Khi lĩnh vực sản xuất công nghiệp phát triển nhanh chóng, ngành tự động hóa đã chuyển từ một thứ gì đó xa xỉ sang một nhu cầu tuyệt đối. Các ngành công nghiệp trên toàn thế giới đang ngày càng áp dụng tự động hóa công nghiệp để tăng hiệu quả, nâng cao độ chính xác và giảm thiểu thời gian chết (downtime). Trọng tâm của cuộc cách mạng tự động hóa này là hai công nghệ chính: Bộ điều khiển logic lập trình (PLC) và Máy tính cá nhân (PC). Cả hai đều thiết yếu để thúc đẩy tự động hóa công nghiệp, nhưng vai trò và ứng dụng của chúng lại hoàn toàn khác nhau. Trong bài blog này, chúng ta sẽ khám phá chúng là gì và sự khác biệt chính xác của chúng là ở đâu.
PLC là gì?
Bộ điều khiển logic lập trình (Programmable Logic Controller, PLC) là loại máy tính công nghiệp được sử dụng để điều khiển máy móc và các quy trình. Nó được thiết kế để hoạt động tin cậy và theo thời gian thực, có khả năng quản lý các tác vụ như giám sát đầu vào từ các cảm biến và điều khiển đầu ra đến các bộ truyền động. Được chế tạo để chịu được môi trường khắc nghiệt, PLC được lập trình bằng các ngôn ngữ như Ladder Logic, cho phép PLC có thể tùy biến cao để tự động hóa máy móc.
PLC có nhiều kích cỡ và hình dạng khác nhau để đáp ứng nhiều nhu cầu công nghiệp khác nhau. Ví dụ, micro-PLC nhỏ gọn và lý tưởng cho các ứng dụng nhỏ, độc lập như điều khiển một hệ thống máy duy nhất. PLC dạng module, có thể tùy biến với nhiều module I/O, hoàn hảo cho các quy trình phức tạp như toàn bộ dây chuyền lắp ráp. PLC gắn trên rack cung cấp các cấu hình mở rộng phù hợp với các hoạt động quy mô lớn, chẳng hạn như quản lý nhà máy điện. Các tùy chọn này cho phép các ngành công nghiệp lựa chọn PLC phù hợp cho các ứng dụng cụ thể, tối ưu hóa hoạt động và nâng cao hiệu quả cũng như năng suất trong nhiều môi trường khác nhau.
Industrial PC – Máy tính công nghiệp là gì?
Khi chiếc máy tính cá nhân (PC) liên tục phát triển, nhờ vào sự tiến bộ theo cấp số nhân của chip bán dẫn, PC công nghiệp đang ngày càng trở nên phổ biến trong ngành tự động hóa. Với chip máy tính ngày càng mạnh hơn, nhỏ hơn và rẻ hơn, PC công nghiệp hiện có thể xử lý các tác vụ thường được quản lý bởi PLC, cùng với các tải xử lý bổ sung như HMI, gateways, ứng dụng AI, v.v. PC công nghiệp đạt được sự hợp nhất tải xử lý này nhờ các bộ tăng cường hiệu suất như GPU, TPU, VPU và SSD NVMe. Khả năng quản lý nhiều tác vụ này giúp giảm lượng phần cứng cần thiết trong nhà máy. Trong các phần sau, chúng ta sẽ khám phá những điểm giống và khác nhau giữa PC công nghiệp và PLC.
Sự khác biệt giữa PLC và PC công nghiệp là gì?
Máy tính thông thường và máy tính công nghiệp có chung các thành phần cơ bản như CPU, RAM, SSD và GPU. Tuy nhiên, máy tính công nghiệp được thiết kế riêng để chịu được các điều kiện khắc nghiệt, chẳng hạn như nhiệt độ rất cao hoặc rất thấp, va đập và rung động, trong khi máy tính cá nhân thông thường sẽ dễ hỏng hóc. Các tính năng làm cho máy tính cá nhân công nghiệp trở nên chắc chắn bao gồm thiết kế không quạt (fanless), khung máy một mảnh và sử dụng vật liệu cấp công nghiệp. Ngoài ra, máy tính cá nhân công nghiệp rất linh hoạt. Chúng không chỉ hỗ trợ các công nghệ mới nhất mà còn hỗ trợ các công nghệ cũ hơn thường được sử dụng trong tự động hóa nhà máy, chẳng hạn như cổng Serial, COM, đầu nối M12, DIO và GPIO. Tính linh hoạt và độ bền này đã dẫn đến sự gia tăng nhanh chóng trong việc sử dụng máy tính công nghiệp trong tự động hóa sản xuất.
