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PC控制技术日渐兴起 市场前景可见一斑_3

2019-06-04 11:30栏目:精选
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  在轨道交通、楼宇自控、环境保护监测、城市交通检测、节能监测等领域,工控机已经得到了大量的应用案例。在这方面,工控机由于其集成数据的能力和丰富的应用软件,具有多种优势。事实上,随着新行业市场的不断扩大,工业PC技术的新机遇仍在不断涌现。如,正在快速发展的物联网技术,对运算、控制设备都意味着广阔的需求,而以风力发电为代表的新能源产业、科学技术测试、工业机器人控制等领域,同样对越来越开放和成熟的PC控制技术伸出了橄榄枝。

谈到控制技术,PLC等经典的控制器一直是工业领域比较主流的控制器。而在PC控制技术兴起之后,控制领域的技术布局便发生了不小的变化。

  在PLC一统工业自动化控制领域的时期,PC控制技术还没有被人所熟知。但随着硬件和软件技术的发展完善,软PLC等替代路径逐渐得到了发展。PC技术逐渐在很多特定场合得到了可靠的应用,一些工业电脑凭借较为通用的软件平台得到了使用者的认可。

  在一般的工业环境中,不仅具有灰尘、振动等对电子设备不利的因素,还可能会产生强电磁干扰,在温度范围上也不同于一般环境。因此,工控机与普通计算机相比必须有较高的防磁、防尘、防冲击的能力。抗干扰能力较强、连续长时间工作能力等特点。直到现在,由于其应用的行业领域正在不断拓展,所以增强在复杂环境下的稳定性、可靠性,仍然是工控机领域的重要研发方向。

  PLC专门为工业控制所设计的特点,使其在很多工业应用场合取得了很大的优势,一度成为了主流的工业控制器。而PC技术在近年来的快速发展,也为其在很多领域赢得了一席之地。事实上,PC控制技术的优势在于,其非常突出的灵活性和对商用IT技术的兼容性。尽管通常认为,PLC在工业控制场合的可靠性高于PC,但无风扇工业PC等一系列工业级控制产品的快速发展,使得在一些行业中,PC的使用率得到了较快的拓展。值得一提的是,除了一般意义上的工业场合,在很多社会基础设施、社会公共服务领域中,工业PC应用的身影不断涌现。

  例如,在轨道交通、楼宇自控、环境保护监测、城市交通检测、节能监测等领域,工控机已经得到了大量的应用案例。在这方面,工控机由于其集成数据的能力和丰富的应用软件,具有多种优势。

  事实上,随着新行业市场的不断扩大,工业PC技术的新机遇仍在不断涌现。例如,正在快速发展的物联网技术,对运算、控制设备都意味着广阔的需求,而以风力发电为代表的新能源产业、科学技术测试、工业机器人控制等领域,同样对越来越开放和成熟的PC控制技术伸出了橄榄枝。

  PC控制技术的新机遇,正在慢慢变为日益扩大的市场。

PC控制技术:在碰撞中发展

  其实,基于PC的控制技术的发展,决不是一个新话题,自从20世纪90年代起,PC技术已经吹响了向工业领域进军的号角。当然,同大多数经过重重实践和不断改善的技术一样,这一过程也并非一帆风顺。

  事实上,PC技术能够在工业领域获得发展机遇,在一定程度上也缘于传统PLC的一些固有的局限性,随着工业及其他相关领域的需求环境不断发生变化,这些局限性则越来越显著。例如,通讯方式的多样化、设备的互用性、企业的信息化集成等需求已经与日俱增,而在同一系统中实现多功能、多模块的集成,也是更加现实的趋势。要满足这样的需求趋势,PLC则需要增加很多专用硬件及软件设备来实现这些新需求,这就带来了大量的成本,从根本上讲,其相对封闭的架构不得不说是一个重要的原因。

  而PC技术在这方面则有比较明显的优势。首先,其在软件功能和开放性上的优势显而易见,同时也具有更强运算能力的CPU,其在组网、图形化显示等方面也更强。在可靠性与实时性等方面,PC则在不断完善。

  对此,彭瑜教授谈到:PC控制技术的热点问题,仍然在于其稳定性与实时性的改善,比如困扰PC-based技术的硬实时性问题等,都是开发PC-based控制技术的厂商首要解决的基础问题。

  而通过多年的发展,随着工业PC在稳定性、耐久性设计上的不断成熟,以及PC控制系统软件平台在实时性上的不断发展,PC控制技术在这些方面有了不同程度的完善。在很多场合下,工业PC凭借着其维护简捷、高开放性、集成能力强等优势,无疑实现了成本的节约。而在组网、通讯等日渐兴起的方面,工业PC的优势则更加明显。

  当然,如果因此而断言PC控制在所有场合都拥有绝对的成本优势,却并不是十分准确。例如,近年来小型PLC的快速发展十分瞩目,甚至成为了PLC市场最重要的发力方向,各个领先企业也纷纷在这一产品线推出了有代表性的新品,其成本优势反而成为了突出的特点。在这一方面,PC控制技术显然还无法在成本上取得优势。

