一文告诉你PLC与计算机的本质区别在哪里！小白都能看懂

你真的了解PLC吗？你知道PLC与计算机的本质区别吗？我来简单解释一下吧。

第一、PLC可以工作在极其恶劣的电磁环境中

如果我们把计算机直接放到PLC工作的环境中，无需太久，这些计算机将死机甚至烧毁。

在ABB的早期工程中，我们就是把工业控制计算机直接放在变电站开关柜中，用来实施测控和数据处理。然而，用不了多久，电源故障和硬盘故障，还有输入输出接口的故障就接踵而来。直到我们用PLC替换下这些工控机，事情才算完。

这叫做抵御电磁骚扰EMC的能力，PLC可达三级甚至四级，而计算机能达到二级就算很不错了。

抵御EMC电磁骚扰，会有许多措施。例如隔离技术、接地技术等等都是。

第二、PLC的程序是一行行顺序执行的，不会陷入死循环

我们在编写计算机程序时，经常会遇见循环。如果一个循环子程序设计不恰当，或者条件引起了程序返回，有可能进入到死循环中，系统当然就死机了。

然而，PLC的程序是一条接一条顺序执行的，只有到了程序末尾才会回头。在程序中任何部位，若条件满足，可以实现跳转，但程序还是一条接一条顺序执行。

如此一来，PLC几乎不会死机。这也是PLC区别于普通计算机的根本特性。

因此，我们会发现PLC的可靠性极高，这是普通计算机完全不能比拟的。

第三、冗余配置

所谓冗余配置，就是在控制过程中存在主机和从机，它们依靠握手线关联，并共享资源和信息。

如果是计算机，当主机出现问题时，切换到从机的时间较长。但对于PLC，我们可以在机架上安排2套CPU作为主从控制，它们之间的转换仅几个时钟周期即可完成。

例如我们的控制对象是汽轮机，它的转子在高速旋转。我们不妨假定转子的转速就是工频周期，也即每分钟3000转。如果我们对汽轮机实施DCS监控，在现场层面我们只能选用带冗余配套的PLC，绝不可能使用计算机。一旦PLC的主机发生故障，它立刻就转入从机控制，对于受控对象来说几乎感觉不到，但计算机就未必可以实现类似功能了。

事实上，带冗余配套的PLC系统就属于规模较大的PLC了。

第四、PLC的程序特点

PLC的程序规模都不大，一般才几千字节，能上万字节就算很大的程序了。

PLC有许多输入输出接口，以及各种类型的变量，这些都需要专门设置地址，以便在程序中使用。

我们看下图，此图是用PLC国际通用标准IEC61131-3模块化编程语言写成的：

图1：某地铁配电控制系统PLC的输入接口参数定义程序和延迟判误程序

在图1中，我们在左侧看到了许多输入参量，它们的末尾都有_s的标识，这些就是开关量输入参数，它们不但有地址，还有名称。这是必须的，否则程序无法辨识和使用它们。

我们由图1的程序看到，这种编程方法比所谓的C语言方便得多。事实上，每一个功能块就相当于一段C语言。例如TON模块，它是延迟模块，如果用C语言，怎么也要若干语句行，但这里仅仅只是一个程序模块而已。何者更方便一看便知。

我们再看下图：

图2：PLC的16位字解析为单个开关量的程序段

图2中，程序开头的AND（与逻辑模块）实施程序转移。当条件满足时，AND启动子程序入口。

在图2中，我们看到了UNPACK16模块，它的任务是把一个16位的字解析为16个开关量，供下一步程序使用。

我们很容易想到，这个UNPACK16模块若用C语言来写，又会有何种形式？何者更方便？

我们看下图：

图3：数据交换的RS485接口定义和MODBUS通信管理

图3是PLC对系统中各种数据交换的定义、数据采集和管理。图中的一个个模块就是处理MODBUS通信协议数据的，同时还实现数据采集轮巡操作。

这些模块用C语言该如何写？是不是会麻烦很多？

我们看到，PLC程序的便捷性是C语言无法比拟的。

第五、PLC的工作范围

PLC的内存不大，尽管它的可靠性很高，但PLC不能用于较大的计算。我曾经设计过一个PLC程序，用于浮点数的乘法，麻烦得很，最后不得不使用模块配合查表来解决问题。

PLC的内部其实就是单片机，只不过整个PLC的单片机系统经过了严格的EMC测试，而操作系统和编程系统也进行了优化，方便我们这些编程者使用。

既然PLC只是一台单片机系统，可想而知它与计算机不在同一个技术水平上。计算机能够完成的工作，哪怕只是一篇WORD文档的写作，用PLC绝不可能完成。但PLC能够轻松实现的控制功能，用计算机虽然也能勉强实现，但效果极差，且可靠性极低，尺寸也巨大。