Sự khác biệt giữa PLC và PC công nghiệp là gì? 7 điểm khác biệt
- Hoạt động
Một PLC chạy trên hệ điều hành thời gian thực được thiết kế riêng cho các tác vụ điều khiển. Nó liên tục giám sát các inputs từ các thiết bị được kết nối và thực hiện các lệnh dựa trên chương trình của nó. Hệ điều hành chuyên dụng này loại bỏ nhu cầu về các chương trình diệt virus hoặc trình dọn dẹp hệ thống, giúp tăng tốc độ xử lý. Máy tính công nghiệp có thể thực hiện các tác vụ tương tự nhưng với hệ điều hành như Windows hoặc Linux, cho phép chúng chạy nhiều ứng dụng khác nhau không có trên PLC. Điều này làm cho máy tính công nghiệp trở nên linh hoạt, có khả năng hợp nhất tải xử lý và giảm dấu vết phần cứng (hardware footprints). Tuy nhiên, chúng dễ bị tấn công mạng, mặc dù phần mềm diệt virus và tường lửa tiên tiến có thể giảm thiểu rủi ro này. - Lập trình
PLC thực thi chương trình dựa trên cơ chế quét, thường sử dụng tiêu chuẩn kiểu logic bậc thang IEC 61131-2. Ngược lại, PC công nghiệp hoạt động trên phần mềm điều khiển sự kiện và chạy trên Windows hoặc Linux, sử dụng ngôn ngữ lập trình như C/C++/.NET. Điều này giúp PC công nghiệp dễ lập trình hơn và cho phép tương thích tốt hơn với máy móc và thiết bị, so với logic bậc thang đòi hỏi phải được đào tạo đặc biệt. - Bảo mật
Bảo mật là yếu tố quan trọng trong tự động hóa sản xuất, với các công ty có khả năng mất hàng triệu đô la nếu bị xâm phạm. Các hệ thống công nghiệp phải chặn truy cập bên ngoài trái phép và giới hạn quyền truy cập của người dùng dựa trên phân quyền. Theo truyền thống, PLC được bảo vệ khỏi phần mềm độc hại, nhưng các cuộc tấn công như Stuxnet cho thấy lỗ hổng vẫn có thể bị khai thác. Máy tính công nghiệp cũng cần được bảo vệ mạnh mẽ, thường sử dụng phần mềm diệt virus và các module phần cứng như TPM 2.0 để mã hóa dữ liệu và bảo vệ chống lại các mối đe dọa. - Độ bền
Cả PLC và PC công nghiệp đều được thiết kế cho môi trường khắc nghiệt. Tuy nhiên, PC công nghiệp cung cấp các tính năng như thiết kế không quạt, phạm vi nhiệt độ rộng, khả năng chống sốc và chống rung, IP-rating cao và cổng I/O phong phú cùng với hỗ trợ tương thích các chuẩn cũ. PC công nghiệp thường nhỏ gọn hơn và cung cấp nhiều tùy chọn lắp đặt hơn, chẳng hạn như VESA, rack và DIN rail. Chúng cũng bao gồm các tính năng như quản lý đánh lửa bằng điện, khiến chúng phù hợp cho các ứng dụng trong xe. - Khả năng mở rộng
PLC và PC công nghiệp điều khiển nhiều thiết bị khác nhau để giám sát và giao tiếp, được trang bị nhiều cổng COM và khả năng I/O. PLC thường có các giao thức chuẩn công nghiệp tích hợp như CANbus, Modbus và EtherCAT. PC công nghiệp, có khe cắm mở rộng, cung cấp tính linh hoạt cao hơn và có thể hỗ trợ nhiều I/O hơn, bao gồm cổng LAN, USB và HDMI. Chúng cũng có thể chạy các ứng dụng HMI độc lập, không giống như PLC cần phần mềm HMI riêng. PC công nghiệp có thể mở rộng bằng card không dây, module 5G, SSD và bộ tăng tốc GPU. - Sức mạnh xử lý và bộ nhớ lưu trữ
PLC mạnh mẽ cho các điều khiển tự động hóa chuyên dụng, xử lý tốt I/O tốc độ cao và các ứng dụng nhỏ hơn. Tuy nhiên, khi tự động hóa ở cấp độ phức tạp hơn, PC công nghiệp với bộ xử lý đầy đủ, bộ lưu trữ mở rộng và bộ tăng tốc hiệu suất như GPU, TPU và VPU vượt trội trong việc xử lý các tác vụ xử lý nặng hơn, chẳng hạn như dây chuyền lắp ráp thông minh với các ứng dụng machine vision. - Chi phí
PLC thường có chi phí ban đầu thấp hơn cho các ứng dụng nhỏ hơn nhưng có thể trở nên đắt đỏ với sức mạnh xử lý hoặc thiết bị ngoại vi bổ sung. Máy tính công nghiệp có chi phí ban đầu cao hơn nhưng mang lại giá trị tốt hơn cho các tác vụ phức tạp do khả năng mở rộng và tổng chi phí sở hữu thấp hơn.
Tóm tắt: PC công nghiệp vs PLC
Cả PLC và PC công nghiệp đều có vị trí của chúng trong tự động hóa công nghiệp. PLC lý tưởng cho các tác vụ tự động hóa nhỏ, đặc thù bởi độ bền, hiệu quả về chi phí và bảo mật của chúng. PC công nghiệp tốt hơn cho các ứng dụng phức tạp đòi hỏi khả năng xử lý và nhu cầu lưu trữ cao. Chúng cung cấp tổng chi phí sở hữu thấp hơn cho các tác vụ phức tạp và được bảo mật bằng các biện pháp an ninh mạng hiện đại. Thông thường, sự kết hợp của cả hai có thể cân bằng chi phí và lợi ích, tùy thuộc vào nhu cầu của quy trình sản xuất.
C&T Solution là nhà sản xuất máy tính công nghiệp chuyên dụng tại Đài Loan. Hãng cung cấp nhiều loại máy tính công nghiệp được thiết kế riêng cho các ứng dụng tự động hóa công nghiệp của bạn. Với hơn 12 năm kinh nghiệm, các kỹ sư của C&T Solution đã thiết kế và sản xuất các hệ thống máy tính công nghiệp tại Đài Loan. Các máy tính công nghiệp của họ được chế tạo chuyên dụng, được kiểm tra nghiêm ngặt và được xác thực cho các triển khai công nghiệp khắc nghiệt nhất.
Bạn muốn trở thành đối tác bán hàng C&T Solution của NTC?
Bài viết liên quan