工业计算机和plc的区别是什么（工业计算机和plc的区别在哪）

自动化是提高工厂产量和降低制造成本的关键因素之一。继电器、PLC 和工业PC (IPC) 等技术进步正在推动工业自动化，从而改变机器与人类交互的方式。本文将讨论工业自动化中广泛使用的二次控制系统硬件，PLC和工业PC。我们还将根据您的应用需求讨论哪种类型的双控制系统最合适。

什么是PLC？

可编程逻辑控制器(PLC) 广泛用于制造工厂的流程自动化。早在20 世纪70 年代，PLC 就改变了自动化系统的游戏规则。 PLC 旨在取代配电盘和开关盒。随着时间的推移，PLC 已升级为更坚固的设计、可扩展的功能和可编程系统。此外，PLC 的编程语言（称为梯形逻辑）使PLC 能够针对机器自动化进行高度定制。这种坚固性和多功能性使PLC 成为替换旧继电器和开关盒的热门选择。

什么是工业计算机？

随着半导体芯片呈指数级发展，个人电脑(PC) 也呈指数级发展。随着计算机芯片变得更强大、更小、更便宜，工业计算机在自动化行业中越来越受欢迎。工业PC可以覆盖PLC提供的监控，但具有更多的工作负载，例如HMI、网关、AI应用程序等。得益于GPU、TPU、VPU、NVMe SSD等性能加速器，工业PC能够执行这些工作负载的整合， 和更多。整合工作负载的能力减少了工厂车间的硬件占用空间。通用计算机和工业计算机的基本组件非常相似，例如CPU、RAM、SSD和GPU。然而，工业计算机的制造和设计可以承受极端的环境条件，从极端温度到冲击和振动。普通PC在遇到一些恶劣的环境时会很快出现故障。使工业PC 极其坚固的一些设计和制造材料包括无风扇设计、一体式机箱和工业级材料。此外，工业计算机的用途也很广泛。它们不仅支持最新技术，还支持工厂自动化中常见的传统技术，如串口、COM、M12连接器、DIO、GPIO等，导致工业PC在制造自动化中的快速增长。

工业计算机和PLC有什么区别？

1. 操作

PLC配有实时操作系统，可以连续监控连接设备的输入，然后根据其程序执行决策命令。此外，PLC 的操作系统(OS) 专门设计用于执行与控制相关的任务。因此，PLC 通常不需要防病毒程序或注册表清理程序，这会增加操作期间的处理吞吐量。

工业PC 可以执行与PLC 相同的任务，但其操作系统使它们能够运行PLC 无法运行的各种应用程序和程序。凭借这些功能，IPC 的用途不仅仅限于控制目的。工业PC 可以整合工作负载，从而减少硬件占用空间。然而，IPC的操作系统（例如Windows和Linux）很容易受到网络攻击，但当前的防病毒软件和防火墙足够先进，可以降低这种风险。

2. 编程

工业PC 和PLC 之间的下一个区别是程序的开发和执行方式。 PLC 通常实现基于扫描的程序执行，而工业PC 通常是事件驱动的软件。例如，IEC 61131-2 标准中指定了PLC 软件逻辑，例如梯形逻辑或其他专有供应商语言。相比之下，工业PC运行在众所周知的Windows或Linux操作系统上，使用C/C++/.NET等编程语言。因此，工业PC 由于受到开发人员的欢迎而更容易编程。与需要特殊培训才能学习的梯形逻辑相比，借助C++ 等通用编程语言，它们还允许系统与更广泛的机器和设备进行交互。

3. 安全性

安全性是制造自动化的缺点之一，如果不认真对待，公司可能会损失很多钱。工业系统应解决两个安全基础问题。首先，阻止未经授权的外部访问的攻击。其次，根据用户的权利或指定限制用户的访问。过去，PLC 能够免受恶意软件攻击。然而，一些攻击者已经开始开发针对PLC 的恶意软件，就像在Stuxnet 中西门子PLC 遭到入侵时发生的情况一样。尽管如此，工业PC 也容易受到恶意软件的攻击，需要通过软件防病毒或硬件模块进行全面保护。一些工业计算机使用主板中嵌入的TPM（可信平台模块）2.0来加密数据。

