自動(dòng)化的未來PAC

1、可編程自動(dòng)化控制器(PAC) 新一代控制設(shè)備的靈活性、開放性和更好的性能多年來，可編程邏輯控制器（PLC） 給OEM 廠商和最終用戶提供了高可靠性的控制系統(tǒng)。然而，為了實(shí)現(xiàn)越來越多功能和不斷提高控制系統(tǒng)在工廠網(wǎng)絡(luò)上的通訊性能，PLC 的工程師們不得不考慮進(jìn)行硬件和軟件的更新?lián)Q代不斷地進(jìn)行硬件的重新設(shè)計(jì)和軟件的重新編程?，F(xiàn)在，一種全新概念的控制系統(tǒng)，可編程自動(dòng)化控制器PAC 的出現(xiàn)，極大地提高了控制系統(tǒng)的靈活性、開放性和整體性能。PAC 可以使客戶不需重新設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)，就可以不斷獲得越升的系統(tǒng)性能。在PAC 控制器中的操作系統(tǒng)之上設(shè)計(jì)了一個(gè)通用的、適合于多平臺(tái)的（包括硬件平臺(tái)和操作系統(tǒng)平臺(tái)），便

2、于移植用戶應(yīng)用程序的、輕便的控制引擎（control engine ），這樣保證使用PAC 系統(tǒng)的用戶可以使其編制的應(yīng)用程序獲得最大的應(yīng)用收益，并且還可以不斷地方便的優(yōu)化其自動(dòng)化平臺(tái)。GE Fanuc 公司最新推出的革命性的新產(chǎn)品-PACSystems 系列,定位于工業(yè)領(lǐng)域的PAC產(chǎn)品,即能夠滿足用戶對系統(tǒng)性能的不斷提升的需要,而無需不斷地進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的更新?lián)Q代。對于不同的硬件平臺(tái)，PAC 系統(tǒng)提供了一個(gè)同樣的控制引擎和通用的編程軟件，使用戶選擇硬件系統(tǒng)有很大的靈活性。對PAC 的需求使用PLC 作為控制系統(tǒng)已經(jīng)有二十多年的歷史，PLC 為工業(yè)控制應(yīng)用提供了快速和可靠的解決方案，其設(shè)計(jì)滿足了工

3、廠對于使用環(huán)境和可靠性的要求。然而，過去人們很少關(guān)注到，實(shí)際上這些PLC 控制器都是建立在各廠家專有架構(gòu)的基礎(chǔ)上，其編程和程序執(zhí)行的實(shí)現(xiàn)也是對于特定的應(yīng)用設(shè)計(jì)的。因此，為實(shí)現(xiàn)工業(yè)企業(yè)中各層次的數(shù)據(jù)通訊需求-設(shè)備層控制層和管理層-整個(gè)系統(tǒng)經(jīng)常需要整體的升級。然而，在最近幾年，很多組織已經(jīng)開始尋找不同的工廠底層設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，而且把它們連接到操作和企業(yè)級的系統(tǒng)和流程。這種集在化的程度預(yù)示了更多的商業(yè)利益，包括：·更優(yōu)越的操作性能有助于公司生產(chǎn)更高級的產(chǎn)品獲得利潤和擴(kuò)展業(yè)務(wù)·賦予制造業(yè)更多的靈活性業(yè)養(yǎng)浪費(fèi)和對多變的市場做出迅速回應(yīng)·加強(qiáng)和提高核心競爭力業(yè)更加清晰的定義市

4、場和業(yè)務(wù)·在任何地點(diǎn)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)來擴(kuò)展產(chǎn)品流程和全球化·采用通用和標(biāo)準(zhǔn)化的架構(gòu)來降低成本·使資產(chǎn)保值來保持利益?zhèn)鹘y(tǒng)的控制解決方案通常較難提供所需的開放性和靈活性的好處，因?yàn)榇罅康钠脚_(tái)和系統(tǒng)必須部署為整個(gè)企業(yè)的自動(dòng)化。如果在某些設(shè)備不提供這些開放性和靈活性，在這些設(shè)備和系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)住處交換就是一件非常困難的工作。因此，對于目前的工業(yè)自動(dòng)化的需求，傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)有以下一些局限性：·由于使用了不同供應(yīng)商的多種平臺(tái)，控制系統(tǒng)實(shí)施并不是一件輕松和迅速的事；對于邏輯控制、過程控制和運(yùn)動(dòng)控制都有需要不同的編程；·當(dāng)考察實(shí)施價(jià)值和新的自動(dòng)化控制技術(shù)時(shí)，用戶可能對

5、采用這些技術(shù)和產(chǎn)品比較猶豫，因?yàn)樗麄兒ε录夹g(shù)會(huì)很快變得過時(shí)；·升級系統(tǒng)性能所帶來的好處可能并不能補(bǔ)償對一個(gè)已存在的系統(tǒng)重新設(shè)計(jì)所花費(fèi)的時(shí)間和開支；·現(xiàn)行的自動(dòng)化系統(tǒng)在容納不斷增長的數(shù)據(jù)量方面經(jīng)常顯得力不從心；·開發(fā)的數(shù)量、用戶和設(shè)計(jì)的工具和平臺(tái)導(dǎo)致在定義和實(shí)施自動(dòng)化平臺(tái)時(shí)大規(guī)模無可逆轉(zhuǎn)的延遲；·一旦實(shí)施完畢和運(yùn)行，一個(gè)專門的控制系統(tǒng)可能在一種應(yīng)用中表現(xiàn)良好，但是想把它成功的遷移到其它的應(yīng)用中卻被證明是非常困難的?？紤]到這些局限性，PLC 的功能在最近幾年中已經(jīng)擴(kuò)展了不少，它提供了更多的應(yīng)用靈活性和互操作性。然而大多數(shù)PLC 制造商直到現(xiàn)在并不能成功的定義

