與可編程序控制器(plc)最初的任務(wù)相比，自動化控制器的功能遠(yuǎn)不止取代繼電器。現(xiàn)在，控制器可以集成邏輯、運(yùn)動、機(jī)器人，并與其他機(jī)器和管理系統(tǒng)通信。性能可以從簡單的設(shè)備到多核處理器。
傳統(tǒng)PLC、可編程自動化控制器(PAC)和工業(yè)控制計算機(jī)(IPC)之間的區(qū)別主要與處理能力和性能有關(guān)，但現(xiàn)在它們之間的邊界逐漸模糊。由于國際電工委員會(IEC)61131編程規(guī)范的符合性，控制軟件在一定程度上被標(biāo)準(zhǔn)化。后臺運(yùn)行的強(qiáng)大實(shí)時操作系統(tǒng)避免了對軟件操作系統(tǒng)的依賴。因此，如果更改到"基于英特爾的或基于AMD的"，Word"基于IPC的控制"可能更加精確，并且可以反映所使用的強(qiáng)大的主流處理器。
由于當(dāng)前的自動化控制器可以做的不僅僅是邏輯處理，PLC可能是一個過時的術(shù)語。由于所有自動化控制器都是可編程的，因此PAC中的“P”似乎是多余的。控制器基本上是一臺可以在同一處理器上運(yùn)行多個操作系統(tǒng)(實(shí)時，Microsoft Windows和Linux)的計算機(jī)。 IPC可用于控制，數(shù)據(jù)收集和新興任務(wù)，如邊緣計算。
傳統(tǒng)的plc i/o通信的響應(yīng)時間取決于網(wǎng)絡(luò)性能、節(jié)點(diǎn)數(shù)、通信量、cpu性能和cpu負(fù)載。iec61131技術(shù)的設(shè)計，更加嚴(yán)格的集成和開放、集中的軟件管理和分散的程序執(zhí)行，可以提高性能。
控制器功能的考量
在同一個軟件環(huán)境中，在同一個程序中，在同一個處理器上運(yùn)行，協(xié)調(diào)所有機(jī)器的功能已成為一種流行趨勢。這需要機(jī)器同步和模塊化代碼結(jié)構(gòu)，從而使有組織、有凝聚力的方法成為可能。盡管如此，有些領(lǐng)域不需要太多的集成控制，比如簡單的應(yīng)用程序，沒有擴(kuò)展計劃。應(yīng)用程序的復(fù)雜性和性能要求決定了自動化控制器的規(guī)格。在選擇控制器時，需要考慮許多因素。根據(jù)應(yīng)用程序的不同，您可能需要考慮以下幾點(diǎn)。
●邏輯
邏輯控制的基本需求是我們繼續(xù)調(diào)用自動化控制器PLC的原因。 PLCopen是一個負(fù)責(zé)維護(hù)和擴(kuò)展IEC61131-3編程標(biāo)準(zhǔn)范圍并管理大量知識，培訓(xùn)和庫的組織。該組織的活動遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了邏輯控制的范圍，包括體育，安全，OPC統(tǒng)一架構(gòu)(UA)，XML等。
●多軸運(yùn)動
根據(jù)應(yīng)用復(fù)雜度和運(yùn)動同步的不同要求，自動控制器可以控制幾十個甚至幾百個運(yùn)動軸。隨著摩爾定律和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展，不再需要獨(dú)立的運(yùn)動控制器或具有專用運(yùn)動網(wǎng)絡(luò)的機(jī)器人控制器。
●網(wǎng)絡(luò)安全
在北美，硬連線網(wǎng)絡(luò)安全仍然是首選.控制機(jī)的網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)施和設(shè)備運(yùn)行在同一網(wǎng)絡(luò)上，已被證明是一種有效的控制功能。
網(wǎng)絡(luò)安全性可以通過控制處理器上的冗余核心實(shí)現(xiàn)，以將安全控制器分離到小型系統(tǒng)中的安全輸入/輸出(I / O)。網(wǎng)絡(luò)安全還延伸到運(yùn)動安全和機(jī)器人技術(shù)，允許機(jī)器以安全模式運(yùn)行而不是直接關(guān)閉，從而提供卓越的運(yùn)行效率。
●機(jī)器人集成
同一個自動化控制器可以集成多個delta機(jī)器人、scara機(jī)器人、關(guān)節(jié)式和龍門式機(jī)器人以及其他機(jī)器功能。此外，它還可以在iec61131-3兼容環(huán)境下執(zhí)行運(yùn)動功能。由于內(nèi)置的堆疊算法，以組裝模式，專用的機(jī)器人控制器可以繼續(xù)提供有價值的功能。
●機(jī)器監(jiān)控