  对此,彭瑜教授也谈到:讨论工业PC技术和PLC在工业控制领域中带来的成本时,无法一概而论,针对不同的应用场合,PC-based和PLC控制产品在经济性上各有千秋,关键是要根据具体的需求选择合适的产品。可以看出,用户更好地了解自身需求,并以此为依据选择合适的控制产品与系统,是降低综合成本的最有效途径。

软件技术助力PC控制技术

  不可否认,作为PC控制技术赖以发挥作用的关键技术,相关软件技术的发展也成为了决定PC控制技术进展的重要因素,这两者几乎相辅相成,一个成功的PC-based控制系统,其所有工作应该由一个平台上的软件完成。

  事实上,与传统的PLC控制技术相比,PC控制技术的优势之一就在于其作为更具开放性的软件平台,可以通过集成多样化的软件实现更多样、更灵活的功能。对于很多特定行业的用户来说,这一优势不仅省去了购买成本较高的专用硬件设备,还意味着极大的便利。

  比如,以基于PC的控制技术领域称道的德国倍福,其最新升级推出的TwinCAT3软件在这方面的特点就十分显著。一方面是其具有模块化结构;另一方面,配合工业PC技术的发展,TwinCAT3对多核处理器的支持也使其能够在多核上运行不同的任务,从而大幅提高整体处理速度。

  这样一来,通过TwinCAT3可以集成的不仅有PLC、安全控制、运动控制、数控系统等传统功能,还可以对C语言、Matlab、Simulink、C++等IT领域的高级语言进行集成,并实现实时控制。除此以外,TwinCAT3也简化了外部软件的集成,例如基于行业应用解决方案而开发的功能块等,这更是为用户节省了宝贵的开发时间和成本。

  事实上,倍福最近提出的以高精度测试测量应用为主的科学自动化解决方案,也是基于其TwinCAT3软件的新特性而得以实现的。这也说明了,系统对多种接口与编程语言的良好集成性,使成本降低的同时,可以实现很多新功能。

行业需求呼唤工控机应用

  作为基于PC的控制技术的一类代表性控制产品,工控机在近年来得到了非常快速的发展,这种快速发展不仅仅体现在其市场容量上,同样体现在其在多行业内应用的迅速渗透。人们不难发现,尤其是在一些特定的领域,工控机应用的增量非常显著。

  在这方面,轨道交通领域就显得非常典型。以这一行业为例,从列车搭载运行的车载工控机,到站台的自动售检票系统、视频信息发布系统,都成为了新汉、研华等工控机厂商的重点关注行业。针对这一领域的独特需求,多家公司的无风扇嵌入式工控机及其定制化解决方案,都瞄准了这一市场。

  而进军这一市场,不仅仅要通过设计使无风扇工业PC产品适应振动、多尘环境和宽温范围下的应用环境,在解决方案的规划、组织上,也充满了定制化竞争的色彩,甚至是用户和业主的使用、维护习惯,也纳入了方案的考虑范围当中。

  与此同时,在电力能源、通信领域等行业,工控机厂商的竞争也纷纷走起了以专注垂直行业为纲的专注开拓路线。事实证明,多个不同行业的差异和独特需求,的确促使各家厂商纷纷选择了发展专用工控机市场的道路,也正因为如此,这些工业电脑的厂商纷纷推出了多种型号的产品,以适应不同用户、行业的需求。

新领域或为PC控制打开新局面

  除了一些应用已经非常成熟的行业,人们发现,工业PC在很多日渐兴起的新领域,也正在打开广阔的新天地。尤其是一些对网络通信、数据交换与集成要求较高的场合,这样的趋势就愈加明显。

  例如,随着节能降耗风潮的推动,作为绿色能源的风力发电及环保信息监测领域,就成为了工业PC的突破口,像德国倍福这家以基于PC的控制技术称道的自动化企业,凭借其PC自动化控制系统在风电行业已经取得了不俗的业绩。而坚持深耕行业的研华,也频频发力风电场监测等领域,研华凭借其嵌入式工控机、WebAccess软件、工业交换机等产品,在这一新兴的领域已经可以提供成熟完善的解决方案。

  类似的领域也包括高端楼宇自控领域,智能楼宇的概念越来越清晰丰满,逐渐涉及到将能耗、安防、暖通、配电等子系统集成至统一的平台进行管理和调整,工业PC系统在这方面同样游刃有余,发挥了重要的作用。值得一提的是,近来在业界被广泛讨论的物联网技术,同样有望为工业PC技术提供广阔的用武之地。

  总体说来,这些越来越注重网络通讯、数据整合与功能集成的新领域,正在以无法阻挡的速度,成为工业PC技术的新市场,其未来前景之广阔可见一斑。我们有理由相信,这一充满机遇的时期,必将成为PC控制技术的新起点。