В системах АСУТП применение промышленных персональных компьютеров обусловлено наличием большого количества программных продуктов в архитектуре систем управления. Компьютеры по своей архитектуре и функционалу являются универсальными средствами, на которых можно реализовать различные системы автоматизации.

Компьютер в качестве ПЛК

Компьютер может быть превращен в полноценный контроллер, если на него установить:

• электронный диск вместо обычного жесткого диска;
• платы ввода-вывода или внешние модули ввода-вывода;
• сторожевой таймер.
• Soft PLC

Платы и внешние модули ввода-вывода для компьютера выпускаются многими независимыми производителями, что стало возможным благодаря наличию стандартов на конструктивное исполнение и шины как промышленных, так и офисных компьютеров.

Сторожевой таймер служит для перезагрузки компьютера в случае его зависания. Заметим, что компьютер имеет гораздо большее, чем контроллер, время перезагрузки при использовании офисной операционной системы Windows.

Soft PLC представляют собой программное обеспечение, в которое загружается скомпилированный код программы для физического ПЛК. По факту Soft PLC это программное ядро, идентичное тому, которое работает в реальном аппаратном ПЛК. Soft PLC можно привязать к физическому АЦП компьютера и, таким образом, реализовать систему управления.

К достоинствам персональных компьютеров (ПК) при их использовании в качестве контроллеров относятся:

• на порядок большая емкость оперативной памяти
• наличие жесткого диска с практически неограниченной емкостью
• на порядки более высокое быстродействие
• быстрое развитие аппаратного обеспечения (модернизация компьютеров происходит каждые 4..6 месяца, контроллеров - через 3...5 лет)
• в несколько раз более низкая цена
• наличие большого числа специалистов, хорошо владеющих персональным компьютером
• поддержка компьютером DVD и CD-ROM дисководов, принтера, звуковых карт, систем распознавания и синтеза речи, систем распознавания образов и текста, а также других средств, недоступных для контроллера
• легкая замена компьютера на более мощный без изменения программного обеспечения;
• поддержка клавиатуры, мыши и монитора
• возможность комплектации компьютера из частей, производимых большим числом независимых производителей
• возможность создания всей системы автоматизации с помощью SCADA пакетов (например, MasterSCADA, Trace Mode), без привлечения систем программирования контроллеров и средств связи контроллера с компьютером
• наличие стандартов на шины, что обеспечивает большое число независимых поставщиков стандартных компьютерных плат.

Хотя промышленные компьютеры, приближаясь по условиям эксплуатации к контроллерам, утрачивают некоторые из достоинств ПК (такие, как быстродействие, быстрота модернизации, низкая цена), другие достоинства ПК делают их широко распространенными и востребованными в промышленности.

С развитием промышленных компьютеров и контроллеров происходит стирание различий между ними. Тем не менее, остается ряд отличий, которые уже нельзя назвать существенными, но которые встречаются наиболее часто. Типовой компьютер, в отличие от типового контроллера, имеет:

• мышь, клавиатуру и монитор
• жесткий диск
• узкий температурный диапазон (от 0 до +50 ºС)
• операционную систему Windows (иногда используют ОС реального времени Windows CE, QNX, RTOS)
• вентилятор для охлаждения процессора и блока питания. (существуют пассивные системы охлаждения)

В промышленных компьютерах иногда используют операционную систему реального времени, однако она не всегда является необходимой даже в системах автоматического управления. 

Недостатком компьютеров в роли ПЛК является:

• большое время перезагрузки системы при ее зависании.
• более сложная архитектура и как следствие меньшая надежность
• меньшая информационная защищенность
• отсутствие готовых резервированных и сертифицированных решений по резервированию

Компьютер для общения с оператором
Наиболее типичным применением промышленных ПК в задачах автоматизации является организация рабочего места оператора (диспетчера). 

Компьютер здесь выполняет роль человеко-машинного интерфейса (ЧМИ). Для улучшения эргономичности и эффективности работы оператора используют SCADA-пакеты с использованием звука, анимации, высококачественной цветной графики и множеством интеллектуальных функций, облегчающих работу оператора.

Для монтажа на панель (на дверцу шкафа, на стену) используют панельные компьютеры, которые объединяют в одном конструктиве процессорный блок, дисплей с сенсорным экраном и клавиатуру.

Выводы
Развитие современных IT технологий позволяет применять современные и более производительные решения в промышленных ПК и тем самым постепенно вектор развития и применения промышленных решений смещается в сторону ПК. Но так как специализированное ПО и решения много лет разрабатывались именно под архитектуру и особенности ПЛК, то процесс перехода от ПЛК к промышленным ПК затянется еще очень надолго или останется в текущем состоянии- как две параллельные ветви технических решений в автоматизации.