上位機代替PLC探討及IO采集實時性測試

佚名2016 2022-10-10 發(fā)布于江蘇

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前言

之前寫了一篇文章,，關于上位機能不能代替PLC實現控制：

“上位機能不能代替PLC實現控制,？”

這篇文章引發(fā)了很多小伙伴的討論，我摘取幾個比較典型的：

文武：上位機代替PLC主要解決實時性,，穩(wěn)定性

IMBA：我的理解是PLC是循環(huán)執(zhí)行的,，相當于上位機程序跑在一個定時器循環(huán)事件里。ob1,，ob30,，就像是上位機中不同的定時器循環(huán)中執(zhí)行的程序，彼此獨立,，各自有一個線程,。上位機里有線程鎖的概念，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，相當于c# 中類的字段,。input，output相當于屬性,，在scl里手動和static變量連接,。雖然PLC沒繼承，但是有多重背景數據塊（相當于c#的單例模式）,。其實幾十年前就有上位機代替PLC控制的設備了,。很多國外設備廠家，會在做上位機的時候把設備控制也做進去,。PLC只有在非標項目用的多,。

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

巨忍：我的理解是做設備自動化控制方面，應多方面考慮,，1.自己公司的資源2.設備的數量3,，設備整體的控制要求4，交期5,，全壽命周期,，達到最優(yōu)價值。傳統(tǒng)繼電器線路,，單片機,，PLC，上位機軟件加板卡,，數控系統(tǒng)等都可以實現設備控制,，但側重略有不同。比如PLC用邏輯控制,，軸定位,，模、數等方面有優(yōu)勢,，單片機用于小設備,，批量，儀器,，檢測類有優(yōu)勢,，上位機加板卡用在軸定位，視覺,，掃碼,，等對接附加功能的設備，數控系統(tǒng)當然多用在機床加工類,，實現多軸插補,、運動。

個人理解

首先,，我個人認為上位機是可以替換PLC的,，但并不一定可以代替全部PLC。

其實工業(yè)現場已經有很多這樣的應用,，尤其是在一些運動控制,、機器視覺的項目里，在沒有PLC的情況下,，所有的邏輯都是在上位機來實現的,。

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

因為上位機的宗旨不是為了取代PLC，而且為了和PLC更多地融合,，PLC發(fā)展這么長時間,，事實證明，是一個非常成功的工業(yè)控制器,。然而,，PLC只是控制器的一種，是使用頻率比較多,，應用場合比較多,，而且性價比比較高的一種，但這并意味著所有的項目必須要使用PLC,，比如很多小型項目,，可能自己做單片機的成本更低，運動控制視覺項目,，可能采用運動控制卡的方式實現起來性價比更高,。

沒有一種技術可以代替所有。

其次,，上位機并不意味著就是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,。

這個其實倍福做的一直都是，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)，可以根據需要安裝到不同的硬件環(huán)境中,。其實就相當于把常規(guī)PLC的軟件部分單獨拿出來,，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)，它至少包括兩個部分：編程開發(fā)環(huán)境和運行時(runtime),，編程開發(fā)環(huán)境用于編寫/編譯/下載PLC程序,；運行時將原操作系統(tǒng)改造成PLC實時環(huán)境,，并運行用戶下載的程序,。

CODESYS是典型的軟PLC，當然，西門子也有軟PLC產品——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)計算機上,，它是一套運行在Windows系統(tǒng)上的軟件產品。準確來說,，S7-1500軟件控制器采用Hypervisor技術,，將工業(yè)計算機的資源分成兩部分，一部分用于運行Windows系統(tǒng)及其程序,；另一部分用于運行軟PLC,。兩者之間保留SIMATIC通信功能，但Windows系統(tǒng)及其程序無權訪問軟PLC的資源,。

我認為,，如果使用C#結合Windows系統(tǒng)，來代替PLC,，最大的瓶頸在于實時性,，而不是可行性，因為Windows操作系統(tǒng)本身是一個多用戶多任務操作系統(tǒng),，并不是一個實時系統(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，值得我們去探索,。