http://www.gjzbw99.com 2011-11-22 09:43 來源:今日自動化
導讀:在軌道交通、樓宇自控、環境保護監測、城市交通檢測、節能監測等領域,工控機已經得到了大量的應用案例。在這方面,工控機由于其集成數據的能力和豐富的應用軟件,具有多種優勢。事實上,隨著新行業市場的不斷擴大,工業PC技術的新機遇仍在不斷涌現。如,正在快速發展的物聯網技術,對運算、控制設備都意味著廣闊的需求,而以風力發電為代表的新能源產業、科學技術測試、工業機器人控制等領域,同樣對越來越開放和成熟的PC控制技術伸出了橄欖枝。
談到控制技術,PLC等經典的控制器一直是工業領域比較主流的控制器。而在PC控制技術興起之后,控制領域的技術布局便發生了不小的變化。
在PLC一統工業自動化控制領域的時期,PC控制技術還沒有被人所熟知。但隨著硬件和軟件技術的發展完善,軟PLC等替代路徑逐漸得到了發展。PC技術逐漸在很多特定場合得到了可靠的應用,一些工業電腦憑借較為通用的軟件平臺得到了使用者的認可。
在一般的工業環境中,不僅具有灰塵、振動等對電子設備不利的因素,還可能會產生強電磁干擾,在溫度范圍上也不同于一般環境。因此,工控機與普通計算機相比必須有較高的防磁、防塵、防沖擊的能力。抗干擾能力較強、連續長時間工作能力等特點。直到現在,由于其應用的行業領域正在不斷拓展,所以增強在復雜環境下的穩定性、可靠性,仍然是工控機領域的重要研發方向。
PLC專門為工業控制所設計的特點,使其在很多工業應用場合取得了很大的優勢,一度成為了主流的工業控制器。而PC技術在近年來的快速發展,也為其在很多領域贏得了一席之地。事實上,PC控制技術的優勢在于,其非常突出的靈活性和對商用IT技術的兼容性。盡管通常認為,PLC在工業控制場合的可靠性高于PC,但無風扇工業PC等一系列工業級控制產品的快速發展,使得在一些行業中,PC的使用率得到了較快的拓展。值得一提的是,除了一般意義上的工業場合,在很多社會基礎設施、社會公共服務領域中,工業PC應用的身影不斷涌現。
例如,在軌道交通、樓宇自控、環境保護監測、城市交通檢測、節能監測等領域,工控機已經得到了大量的應用案例。在這方面,工控機由于其集成數據的能力和豐富的應用軟件,具有多種優勢。
事實上,隨著新行業市場的不斷擴大,工業PC技術的新機遇仍在不斷涌現。例如,正在快速發展的物聯網技術,對運算、控制設備都意味著廣闊的需求,而以風力發電為代表的新能源產業、科學技術測試、工業機器人控制等領域,同樣對越來越開放和成熟的PC控制技術伸出了橄欖枝。
PC控制技術的新機遇,正在慢慢變為日益擴大的市場。
PC控制技術:在碰撞中發展
其實,基于PC的控制技術的發展,決不是一個新話題,自從20世紀90年代起,PC技術已經吹響了向工業領域進軍的號角。當然,同大多數經過重重實踐和不斷改善的技術一樣,這一過程也并非一帆風順。
事實上,PC技術能夠在工業領域獲得發展機遇,在一定程度上也緣于傳統PLC的一些固有的局限性,隨著工業及其他相關領域的需求環境不斷發生變化,這些局限性則越來越顯著。例如,通訊方式的多樣化、設備的互用性、企業的信息化集成等需求已經與日俱增,而在同一系統中實現多功能、多模塊的集成,也是更加現實的趨勢。要滿足這樣的需求趨勢,PLC則需要增加很多專用硬件及軟件設備來實現這些新需求,這就帶來了大量的成本,從根本上講,其相對封閉的架構不得不說是一個重要的原因。
而PC技術在這方面則有比較明顯的優勢。首先,其在軟件功能和開放性上的優勢顯而易見,同時也具有更強運算能力的CPU,其在組網、圖形化顯示等方面也更強。在可靠性與實時性等方面,PC則在不斷完善。
對此,彭瑜教授談到:“PC控制技術的熱點問題,仍然在于其穩定性與實時性的改善,比如困擾PC-based技術的硬實時性問題等,都是開發PC-based控制技術的廠商首要解決的基礎問題。”
而通過多年的發展,隨著工業PC在穩定性、耐久性設計上的不斷成熟,以及PC控制系統軟件平臺在實時性上的不斷發展,PC控制技術在這些方面有了不同程度的完善。在很多場合下,工業PC憑借著其維護簡捷、高開放性、集成能力強等優勢,無疑實現了成本的節約。而在組網、通訊等日漸興起的方面,工業PC的優勢則更加明顯。
當然,如果因此而斷言PC控制在所有場合都擁有絕對的成本優勢,卻并不是十分準確。例如,近年來小型PLC的快速發展十分矚目,甚至成為了PLC市場最重要的發力方向,各個領先企業也紛紛在這一產品線推出了有代表性的新品,其成本優勢反而成為了突出的特點。在這一方面,PC控制技術顯然還無法在成本上取得優勢。
