蘆琦

摘 要： 隨著中國(guó)社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)的制造的成本的相對(duì)降低，在工業(yè)中對(duì)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用也逐漸廣泛。計(jì)算機(jī)目前在數(shù)據(jù)采集、工業(yè)控制、數(shù)據(jù)建模、數(shù)據(jù)處理等工業(yè)進(jìn)程中起著至關(guān)重要的作用。將計(jì)算機(jī)應(yīng)用在電氣自動(dòng)化技術(shù)中已成為了主流趨勢(shì)，由以往的數(shù)據(jù)采集監(jiān)控逐漸發(fā)展為智能化AI控制;由以往的單純的數(shù)據(jù)編程逐漸發(fā)展為編程、建模、控制三位一體的綜合系統(tǒng);由以往的上位機(jī)逐漸發(fā)展為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)。計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用加強(qiáng)了對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)的創(chuàng)新，然而，工業(yè)中往往忽視了計(jì)算機(jī)配置對(duì)整體生產(chǎn)線建設(shè)的影響。本文主要根據(jù)計(jì)算機(jī)配置性能對(duì)工業(yè)電氣自動(dòng)化進(jìn)程的影響進(jìn)行分析，通過分析為工業(yè)中計(jì)算機(jī)的合理選型提出建議。

關(guān)鍵詞： 計(jì)算機(jī)配置; 電氣自動(dòng)化; CPU; 內(nèi)存

一、計(jì)算機(jī)配置在工業(yè)電氣自動(dòng)化控制中的重要性

計(jì)算機(jī)作為工控領(lǐng)域的上位機(jī)主要以兩部分控制整個(gè)系統(tǒng)軟件控制系統(tǒng)與硬件控制系統(tǒng)相互作用，相輔相成共同實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。然而過去在工業(yè)電氣自動(dòng)化應(yīng)用中往往忽視計(jì)算機(jī)配置對(duì)整體系統(tǒng)的影響，計(jì)算機(jī)配置過高對(duì)于系統(tǒng)整體而言可以加強(qiáng)控制系統(tǒng)對(duì)于數(shù)據(jù)的快速處理、擴(kuò)大監(jiān)控規(guī)模、提高虛擬控制與實(shí)際控制的靈敏性，但會(huì)增加設(shè)備成本;計(jì)算機(jī)配置過低對(duì)于系統(tǒng)整體而言會(huì)影響相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理速度，監(jiān)控規(guī)模甚至出現(xiàn)無法運(yùn)行與對(duì)應(yīng)設(shè)備相匹配的上位機(jī)軟件等情況，極大的延緩了整體系統(tǒng)的反應(yīng)速度，進(jìn)而影響工作效率，影響工作體驗(yàn)。因此，計(jì)算機(jī)配置也成為影響在工業(yè)電氣自動(dòng)化應(yīng)用的因素，合理的計(jì)算機(jī)配置在增加工作效率的同時(shí)也減輕相關(guān)工作人員的工作壓力。

二、計(jì)算機(jī)各配件配置在工業(yè)電氣自動(dòng)化控制中的影響

1. CPU

計(jì)算機(jī)的核心配件，CPU性能對(duì)整體性能影響占主要部分。在西門子PLC組建的定位工控系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)擔(dān)任上位機(jī)，主要負(fù)責(zé)對(duì)PLC系統(tǒng)的編程與在線監(jiān)控以及對(duì)采集到的定位數(shù)據(jù)分析，在控制在存在多任務(wù)情況，同時(shí)對(duì)多臺(tái)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)多個(gè)堆棧數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。此時(shí)，對(duì)于計(jì)算機(jī)CPU性能要求較高，多核心高主頻的CPU更能快速完成相應(yīng)任務(wù)。那么CPU中哪些參數(shù)決定了CPU性能那，由于篇幅原因本文只對(duì)相對(duì)重要的性能進(jìn)行分析：

（1）CPU品牌：目前應(yīng)用在工控的計(jì)算機(jī)中CPU主流品牌與日常所用計(jì)算機(jī)CPU品牌相同為INTEL與AMD兩款。首先對(duì)于這兩款品牌而言，2017年為一個(gè)重要指標(biāo)，在2017年AMD未推出銳龍系列之前，INTEL的相關(guān)產(chǎn)品以發(fā)熱低，單核心性能高占據(jù)主要市場(chǎng);2017年AMD推出銳龍系列后，AMD以單核高性能，大幅度低于INTEL的發(fā)熱量，低廉的價(jià)格開始逐步占據(jù)市場(chǎng)。

（2）CPU系列：選定CPU品牌后需要完成對(duì)CPU系列的選擇。由于上文提到AMD的CPU在銳龍系列之前性能與INTEL差距較大，因此在選定過程中可以考慮中低端品牌選擇INTEL，高端品牌考慮性價(jià)比選擇AMD銳龍系列。

INTEL新能看代數(shù)，以I7-7700為例，I7是系列，7700中第一位代表代數(shù)，越大代表代數(shù)越新。識(shí)別規(guī)則是同代產(chǎn)品，I7>I5>I3;同系列產(chǎn)品，數(shù)字第一位越大性能越好，例如I7-7700>I7-6700（部分一代CPU型號(hào)省略第一位，例如I7-700，指的是I7-1700）同理AMD的銳龍系列的產(chǎn)品所區(qū)分類似，這里不再詳細(xì)贅述，個(gè)別型號(hào)存在性能差異需要結(jié)合CPU天梯圖分析。

