内部マシン：PCとPLC-制御オプションの比較

T 1970年代に、PLCまたはプログラマブルロジックコントローラーが導入されました。 、これにより、産業環境での自動化の実現方法が一変します。その頑丈さで知られています d設計とスケーラブルな実装により、PLCはすべての主要メーカーによって採用され、今日まで産業用自動化の標準となっています。アレンブラドリー、オムロン、シーメンス、AEGなどが PLCのリーダーになりました 製造業、そしてすぐにコントローラーは、過酷な産業条件に耐えながら、コンピューターの処理能力を備えました。

パーソナルコンピュータへの新たな関心が高まり始めたのは1990年代になってからでした。主な理由は、プロセッサ速度の向上、サイズの縮小、およびコストの低下傾向でした。業界はまた、PLCを含む他のマシンに対して提供した監視制御のレベルのために、PCを工場に組み込み始めました。

しかし、今日、PLCとPCの両方が同様の機能を開発しているため、制御エンジニアが使用する製品を決定することは非常に困難です。これら両方の製品のコア機能を見てみましょう。

PLC リレーパネルやスイッチボックスに代わる、より合理化された、削減された、柔軟性が高く頑丈な代替品として設計されました。通常、特定のタスクが割り当てられ、事前にプログラムされてから実行されました。ただし、カスタマイズはPLCが提供しなければならない別の要因であったため、すべてのプログラミングアクティビティに固有の言語と構造が選択されました。 「ラダーロジック」として知られています 、これにより、状況に応じてコードをすばやくカスタマイズできました。これらすべてに加えて、PLCは、電磁放射、振動、および汚染の矢面に立たされなければなりませんでした。時間の経過とともに、PLCは技術の開発にも追いつく必要がありました。間もなく、イーサネット接続、PIDプロセス制御 統合された安全性はPLCの一部となり、PLCの長い機能リストに追加されました。

PCは最終的に、機能の点でPLCと一致する機能を開発しました。さらに、カードスロットとポートが利用できるため、堅牢性とカスタマイズ性が維持されました。 PCの処理能力は、リアルタイムカーネルが含まれているため、PLCよりも優れていることが多く、タイムクリティカルなタスクを実行し、制御アルゴリズムを実装できます。

最終的な目標は、産業資産に対する堅牢で効率的かつ信頼性の高い管理です したがって、PLCとPCのすべてのクレデンシャルは、より良い理解と論理的な結論を得るために、直接対決する必要があります。

操作

標準のPLCには、専用プロセッサを使用したリアルタイムオペレーティングシステムが組み込まれており、制御操作中の高度な信頼性を確保します。 PLCのOSは、制御に関連するタスクを実行するために特別に設計されているため、ウイルス対策プログラムやレジストリクリーナーなどのユーティリティは必要ありません。これにより、システムの処理スループットが向上し、重要なパラメータを監視するためにより多くの処理サイクルが使用されるようになります。

PCは、リアルタイムカーネルと関連するオペレーティングシステムを使用して設計されており、処理機能の点でPLCと首を並べています。 PCの信頼性は、システムクラッシュの以前の経験が非常に一般的であったため、問題がありました。ただし、この制限は、業界で使用するために特別に構築されたより単純なOSによってすぐに解消されました。

したがって、PLCとPCは現在、動作に関して同じレベルにあります。

ハードウェア統合

今日の産業要件は、20年前の要件とはもはや類似していません。 PLCとPCの両方が、通信、監視、および制御のために多数のデバイスを制御する必要があるため、十分な拡張機能を備えている必要があります。よく知られている産業用通信プロトコルには、Profbus、CANbus、Modbus、EtherCAT、EtherNET/IPなどがあります。

PLCとPCの両方がこれらのフィールドバスオプションを提供していますが、PLCにはデフォルトでこれらすべての機能が組み込まれています。対照的に、PCは、特定のプロトコルをサポートするために拡張カードを必要とする場合があります。ただし、PCの拡張スロットの数が多いということは、より多くのカスタマイズが可能であり、さまざまなインターフェイスを操作に利用できることを意味します。

これにより、高度な高解像度イメージングや複数の予期しない処理要件を持つその他のタスクの処理に関して、PCがPLCよりも優先されます。さらに、メモリを必要とするタスクをPLCを使用して実行する場合は、動的パラメータと接続に対応するために、補助的な産業用PLCをインストールする必要があります。

セキュリティ

デバイス間の接続性が向上したため、サイバースパイは常に増加しています。継続的な稼働時間と最大の生産性を確保するには、産業用セキュリティが最も重要です。 PLC/PCが考慮する必要のあるセキュリティの基本的な側面は2つあります。

• 外部からの不正アクセスのブロック
• 権利/指定に従ってユーザーアクセスを制限する

従来、PLCはマルウェア攻撃の影響を受けないと考えられてきましたが、これはある程度真実です。 PLCは専用のOSと限られた機能を備えているため、PCに比べて攻撃のリスクが低くなります。ただし、シーメンスのPLCを標的とするマルウェアである「Stuxnet」のエピソードなどの最近のエピソードは、ウイルスに耐性があるというPLCの評判を低下させています。それでも、そのような攻撃の記録されたインスタンスは非常に限られています。それに比べて、PCはマルウェア攻撃に対して非常に脆弱であり、最高のウイルス対策保護と監視が必要です。

プログラミング

PLCからでもPCからでも、最適な効率を得るにはプログラミング環境と言語が不可欠です。 PLCとPCの主な違いの1つは、プログラムの開発と実行の方法です。 PLCは通常、スキャンベースのプログラム実行に従いますが、PCソフトウェアは通常イベント駆動型です。実行スタイルが異なれば、プログラミング哲学も異なります。

PLCは、IEC61131-3規格で指定された言語を使用してプログラムされます。 、つまりラダーロジックまたはプロプライエタリベンダー言語。それに比べて、PCベースのプログラムはC / C++/。NETなどの言語を使用します。プログラマーの専門知識にのみ依存しているため、他の言語よりも優れているとは言えません。しかし、PCベースのソリューションとコースの傾向が高まっているため、プログラマーはラダーロジックと比較してC / C++/。NETの柔軟性が高いと感じる可能性が高くなります。

コストに関する議論

これは議論中の最後のトピックかもしれませんが、最も重要なトピックの1つです。今日の自動化と制御の問題は多面的であり、複数の方法で解決できます。 PCベースまたはPLCベースのソリューションの両方 一部のアプリケーションには適格ですが、有害であることが証明される主な制約は、これらのソリューションに関連するコストです。

• パフォーマンスとコスト

PCベースのソリューションの初期コストはPLCソリューションよりも高くなる可能性がありますが、要求の厳しい計算や複雑なネットワーク負荷を処理する必要がある場合は常に、PCベースのプログラムの方がコストがかかります。 -効果的。比較すると、PLCは最初は安価かもしれませんが、処理能力が向上するにつれて、そのコストは指数関数的な傾向に従います。

• 拡張性とコスト

PLCは通常、標準の産業機器をサポートしているため、外部周辺機器を追加する必要がない場合、PCのコストはPLCよりも高くなります。ただし、ソリューションに多数の外部制御が必要な場合は、PCベースのソリューションの方がPLCベースのソリューションよりもはるかに適しています。

• 頑丈さとコスト

PLCは、耐久性とシールドを向上させるために過剰な保護装置を必要としません。それに比べて、PCは、最大の稼働時間を保証できるように、過酷な環境の影響からPCを保護するためにかなりの投資を必要とする場合があります。

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