對此,彭瑜教授也談到:“討論工業PC技術和PLC在工業控制領域中帶來的成本時,無法一概而論,針對不同的應用場合,PC-based和PLC控制產品在經濟性上各有千秋,關鍵是要根據具體的需求選擇合適的產品。”可以看出,用戶更好地了解自身需求,并以此為依據選擇合適的控制產品與系統,是降低綜合成本的最有效途徑。
軟件技術助力PC控制技術
不可否認,作為PC控制技術賴以發揮作用的關鍵技術,相關軟件技術的發展也成為了決定PC控制技術進展的重要因素,這兩者幾乎相輔相成,一個成功的PC-based控制系統,其所有工作應該由一個平臺上的軟件完成。
事實上,與傳統的PLC控制技術相比,PC控制技術的優勢之一就在于其作為更具開放性的軟件平臺,可以通過集成多樣化的軟件實現更多樣、更靈活的功能。對于很多特定行業的用戶來說,這一優勢不僅省去了購買成本較高的專用硬件設備,還意味著極大的便利。
比如,以基于PC的控制技術領域稱道的德國倍福,其最新升級推出的TwinCAT3軟件在這方面的特點就十分顯著。一方面是其具有模塊化結構;另一方面,配合工業PC技術的發展,TwinCAT3對多核處理器的支持也使其能夠在多核上運行不同的任務,從而大幅提高整體處理速度。
這樣一來,通過TwinCAT3可以集成的不僅有PLC、安全控制、運動控制、數控系統等傳統功能,還可以對C語言、Matlab、Simulink、C++等IT領域的高級語言進行集成,并實現實時控制。除此以外,TwinCAT3也簡化了外部軟件的集成,例如基于行業應用解決方案而開發的功能塊等,這更是為用戶節省了寶貴的開發時間和成本。
事實上,倍福最近提出的以高精度測試測量應用為主的“科學自動化”解決方案,也是基于其TwinCAT3軟件的新特性而得以實現的。這也說明了,系統對多種接口與編程語言的良好集成性,使成本降低的同時,可以實現很多新功能。
行業需求呼喚工控機應用
作為基于PC的控制技術的一類代表性控制產品,工控機在近年來得到了非常快速的發展,這種快速發展不僅僅體現在其市場容量上,同樣體現在其在多行業內應用的迅速滲透。人們不難發現,尤其是在一些特定的領域,工控機應用的增量非常顯著。
在這方面,軌道交通領域就顯得非常典型。以這一行業為例,從列車搭載運行的車載工控機,到站臺的自動售檢票系統、視頻信息發布系統,都成為了新漢、研華等工控機廠商的重點關注行業。針對這一領域的獨特需求,多家公司的無風扇嵌入式工控機及其定制化解決方案,都瞄準了這一市場。
而進軍這一市場,不僅僅要通過設計使無風扇工業PC產品適應振動、多塵環境和寬溫范圍下的應用環境,在解決方案的規劃、組織上,也充滿了定制化競爭的色彩,甚至是用戶和業主的使用、維護習慣,也納入了方案的考慮范圍當中。
與此同時,在電力能源、通信領域等行業,工控機廠商的競爭也紛紛走起了以專注垂直行業為綱的專注開拓路線。事實證明,多個不同行業的差異和獨特需求,的確促使各家廠商紛紛選擇了發展專用工控機市場的道路,也正因為如此,這些工業電腦的廠商紛紛推出了多種型號的產品,以適應不同用戶、行業的需求。
新領域或為PC控制打開新局面
除了一些應用已經非常成熟的行業,人們發現,工業PC在很多日漸興起的新領域,也正在打開廣闊的新天地。尤其是一些對網絡通信、數據交換與集成要求較高的場合,這樣的趨勢就愈加明顯。
例如,隨著節能降耗風潮的推動,作為綠色能源的風力發電及環保信息監測領域,就成為了工業PC的突破口,像德國倍福這家以基于PC的控制技術稱道的自動化企業,憑借其PC自動化控制系統在風電行業已經取得了不俗的業績。而堅持深耕行業的研華,也頻頻發力風電場監測等領域,研華憑借其嵌入式工控機、WebAccess軟件、工業交換機等產品,在這一新興的領域已經可以提供成熟完善的解決方案。
類似的領域也包括高端樓宇自控領域,智能樓宇的概念越來越清晰豐滿,逐漸涉及到將能耗、安防、暖通、配電等子系統集成至統一的平臺進行管理和調整,工業PC系統在這方面同樣游刃有余,發揮了重要的作用。值得一提的是,近來在業界被廣泛討論的物聯網技術,同樣有望為工業PC技術提供廣闊的用武之地。
總體說來,這些越來越注重網絡通訊、數據整合與功能集成的新領域,正在以無法阻擋的速度,成為工業PC技術的新市場,其未來前景之廣闊可見一斑。我們有理由相信,這一充滿機遇的時期,必將成為PC控制技術的新起點。