現(xiàn)已西門子S7-200PLC實(shí)驗(yàn)臺(tái)為例，由于西門子S7-200PLC所使用的編程軟件STEP7對(duì)于CPU要求較低，并且在數(shù)據(jù)采集后由于S7-200系列PLC用于采集的模擬數(shù)據(jù)的端口較少，因此從軟件硬件兩方面來說，選擇INTEL較為便宜的賽揚(yáng)、I3-4代及以下系列的CPU較為合適。

而用于實(shí)現(xiàn)組態(tài)監(jiān)控的組態(tài)王軟件對(duì)于CPU所占用較大，在組建西門子S7-300動(dòng)態(tài)定位系統(tǒng)時(shí)，由于既要添加伺服驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)，又要分析處理來自攝像頭所拍攝的數(shù)據(jù)，同時(shí)還要運(yùn)行組態(tài)王監(jiān)控畫面。因此對(duì)于CPU的性能要求所占較大，此時(shí)選擇INTEL的I3、I5、I7系列的7代以上產(chǎn)品性能滿足但價(jià)格較高，而價(jià)格相對(duì)較低的AMD銳龍3、5、7系列的1代-3代產(chǎn)品性能同樣滿足。

（3）CPU核心+CPU主頻：理論上同級(jí)別CPU核心越多代表著同時(shí)處理任務(wù)的能力越強(qiáng)，主頻越高代表著運(yùn)算速度越快，這些參數(shù)可以根據(jù)CPU說明書查得。

綜上所述，CPU的選型是否合理對(duì)上位機(jī)的性能起著極大的影響，這也就是為什么很多企業(yè)在購(gòu)置定位系統(tǒng)或機(jī)械臂連接上位機(jī)后，發(fā)現(xiàn)無法及時(shí)處理數(shù)據(jù)、無法實(shí)時(shí)監(jiān)控的原因。以組態(tài)王監(jiān)控西門子S7-300配合攝像頭、伺服驅(qū)動(dòng)器組成定位系統(tǒng)為例，部分企業(yè)所搭配的上位機(jī)均是購(gòu)買的賽揚(yáng)系列CPU為主的計(jì)算機(jī)。可想而知，在攝像頭以及伺服驅(qū)動(dòng)器上傳大量數(shù)據(jù)后，由于CPU核心少、主頻低、性能差在配合組態(tài)王的在線任務(wù)，勢(shì)必造成計(jì)算結(jié)果延遲，系統(tǒng)卡頓，嚴(yán)重時(shí)CPU占用過高無法正常運(yùn)行系統(tǒng)。部分企業(yè)由于為在乎計(jì)算機(jī)CPU配置購(gòu)買的低功耗系列產(chǎn)品，在單任務(wù)時(shí)沒有影響，一旦同時(shí)啟動(dòng)組態(tài)王監(jiān)控多個(gè)任務(wù)，計(jì)算機(jī)出現(xiàn)嚴(yán)重的卡頓現(xiàn)象甚至藍(lán)屏，極大的影響了日常生產(chǎn)。

2. 內(nèi)存-內(nèi)存條

內(nèi)存作為同CPU直接溝通的部件，所起作用也同樣重要，內(nèi)存大小運(yùn)行頻率也決定著系統(tǒng)整體性能。DDR4的接口內(nèi)存無論在容量與頻率上均高于DDR3接口的內(nèi)存，同理DDR3接口的內(nèi)存性能高于DDR2。以CAD制圖軟件為例，主流CAD制圖軟件建議運(yùn)行內(nèi)存8G+，那么在配備相應(yīng)上位機(jī)時(shí)選取內(nèi)存應(yīng)為8G-16G，若此時(shí)配備4G內(nèi)存軟件將無法正常運(yùn)行。

以數(shù)據(jù)建模軟件為例，對(duì)于內(nèi)存的要求又提升到了內(nèi)存頻率，在進(jìn)行數(shù)據(jù)建模生產(chǎn)模型算法時(shí)所消耗時(shí)間3400HZ的DDR4速度明顯高于1333HZ的DDR3。

3. 顯卡

顯卡分為核心顯卡與獨(dú)立顯卡。核心顯卡性能相對(duì)近幾年獨(dú)立顯卡性能較弱（AMD銳龍系列除外例如2400G的核心顯卡相當(dāng)于游戲級(jí)別顯卡GTX750）.獨(dú)立顯卡中又區(qū)分為游戲級(jí)別顯卡與專業(yè)制圖顯卡。因此在進(jìn)行簡(jiǎn)單繪圖類軟件是可配置游戲級(jí)別顯卡或同級(jí)別核心顯卡，在進(jìn)行專業(yè)建模繪圖例如3DMAX時(shí)可選用專業(yè)制圖顯卡。以sold work為例，由于其3D建模需要顯卡性能要求較高，可以選擇價(jià)格適中的游戲顯卡GTX1050。

因此，合理選擇計(jì)算機(jī)配置才能保證所構(gòu)建的工業(yè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)正常運(yùn)行，保證數(shù)據(jù)處理，實(shí)時(shí)監(jiān)控高效而安全的進(jìn)行。