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包装设备业PLC与PC-based控制应用市场分析
2006年6月26日 9:1  来源:中国机电企业网

   长期以来,PLC始终活跃于工业自动化控制领域的主战场,为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用。其主要原因在于,它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案,适合于当前工业企业对自动化应用的需求。

    随着PC及因特网时代的到来,工业PC或PC-based控制器由于可以完全融入到网络时代的信息系统中,具有网络系统的基本特性,即具有高性能、低价格、系统开放、丰富的人才基础等优势,因此PC-based控制器一经出现就具有很强的生命力,发展极为迅猛。有观点说,PC-BASED控制器将取代传统PLC,当然首先必须解决可靠性及编程问题。近几年来,这些问题已基本得到解决,PC-based控制器从外观到可靠性也都开始可以与PLC相近。在编程方面,由于IEC61131-3编程语言标准的推出和广泛采用,为PC-based控制器的高速发展铺平了道路。这样,PC-based控制器不仅具有PC的优势,也具有传统PLC的优势。它可无缝地融合到网络时代的信息系统中。

    那么,PC-based一定会取代PLC吗?二者应用于包装生产线时,它们各自发挥着何种不同的作用?本期PA论坛,让我们听听来自三位专家的看法,并对参与我们论坛的专家表示感谢!

    贝加莱工业自动化公司行业销售经理董继鑫

    在自动控制领域,PLC技术和PC-based技术是当前比较具有代表性的控制技术,两者的技术起源和发展有较大的差异。

    PLC(ProgrammableLogicController)产生于上世纪70年代初。最早的PLC是以替换继电器系统的角色出现,其主要实现的功能仅仅是逻辑简单的顺序控制功能。PLC一经出现,就以其高可靠性、小体积和直观的编程模式而显示出强大的生命力,成为自动控制领域的“明星”。

    PC-based是一种基于PC技术的控制系统。最早的PC-based控制系统是以工控机为核心,通过扩展带PCI接口的专用板卡组成。PC-based借助于IT技术的发展,在运算、存储、组网和软件开放性方面具有优势。

    从以上的阐述可知,PLC和PC-based两者在技术特点上存在明显区别。PLC具有体积小、功耗低、抗干扰能力强;具有很高的可靠性,其平均无故障率时间间隔(MTBF)可达50万、甚至100万个小时;具有简单直观的编程模式(如梯形图);具有内部实时时钟。而PC-based具有大运算能力;具有开放标准的系统平台和PCI接口;精美且低成本的显示技术;丰富的组网能力。但系统的可靠性略差,如性能较好的IPC的平均无故障时间间隔约5万小时。此外,PC-based虽然具有很强的CPU,但其多任务操作系统是非实时的,所以程序的循环周期反而没有高性能的PLC快。

    这些差异决定了PLC和PC-based两者在包装机械上发挥不同的作用。PLC通常处于设备底层,为设备提供可靠的、实时的控制,包括IO和Motion方面的控制。而PC-based通常处于设备的操作层,用于数据的采集、存储和人机界面显示等。就目前国内的包装机械的发展水平来说,与国际领导厂商相比还存在较大差距,拥有高度自动化和大型化的成套包装机械设计、生产能力的厂商不多。控制简单、自动化程度较低的单机设备占绝对主流,所以基本都采用PLC作为控制器。

    随着中国包装技术的飞速发展,未来包装设备的控制器应该能够融合PLC和PC-base两者的技术优势。事实上现代控制技术发展的确呈现出这种趋势,如贝加莱公司的B&R2005系列PCC控制器就是这种发展趋势的杰出代表。下图是CP382(B&R2005系列中较具代表性的CPU)系统结构图,我们很难界定它到底是PLC,还是PC-based,也许说CP382是一款PC-based的PLC更恰当。

    在运算能力方面,CP382采用了中央处理器IntelPIII500的处理器,具有超强的运算能力,包括浮点运算能力;在组网通讯方面;CP382具有3个aPCI插槽,具有非常强大的组网能力,兼容目前行业内流行的现场总线技术,同时标配了Ethernet、USB、RS232接口;在存储方面,采用CompactFlash卡,如今4G的CompactFlash卡已经很流行,在包装机械行业的应用已绰绰有余;在操作系统方面,贝加莱采用的Runtime定性分时多任务操作系统,兼有了多任务特点和实时性特点;在控制软件编程方面,可以采用六种语言编程,包括ANSIC和Basic两种高级语言。

    这种融合了PLC和PC-based的控制器,其技术优势是非常明显的,势必成为未来包装机械自动化的主流控制器。

    北京和利时系统工程股份有限公司事业部总经理徐昌荣

    尽管PLC和PC-based均可用于包装设备自动化,但二者的侧重点有所不同。PLC更适合于设备控制,而PC-based更多地用于设备运行状态的监视。相对于PC-based而言,PLC具有配置灵活、体积小、适应恶劣环境、抗干扰性强、可靠性高等优点,但在软件功能及系统开放性等方面比PC-based稍差。当然,随着计算机技术和控制技术的不断发展,PLC和PC-based都在吸收对方的优点,以适应更多的应用现场。就我所了解的情况而言,PLC在包装设备中的应用远远多于PC-based在包装设备中的应用。

    凭借十几年工业控制产品的开发经验和雄厚的技术积累,和利时公司研制出新一代小型一体化PLC产品HOLLiAS-LECG3。该产品已在各类包装设备中成功应用,应用案例包括DXD自动包装机、挂面包装机等。应用G3PLC控制的DXD全自动包装机集送料、制袋、填充、封切等包装工序于一体,具有电眼跟踪、PLC控制、无级变速纠偏等功能,计量精确,符合行业标准,具有性能稳定、操作方便、运行效率高等优点。DXD全自动包装机的电气控制部分由人机界面操作系统(HMI)、拉袋控制系统、制袋控制系统、送纸控制系统、电眼控制系统和送料计量控制系统组成,该系统具有先进、经济、实用、可靠、灵活的显著特点,不仅提高了包装设备的安全性和经济性,而且大大提高了系统的灵活性,为不同客户的不同需求提供了灵活的解决方案。

    随着包装设备自动化需求的不断增多,越来越多的包装设备厂商考虑在其设备中配备先进的自动化产品,以提高产品的技术含量,提升市场竞争力。个人认为,在通用设备中,用户更倾向于采用PLC加HMI的方式对包装设备进行控制。在部分具有特殊需求的设备中,一部分用户也可能会采用PC-based作为自动化解决方案,或者用PLC加PC-based的解决方案。总之,就产品的可靠性、稳定性、灵活性、性价比等方面考虑,PLC在包装设备自动化领域比PC-based具有更广阔的应用前景。

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