如此看来，PLC与计算机的工作特性不一样，适用的工作对象当然也不一样。

工业 PC 和 PLC 之间的区别

制造过程总是被重新评估，以发现提高生产力和降低成本的方法。最终，工业自动化的引入改变了实现这种效率的方式。这是通过使用控制系统来实现的，该系统可以处理多台机器并完成一次由人类员工完成的工作。

1970 年代，为此目的引入了可编程逻辑控制器 ( PLC ) 。他们自动化了制造工厂内的流程、机器功能，甚至整个生产线。在 1990 年代，工业 PC 凭借其更高的处理器速度、更小的占用空间和更低的成本，开始承担工业自动化的角色。

今天，这两项技术的进步使每款设备都在行业中占有一席之地。虽然两者都在自动化方面很受欢迎，但很容易怀疑他们的个人能力并为高级控制器争论一个案例。

主要功能异同

PLC 通过持续监控从其他设备接收到的输入来运行，然后根据其编程“决定”如何响应这些输入。这一切都由专为此类控制任务设计的操作系统 (OS) 提供支持。虽然这种严格的操作系统设计限制了 PLC 的功能，但它们的单一用途也意味着它们可以在没有防病毒软件和注册表清理程序的情况下工作。然后，它们的所有操作任务都可以专用于控制操作。

工业 PC 执行相同的控制任务，但它们的操作系统允许它们运行 PLC 不能运行的程序和应用程序。这意味着该设备不仅可以用于控制目的，还可以利用有限空间的情况。它们的附加功能可能使它们容易受到网络攻击，但现代防火墙和网络安全方法使其成为一个容易克服的因素。

建造

就其构建而言，两者都旨在在工厂车间等恶劣的工业条件下运行。请记住，我们不是将 PLC 与普通的消费类 PC 进行比较。工业级 PC 是：IEC60068 认证 – 承受冲击和振动；无风扇 – 消除颗粒滞留在系统中的问题，额定用于极端温度；可定制 - 使用现代和传统设备进行操作。

在这个领域，这两种设备非常匹配。唯一的潜在差异在于它们的物理尺寸。PLC 可能相当笨重，并且并非所有 PLC 都可以安装。对于许多 PLC 而言，安装实际上会阻碍散热能力，并可能导致系统过热。另一方面，工业计算机很少遇到此问题，并且与 din 导轨和机架安装选项兼容。

编程

另一个关键区别在于每个设备的编程。一个人如何控制控制设备？尽管 PC 和 PLC 这两个术语在谈论可编程控制器时经常互换，但它们的功能略有不同。

PLC 软件逻辑使用非常特殊的编程语言，需要经过特殊培训才能学习、理解和更改命令。无论何时您想设置或更改 PLC 的编程，基本上都需要一位专家在场。PC 运行在熟悉的 Windows 操作系统上，因此它们更容易操作并且其编程语言的知识更广为人知。它们还可以与更多的机器类型交互，因为它们可以适应 C++ 等灵活的编程语言。

扩展能力

几乎所有 PLC 都有各种 COM 端口以及其他I/O 功能。这使它们能够与其他 PLC 通信、连接到 HMI 面板以及处理数字和模拟 I/O。但是，与工业 PC 相比，它们可以处理的 I/O 数量和可以安装的逻辑数量的门槛较低。这可能是它们与某些设备接口的能力的限制。

工业 PC 还具有众多 COM 端口，并具有 LAN、USB 和 HDMI 端口。它们还可以接受扩展插槽以最大限度地发挥其多功能性。它们在扩展领域占据上风，因为它们能够执行 PLC 无法执行的任务和运行程序。例如，可以在工业计算机本身上运行 HMI 应用程序，不像 PLC 需要连接到可以运行 HMI 应用程序的东西，然后才能将任何可用的东西投射到监视器或面板上。

处理能力和存储

PLC 可以是非常强大的控制器，尤其是当它们连接到其他 PLC 时。它们可以处理高速 I/O，并且可以轻松处理较小的自动化项目。如果您的应用场景不太宏大，PLC 是一个合适的选择。与标准 PLC 相比，工业 PC 具有更强的处理能力和更多的存储空间。这使他们能够处理更大的控制过程，如强大的包装线，并与图形应用程序协作。

关于工业 PC 与 PLC 的最终想法

选择可编程控制器取决于您的应用选择。这两个单元都能够在工业环境中有效地管理自动化任务，但 PLC 执行一组严格的功能，而工业 PC 可以更加通用。 PLC 在网络安全方面是一个不错的选择，因为它们通常没有无线连接，因此更安全。PC 可以同样安全，因为拥有网络安全措施是当今现代工厂的标准。无需对网络或安全协议进行额外更改，即可使用工业 PC。

有时，工厂会在其运营中同时使用这两种类型的单元。这些应用程序真正归结为公司的个人需求以及他们希望通过此类设备实现的目标。

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