4. 质量

至于构建质量，PLC 和工业PC 均设计用于在极端环境中运行。由于工业PC 与普通台式计算机或工作站不同，因此工业PC 非常坚固耐用。以下是工业PC 的一些工业特性：

无风扇设计

温度范围宽

抗冲击和振动

高IP等级

可扩展模块

具有传统技术支持的丰富I/O

就构建质量而言，PLC 和工业PC 是很好的搭配。然而，工业PC 因其紧凑的尺寸而胜出。 PLC 通常体积庞大且安装选项有限。有些PLC在安装时也会因为散热受阻而过热。相比之下，工业PC 相对较小，并具有多种安装选项，包括VESA 安装、机架安装和DIN 导轨选项。此外，一些工业PC配备了电源点火管理功能，可以部署用于车载应用。

5. 扩展能力

PLC和工业PC都需要对各种设备进行控制、监视和通信。因此，PLC 和工业PC 都配备了多个COM 端口和其他I/O 功能，包括传统技术。一些常见的工业通信协议包括CANbus、Modbus、Profibus、EtherCAT 和EhterNET/IP。尽管两者都可以支持这些技术，但大多数PLC 已经内置了它们。另一方面，工业PC 具有内置扩展槽以增加其多功能性。因此，工业PC对其可处理的I/O量有较高的门槛。此外，工业PC还有各种COM端口、LAN、USB和HDMI端口。这些功能使工业PC 能够整合来自不同硬件（而不仅仅是PLC）的工作负载。例如，工业PC 可以自行运行HMI 应用程序，而PLC 需要单独的HMI 应用程序才能在显示面板上显示任何内容。工业PC 的特别之处在于它们能够支持从无线卡、5G 模块、SSD 存储到GPU 加速器的无数扩展。

6. 处理能力和存储

PLC 是用于自动化控制的强大控制器，因为它们的微处理器是为特殊功能而设计的。 PLC 可以管理高速I/O，并且可以毫无问题地处理较小的自动化应用。然而，自动化项目正变得更加先进且计算密集。这就是工业PC 的用武之地。工业PC 使用更多的存储空间和完整的处理器，例如可以运行计算和存储密集型应用程序的工作站计算机。此外，借助GPU、TPU、CPU 和VPU 等性能加速器，工业计算机可以与机器视觉应用程序协作，像在智能装配线上一样执行智能计算。

7. 成本

简而言之，PLC和工业PC的成本比较是，PLC对于较小的应用来说成本较低，而工业PC的初始成本较高。然而，随着应用变得更加复杂和计算密集，PLC的累积成本可能会超过工业PC。虽然PLC 的初始成本较便宜，但当需要额外的计算能力或外围设备时，价格会呈指数级增长。相比之下，工业PC的初始成本较高，但当需要升级计算能力和可扩展性时，其成本要低得多。

如何选择工业PC和PLC

当您为工业自动化系统选择可编程控制器时，PLC 和工业PC 都有其用武之地。 PLC更适合运行功能严格的小型自动化系统。此外，PLC坚固耐用、经济高效、安全性高，适合工业部署。另一方面，工业PC 是具有高计算和存储要求的解决方案的理想选择。对于需要控制器多功能性的复杂任务，工业PC 提供较低的总拥有成本(TCO)。 PLC 之所以安全，是因为它们没有无线连接；工业PC 同样安全，因为有当今的网络安全软件；而行业标准硬件也非常可靠。某些应用程序可以在操作中同时使用PLC 和工业PC，以平衡成本和收益。最终，这取决于您的制造过程中实施了哪些功能。