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主控计算机种类分类详解

2023-06-26 理论教育版权反馈

【摘要】：主控计算机是焊接专机控制系统的核心，需要考虑所需计算能力、运行速度、内存大小、接口种类和数量、稳定性、抗干扰能力等多方面的因素。目前，焊接专机中常用的主控计算机为PLC和工控机。就发展来说，它们来自不同的途径，PLC来源于以继电器为特征的电气逻辑控制，工控机来源于计算机。图5-4-23 焊接专机上层管理软件功能组成PLC和工控机的性能对比如下：可靠性方面都是工业级产品。

主控计算机是焊接专机控制系统的核心，需要考虑所需计算能力、运行速度、内存大小、接口种类和数量、稳定性、抗干扰能力等多方面的因素。特别是焊接现场电磁环境很恶劣，强电、高频信号对计算机系统影响很大，在设计时要充分考虑到抗干扰措施的必要性。

目前，可选的控制计算机包括微机系统（PC）、工控机（IPC）、单片机（SCM）、数字信号处理器（DSP）、嵌入式计算机系统、多级控制计算机系统、可编程逻辑控制器（PLC）等。

常见的台式微机系统（PC）功能强大、外扩方便、开发容易、价格低廉。但是抗工业现场电磁干扰能力差，一般可作为上层管理用计算机，很少被选用为现场控制计算机。

图5-4-21 焊接专机的典型控制系统组成

图5-4-22 环缝焊接专机的工作流程

单片机具有体积小、价格低、功能较强、有一定的抗干扰能力等优点，适合于对单个设备的控制，如弧焊电源、手控盒等。单片机一般不作为大系统的主控计算机。

数字信号处理器（DSP）与单片机相比，运算能力强、I/O等实时控制能力弱，它一般与单片机联合用于数字化弧焊电源的控制中。

嵌入式系统以应用为中心，软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性有严格要求的专用场合。在小型的焊接专机中，嵌入式系统有应用。

目前，焊接专机中常用的主控计算机为PLC和工控机。就发展来说，它们来自不同的途径，PLC来源于以继电器为特征的电气逻辑控制，工控机来源于计算机。总体来说，PLC还是适合于进行以顺序控制为主的自动化工程中。工控机作为控制设备，用于以过程控制为主的自动化工程。

图5-4-23 焊接专机上层管理软件功能组成

PLC和工控机的性能对比如下：

（1）可靠性方面都是工业级产品。PLC的抗干扰能力更强。工控机的软件有时可能不稳定。

（2）可扩展性方面PLC增加一个功能只需增加相应的模块和修改对应的程序，比较方便。工控机具有很强的扩充能力，最多可扩展20多个板卡，但是板卡扩充时需要修改软件，较为复杂。

（3）故障诊断能力PLC本身具有很强的自诊断能力。而工控机很难诊断出故障元件及原因，使维修周期增加。

（4）编程方面PLC编程较为方便、简单，很多程序具有通用性。而工控机对于硬件的一些编程较为复杂。

（5）接线PLC接线简单、清晰。工控机接线涉及板卡，较为复杂，易出错。

（6）逻辑控制PLC的最大优点还是逻辑控制。工控机的逻辑控制稍差。

（7）体积价格PLC体积小、价格较为昂贵。工控机体积较大，价格便宜。

（8）控制对象的复杂性PLC只能控制较为简单的运动。工控机可以进行复杂的运动控制，如多轴插补运动。

（9）可控电动机数量及精度PLC只能带动少数几个电动机。工控机可以通过增加运动卡来增加控制电动机的数量。工控机能实现更精确的运动控制。

（10）控制实时性方面工控机占优。

（11）二次开发PLC二次开发困难。工控机具有开放式结构、强大而丰富的软件功能，方便二次开发。

（12）适用范围PLC适用于比较简单的运动过程。工控机适用于复杂的运动场合，如机器人等。