監(jiān)控機(jī)器的運(yùn)行是預(yù)測維修計劃和減少計劃外停機(jī)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。該控制器可與現(xiàn)有的溫度傳感器、加速度計等傳感器相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對實(shí)際情況的監(jiān)控。機(jī)器監(jiān)視還有助于在災(zāi)難性故障發(fā)生之前檢測異常。能量監(jiān)測還可用于壓縮空氣、加熱器和烘干機(jī)中的天然氣以及過程中的水。
●數(shù)據(jù)處理
自動化控制器可以是網(wǎng)絡(luò)，OPCUA服務(wù)器和客戶端。他們能夠收集工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)數(shù)據(jù)并從云或終端接收指令以優(yōu)化流程。自動化控制器通常將數(shù)據(jù)發(fā)送到制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)，企業(yè)資源規(guī)劃(ERP)，總設(shè)備效率(OEE)，可信平臺模塊(TPM)和產(chǎn)品生命周期管理(PLM)軟件。在IIoT環(huán)境中，接收有用的分析數(shù)據(jù)也很重要。
●自動配置
以前，更換新組件(如驅(qū)動程序)必須手動確定并加載設(shè)備的正確固件版本?，F(xiàn)在，自動化控制器可以自動讀取設(shè)備并提醒技術(shù)人員進(jìn)行必要的調(diào)整，而無需人工干預(yù)。
●通信能力
如今，即使是低成本的控制器也有一個或多個以太網(wǎng)通信端口，這些端口與hmi、管理系統(tǒng)、編程和其他非時間關(guān)鍵任務(wù)進(jìn)行通信?？刂破髦С帜承╊愋偷墓I(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，如以太網(wǎng)/IP協(xié)議、EtherCAT協(xié)議、Powerlink協(xié)議、PROFINET協(xié)議等，以形成確定性網(wǎng)絡(luò)，這已經(jīng)是非常普遍的做法。不幸的是，目前還沒有被廣泛接受的工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，可以提供適合于機(jī)器控制的高速、確定性通信。
●安裝形式
以下是三種常見的自動化控制器安裝形式。
1)IP20，機(jī)柜安裝：這是傳統(tǒng)PLC的常見安裝形式，帶有單獨(dú)的人機(jī)界面，通常使用整體、背板/軌道安裝I/O或遠(yuǎn)程安裝I/O模塊。
(2)IP 65/67/69K密封、基座或前面板安裝：該形式集成了人機(jī)界面和控制器，采用搖臂安裝，充分發(fā)揮了裝置的人機(jī)工程學(xué)優(yōu)勢，越來越受到人們的青睞。
3)IP20，柜式工業(yè)計算機(jī)，配備獨(dú)立HMI：就像集成表格一樣，這種表格也可以作為具有實(shí)時操作系統(tǒng)，各種計算機(jī)操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的控制器?？刂破骺梢允仟?dú)立的，工業(yè)計算機(jī)設(shè)計用于非控制任務(wù)，例如邊緣，霧或云計算。歷史庫，序列化和視覺檢查也是常見的應(yīng)用程序。
●可擴(kuò)展性
盡管軟件開發(fā)環(huán)境通常與硬件(超小型、微型、中型和大型可編程邏輯控制器)相關(guān)，但它們也可以獨(dú)立于硬件開發(fā)環(huán)境工作。這意味著您可以先對項(xiàng)目進(jìn)行編程，然后選擇或更改控制硬件。這種靈活性可以擴(kuò)展到電機(jī)和驅(qū)動器類型。低端步進(jìn)或轉(zhuǎn)換器可與高端伺服共享同一程序。當(dāng)一系列設(shè)備被設(shè)計成允許重用關(guān)鍵軟件元素時，可伸縮性需求就顯得尤為重要。
●CPU性能
從低到多核有許多類型的處理器，但是它們的性能彼此重疊。因此，建議與技術(shù)提供商的技術(shù)支持和銷售工程師合作。
●內(nèi)存
固態(tài)存儲器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于自動化控制器，可移動介質(zhì)(如C-Fast卡)以及對永久性安裝更具成本敏感性的應(yīng)用中?？梢苿觾?nèi)存的優(yōu)點(diǎn)是可以輕松更換，便于制作和存儲備份，并且可以輕松擴(kuò)展內(nèi)存容量。
