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自动化面板还是独立PLC?

随着oem采用更精简的机器设计,集成HMI/控制器单元(通常被称为自动化面板)的使用明显增多。然而,一些原始设备制造商和用户倾向于将这些技术分开。这种偏好还有充分的理由吗?

资料来源:GE智能平台
资料来源:GE智能平台

看看最近的工业机械产品,很明显,许多原始设备制造商已经不再使用带有机架式plc或pac、指示灯、仪表和按钮的控制系统,现在更倾向于使用操作员界面(OI)面板来代替其他面板安装组件。考虑到使用分布式I/O的模块化部分降低布线成本和易于运输设备的明显好处,他们这样做的原因并不令人惊讶。此外,对于提供远程维护服务的原始设备制造商来说,维护也有好处。

为了更好地理解这一趋势,看看是否有任何可能影响最终用户的功能权衡,我与Vibhoosh Gupta进行了交谈GE智能平台

“自动化面板可以显著降低软件开发成本,”Gupta说。许多自动化供应商也吹捧PAC和OI小组之间共享数据库的好处
。拥有这个共享数据库的好处是,如果这些是独立的设备,它们将拥有独立的数据库——这意味着每次添加一个变量时,都需要下载到两个设备上。如果控制器和OI不同步,就会出现通信错误,并可能出现意外操作。自动化面板使用单一数据库,为可重用对象提供了单一开发环境和单一库。”

Gupta说,虽然这看起来违反直觉,但将PLC和OI结合到一个设备中实际上可以提高许多应用程序中操作员界面的更新时间。“这是因为传统OI的主要CPU任务之一是与控制器通信。如今,当操作人员按下OI屏幕上的按钮时,他们希望立即对设备做出响应,并立即在图形屏幕上得到反馈。响应延迟的最大原因是OI面板和PLC之间的通信驱动程序。使用自动化面板,这种通信要快得多,因为它是设备内部的。无需依赖串行或以太网通信链路来更新操作员屏幕。”

Gupta说,自动化面板的使用也降低了硬件成本。“将控制器、操作界面和远程连接整合到一台设备中,意味着只需购买、安装和配置一台设备。这既节省了生产时间,也节省了面板空间。”

在这一点上,你可能会想,古普塔认为自动化面板很好是很自然的事情——毕竟,雇佣他的公司销售了大量的自动化面板。然而,Gupta很快指出,自动化面板并不总是OEM的正确选择。“如果控制系统的需求消耗了绝大多数的CPU时间,那么操作员界面的性能就会受到影响,因为它的优先级比控制系统低。”

他还指出了使用单独可编程控制器的其他优点。这些原因包括更快的控制系统性能、模块化和高可用性系统的要求。

“许多控制应用程序的性能要求无法
由自动化面板上的单个处理器来满足。例如,通用电气QuickPanel +
拥有1GHz的CPU和1GB的RAM。这使得QuickPanel+即使在处理操作员界面要求时,也能表现得与许多中低端plc一样好或更好,但显然,具有1GHz CPU的PAC控制器将在逻辑扫描速率方面胜过具有
1GHz CPU的自动化面板。
如果应用程序需要在
10mS范围内进行逻辑扫描,对于自动化面板来说,这可能是一个微妙的平衡,同时允许足够的CPU资源用于操作员界面功能。此外,由于逻辑性能、图形、数据日志和其他任务的特定组合,较大的系统可能会超过
单个CPU的需求。在这种应用中,单独的PAC控制器是明显的选择。”

全天候不间断运行的高可用性系统是保持控制器和OI分离的一个很好的例子。古普塔说:“这些高可用性系统通常使用热备份、冗余cpu和同步扫描,以避免在单个组件故障时系统关闭。”“热备控制在自动化面板中并不常见。但是,如果触摸屏或显示器出现故障,系统将继续运行。在这一点上,OI功能可以通过PC上的远程web浏览器进行操作,或者系统可以自动进入受控关机顺序。无论哪种方式,自动化面板都需要更换,并最终需要关闭系统。使用PAC控制器上的热备CPU,可以在系统继续从备份CPU运行的同时更换故障组件,因此通常不需要停机。”

可靠性是在决定将OI和控制器分开或使用自动化面板时必须考虑的另一个因素。古普塔说:“大多数可编程控制器都有
良好的可靠性声誉。“操作员界面产品在历史上并没有这样的声誉。电阻式触摸屏会随着时间的推移而磨损。显示屏背光最终会褪色或熄灭。屏幕会因为暴露在环境中而损坏。”

虽然所有这些问题都值得关注,但Gupta说:“这些问题都不会中断控制器
本身的运行和更新输入
和输出。”

要查看该场景如何进行的演示,请参阅下面GE-IP的视频。在这个视频中,GE QuickPanel+经历灾难性的屏幕损坏,但QuickPanel+正在控制面板前的红色闪烁灯,表明控制系统继续工作,尽管屏幕损坏。

古普塔说:“如果触摸屏或显示屏损坏或出现故障,你最终需要更换自动化面板,但控制程序将继续运行。”“视频中的设备仍在运行,通过内置的网络浏览器,操作人员屏幕功能齐全。”

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