆綁在控制程序中并能協(xié)同運(yùn)行，必須使用通用開發(fā)工具。帶有開放性開發(fā)工具包(Open Devetopment Kit，ODK)的Simatic WinAC便是這樣一種工具。使用這種工具，任意用戶程序和PC插接板都可集成在控制器的調(diào)用循環(huán)中。這樣，就可以進(jìn)行快速、同步的數(shù)據(jù)交換。 PC也可應(yīng)用于非工業(yè)開發(fā)領(lǐng)域：例如超市或停車場中的監(jiān)控?cái)z像機(jī)。它們首先可以減輕各種工業(yè)設(shè)備或技術(shù)非常欠缺地方的維修和保養(yǎng)人員的工作量。類似的，這也適用于辦公領(lǐng)域的交叉區(qū)，相比較而言，PC價(jià)格較便宜，不用再通過工業(yè)通訊系統(tǒng)的接口，例如Profibus或AS接口就可連接這種自動(dòng)化解決方案的組件。對于每一種自動(dòng)化控制任務(wù)，在市場上都可通過選擇PC的硬件和軟件找到一種在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上都可謂是量身定制的解決方案。 集成全世界所有業(yè)務(wù)過程 與制造執(zhí)行和企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)的連接，使基于PC的自動(dòng)化解決方案意義非同尋常。使用Windows作為操作系統(tǒng)，使用TCP／lP做為辦公環(huán)境的通訊標(biāo)準(zhǔn)，PC可以在自動(dòng)控制和管理平臺(tái)之間建立一種最好的接口，這將使OPC接口和ActiveX控件存取過程數(shù)據(jù)變得更為簡單。 最終PC還是最適宜應(yīng)用于自動(dòng)化控制平臺(tái)：通過Internet/Intranet，連接全世界信息流中的制造過程?，F(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了通過Internet技術(shù)操作和監(jiān)控設(shè)備，需要時(shí)還可以通過傳統(tǒng)的瀏覽器訪問控制信息，由此，在本地就可以及時(shí)地排除故障，減少維修工作量。通過因特網(wǎng)，還可定購設(shè)備備件，降低庫存和任務(wù)準(zhǔn)備成本。 無限制的自動(dòng)化解決方案 由于PC的效率和PC的多才多藝，PC在自動(dòng)化控制領(lǐng)域中的應(yīng)用迅猛增長，基于PC的自動(dòng)化解決方案每年大約增加20%?；赑C的自動(dòng)化Simatic WinAC和Simatic工業(yè)PC為自動(dòng)化控制領(lǐng)域提供了一種嶄新的發(fā)展機(jī)遇。PC越來越多地承擔(dān)著控制任務(wù)或協(xié)同下級小型控制器或智能現(xiàn)場設(shè)備的控制任務(wù)，另外，隨著因特網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用和所有業(yè)務(wù)過程的集成發(fā)展，PC在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用具有廣闊的發(fā)展空間。 |
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