在机缘巧合下,对“工业上位机软件”有了一些初步的了解。在这里和大家分享一下。注意本节的内容还不够专业全面,只适合对“工控软件”进行一个初步的了解。
工业“自动化”控制系统的组成
在工业生产过程中,最重要的是安全,其次是稳定。工业生产环境中可以常见大如“吊车”般的设备、有毒气体、强碱、强酸、几千度的高温、易燃易爆气体、高压水蒸气。所以容不得半点错误,出错就意味着要死人,因此安全是第一位的。然后是稳定。为啥稳定这么重要呢。工业生产过程和我们家用设备不一样。工业生产是24小时不间断的。工人是轮班倒休的,但是生产设备是常年不停的运行的。如果生产过程有一个设备出现故障,就会影响整个生产流程的进度和原料的浪费,要再次重启整个生产流程代价很大。生产过程停止1小时,就意味着最低几十万的损失,严重的情况意味着几百万的损失。
因此,用在“工业”中的自动化设备和软件设备,就有一个共同的特点。即“功能不必高级,够用就行,关键要求稳定”。
因此,在工业中,实现自动化的组合是:PLC+Modbus协议+组态软件。
PLC:
可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController,PLC)。从网上可以了解到PLC的具体功能和开发细节。这里我以个人的理解来加以说明。从功能上来讲,PLC和常见的任何一款单片机没有任何区别。那么PLC和单片机的不同之处,就只有稳定性这一个不同点了。而PLC现在正在工业生产中大行其道。也就可见稳定性是对于工业生产是多么的重要。这也是PLC比单片机贵几百几千倍,但是也离不开PLC的原因。最为著名的PLC为:西门子PLC。
Modbus协议:
既然工业中对安全和稳定要求这么高,因此适合在工业工厂中使用通信协议“Modbus”就诞生了。也成为了行业的标准。所有工业下位机设备都是支持Modbus协议。所有工业上位机软件开发平台,都默认提供了Modbus通信模块(库),都不用你自己开发。注意,Modbus只是工业通信协议中的一个。除此之外,还有其他工业级别的通信协议。
组态软件:
前面提到,在工业生产中对软件的功能要求不高,只有固定的几类,常用的功能有:显示电流电压温度等物理量、开关控制、报警、记录log、逻辑判断、与PLC通信。因此开发平台把这几个功能进行了模块化,开发人员只需通过“配置”即可做出一款工控上位机软件。这类软件开发平台叫做“组态软件”。国外组态软件:InTouch、WinCC、iFix,国内组态软件:KingView(组态王)、KingSCADA(组态王的升级版本)。注意,组态软件一般都是收费软件,且价格不便宜。世界第一是研华,第二是控创,前几年研祥号称国内第一世界第三,也不算错。在国内厂商自己比是第一,不过和研华比就算国内销量也比不过。这几年研祥下滑的厉害,世界第三肯定是没戏了,国内第一也领先不多了,华北工控和集智达已经离它不远了,也许过两年可能就被别人超过了。
台湾的凌华、新汉、威达电(国内叫威强)也是比较好的。
如果你确定要使用研华的工控机,那一定要了解你是需要研华的原厂整机还是经销商的组装机。台湾工控机在进入国内市场初期是没有原厂整机的,就是机箱和主板,其他都由经销商组装。后来才有了原厂整机。原厂整机的零部件及品控显然比组装机要好,当然价格也要比组装机高。对了,一般说工控机都是默认主机,不带显示器,一体化的除外。
另外,你还需要防止有些经销商故意模糊一些参数,比如采用商用大母板的模式,不是工控的无源底板;比如主板是研华的,机箱是其他的;或者机箱是研华的,主板是其他的。
如果不考虑品牌,首先你要确定使用环境,是需要小型的无风扇嵌入计算机,还是19英寸上架的工控机,嵌入式计算机基本上IO扩展余地不多,基本上没办法插几块IO卡,而19英寸上架的就是为多IO而设计的,如果是满槽的无源底板(一般标配4个)可以插12快IO卡。
然后你要考虑外部的连接端口数量(串口、网口、usb、显示等等),比如你要连接很多外部仪表或其他扫描仪等设备,可能会需要多串口,然后要考虑串口类型,是普通的232还是工业常见的485或422。
接着要考虑是否需要低功耗的CPU,是否需要PCI Express总线,电源功率。
最后,要考虑应用环境。温湿度、粉尘耐受度、抗震抗冲击级别、防水等级、电磁干扰、平均无故障时间等等。
要论产品品质,西门子原装最好,价格也很高,一些号称低价的西门子产品是需要打问号的。台湾那几个厂商都还不错,研华、凌华、新汉、威达。国内的就是研祥、华北工控、集智达。(研华世界第一,德国控创第二;国内厂商研祥排名第一,接着是华北工控、集智达)
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