上位機(jī)代替PLC探討及IO采集實(shí)時(shí)性測試

2022-09-23 15:32 作者:新閣教育 0人讀過 | 我要投稿

前言

之前寫了一篇文章，關(guān)于上位機(jī)能不能代替PLC實(shí)現(xiàn)控制：

上位機(jī)能不能代替PLC實(shí)現(xiàn)控制？

這篇文章引發(fā)了很多小伙伴的討論，我摘取幾個(gè)比較典型的：

文武：上位機(jī)代替PLC主要解決實(shí)時(shí)性，穩(wěn)定性

IMBA：我的理解是PLC是循環(huán)執(zhí)行的，相當(dāng)于上位機(jī)程序跑在一個(gè)定時(shí)器循環(huán)事件里。ob1，ob30，就像是上位機(jī)中不同的定時(shí)器循環(huán)中執(zhí)行的程序，彼此獨(dú)立，各自有一個(gè)線程。上位機(jī)里有線程鎖的概念，PLC里不知道有沒有。還有scl也可以像c#?一樣編程。所有變量都寫在fb里的static里，相當(dāng)于c#?中類的字段。input，output相當(dāng)于屬性，在scl里手動(dòng)和static變量連接。雖然PLC沒繼承，但是有多重背景數(shù)據(jù)塊（相當(dāng)于c#的單例模式）。其實(shí)幾十年前就有上位機(jī)代替PLC控制的設(shè)備了。很多國外設(shè)備廠家，會(huì)在做上位機(jī)的時(shí)候把設(shè)備控制也做進(jìn)去。PLC只有在非標(biāo)項(xiàng)目用的多。

趙工：剛剛09年大學(xué)畢業(yè)，接觸的第一個(gè)項(xiàng)目就差不多這個(gè)意思底層全部是用的ADAM模塊接到上位機(jī)（組態(tài)王），邏輯全部寫在上位機(jī)里的也用了10多年（我們公司在97 98年做的項(xiàng)目）還挺穩(wěn)定的??貌似就是刷新速度有點(diǎn)慢，不過就皮帶輸煤線還是可以接受的。

巨忍：我的理解是做設(shè)備自動(dòng)化控制方面，應(yīng)多方面考慮，1.自己公司的資源2.設(shè)備的數(shù)量3，設(shè)備整體的控制要求4，交期5，全壽命周期，達(dá)到最優(yōu)價(jià)值。傳統(tǒng)繼電器線路，單片機(jī)，PLC，上位機(jī)軟件加板卡，數(shù)控系統(tǒng)等都可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備控制，但側(cè)重略有不同。比如PLC用邏輯控制，軸定位，模、數(shù)等方面有優(yōu)勢，單片機(jī)用于小設(shè)備，批量，儀器，檢測類有優(yōu)勢，上位機(jī)加板卡用在軸定位，視覺，掃碼，等對接附加功能的設(shè)備，數(shù)控系統(tǒng)當(dāng)然多用在機(jī)床加工類，實(shí)現(xiàn)多軸插補(bǔ)、運(yùn)動(dòng)。

個(gè)人理解

首先，我個(gè)人認(rèn)為上位機(jī)是可以替換PLC的，但并不一定可以代替全部PLC。

其實(shí)工業(yè)現(xiàn)場已經(jīng)有很多這樣的應(yīng)用，尤其是在一些運(yùn)動(dòng)控制、機(jī)器視覺的項(xiàng)目里，在沒有PLC的情況下，所有的邏輯都是在上位機(jī)來實(shí)現(xiàn)的。

可能有些小伙伴理解有誤，其實(shí)我寫那篇文章的目的，并不是說要使用上位機(jī)來代替PLC，這個(gè)我在文章里也說明了。

因?yàn)樯衔粰C(jī)的宗旨不是為了取代PLC，而且為了和PLC更多地融合，PLC發(fā)展這么長時(shí)間，事實(shí)證明，是一個(gè)非常成功的工業(yè)控制器。然而，PLC只是控制器的一種，是使用頻率比較多，應(yīng)用場合比較多，而且性價(jià)比比較高的一種，但這并意味著所有的項(xiàng)目必須要使用PLC，比如很多小型項(xiàng)目，可能自己做單片機(jī)的成本更低，運(yùn)動(dòng)控制視覺項(xiàng)目，可能采用運(yùn)動(dòng)控制卡的方式實(shí)現(xiàn)起來性價(jià)比更高。

沒有一種技術(shù)可以代替所有。

其次，上位機(jī)并不意味著就是C#，也并不意味著就一定是Windows系統(tǒng)。

除了我們常規(guī)的PLC模塊，還有一種稱為軟PLC。

這個(gè)其實(shí)倍福做的一直都是，后面西門子等其他大廠也一直在致力于做這樣的產(chǎn)品。

軟PLC也被稱為軟件控制器，它是一套軟件系統(tǒng)，可以根據(jù)需要安裝到不同的硬件環(huán)境中。其實(shí)就相當(dāng)于把常規(guī)PLC的軟件部分單獨(dú)拿出來，適配到不同的硬件中，從而形成新的PLC。

因此，軟PLC需要基于某種操作系統(tǒng)(比如Windows或Linux)，它至少包括兩個(gè)部分：編程開發(fā)環(huán)境和運(yùn)行時(shí)(runtime)，編程開發(fā)環(huán)境用于編寫/編譯/下載PLC程序；運(yùn)行時(shí)將原操作系統(tǒng)改造成PLC實(shí)時(shí)環(huán)境，并運(yùn)行用戶下載的程序。

CODESYS是典型的軟PLC，當(dāng)然，西門子也有軟PLC產(chǎn)品——SIMATIC S7-1500軟件控制器。S7-1500軟件控制器（軟PLC）必須安裝到西門子的工業(yè)計(jì)算機(jī)上，它是一套運(yùn)行在Windows系統(tǒng)上的軟件產(chǎn)品。準(zhǔn)確來說，S7-1500軟件控制器采用Hypervisor技術(shù)，將工業(yè)計(jì)算機(jī)的資源分成兩部分，一部分用于運(yùn)行Windows系統(tǒng)及其程序；另一部分用于運(yùn)行軟PLC。兩者之間保留SIMATIC通信功能，但Windows系統(tǒng)及其程序無權(quán)訪問軟PLC的資源。

我認(rèn)為，如果使用C#結(jié)合Windows系統(tǒng)，來代替PLC，最大的瓶頸在于實(shí)時(shí)性，而不是可行性，因?yàn)閃indows操作系統(tǒng)本身是一個(gè)多用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)，并不是一個(gè)實(shí)時(shí)系統(tǒng)，但是如果我們不使用Windows系統(tǒng)呢，所以，未來，還有很多東西，值得我們?nèi)ヌ剿鳌?/p>