6、和改變他們的控制器來適應(yīng)這種革命性的變化，或者試圖擴(kuò)展這些工業(yè)應(yīng)用基石的功能，來滿足變革巨大的多種解決方案的需要。PAC 的定義由一個(gè)輕便的控制引擎支持，并且多種應(yīng)用使用的一種開發(fā)工具，PAC 系統(tǒng)保證了控制系統(tǒng)各功能真的統(tǒng)一集成，而不僅僅是一個(gè)完全無關(guān)的部件的拼湊的集成。PAC 定義了以下幾種特征和性能：·多領(lǐng)域的功能包括邏輯控制運(yùn)動(dòng)控制過程控制和人機(jī)界面在統(tǒng)一平臺(tái)·一個(gè)滿足多領(lǐng)域自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)和集成的通用開發(fā)平臺(tái)·允許OEM 廠商和最終用戶在統(tǒng)一平臺(tái)上部署多個(gè)控制應(yīng)用·有利于開放模塊化的控制架構(gòu)來適應(yīng)高度分布性的自動(dòng)化工廠環(huán)境·對于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

7、語言等等使用既定的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)來保證多供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換。PAC 與PLC 的區(qū)別雖然PAC 形式與傳統(tǒng)的PLC 很相似，但PAC 系統(tǒng)的性能卻廣泛全面的多。PAC 是一種多功能控制器平臺(tái)，它包含了多種用戶可以按照自己意愿組合、搭配和實(shí)施的技術(shù)和產(chǎn)品。但與其相反，PLC 是一種基于專有架構(gòu)的產(chǎn)品，僅僅具備了制造商認(rèn)為必要的性能。PAC 與PLC 最根本的不同在于它們的基礎(chǔ)不同。PLC 的性能倚賴于專用的硬件，PLC的應(yīng)用程序的招待是依靠專用的硬件芯片來實(shí)現(xiàn)的，對于PLC 的功能的改進(jìn)，如增加運(yùn)動(dòng)控制、過程控制或通訊功能，都需要使用不同的硬件，即使對于同一PLC 廠家，這種專用的硬件很難移植到不同

8、性能的PLC 中，而且傳統(tǒng)的PLC 廠家的硬件結(jié)構(gòu)體系都是專有的高計(jì)，甚至于處理器芯片都是專用的芯片，這樣就導(dǎo)致了隨著PLC 功能需求的不斷提高，PLC的硬件體系變得越來越復(fù)雜，而且由于硬件的非通用性會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的功能前景和開放性受到很大的限制，這是為什么PLC 的CPU 的性能通常比PC 機(jī)的CPU 要落后得多的原因；另外PLC 的操作系統(tǒng)通常都是各PLC 廠家的專用操作系統(tǒng)，與目前流行的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)不兼容，由于是專用的操作系統(tǒng)，其實(shí)時(shí)可靠性與功能都無法與通用的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)相比，這要就導(dǎo)致了PLC 的整體性能的專用性和封閉性。PAC 的性能是基于它的輕便控制引擎和標(biāo)準(zhǔn)的、通用的、開放的實(shí)時(shí)操作

9、系統(tǒng)、嵌入式硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及背板總線。PAC 的杰出輕便控制引擎是非常杰出的特點(diǎn)，在PAC 之前的PLC 等控制系統(tǒng)，用戶應(yīng)用程序的招待是通過硬件實(shí)現(xiàn)的，在PAC 設(shè)計(jì)了一個(gè)通用的、軟件形式的控制引擎用于應(yīng)用程序的執(zhí)行，控制引擎?zhèn)冇趯?shí)時(shí)操作系統(tǒng)與應(yīng)用程序之間，這個(gè)控制引擎與硬件平臺(tái)無關(guān)，可以在不同平臺(tái)的PAC 系統(tǒng)間移植，因此對于用戶來說，同樣的應(yīng)用程序不需根據(jù)系統(tǒng)的功能需求和投資預(yù)算選擇不同性能的PAC 平臺(tái)。這樣，根據(jù)用戶需要的迅速的擴(kuò)展和變化，用戶的系統(tǒng)和程序無需變化，即可無縫移植。PAC 的操作系統(tǒng)采用通用的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，如GE Fanuc 的PACSystems 系列產(chǎn)品即采用通用的

10、、成熟的WindRiver 公司的Vx Works 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，其可靠性已經(jīng)得到全球大量的應(yīng)用的證實(shí)，如美國火星探測器“奮進(jìn)號(hào)”和“勇氣號(hào)”所采有的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)即為Vx Works。 PAC 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)采用標(biāo)準(zhǔn)的，通用的嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這樣其處理器可以使用最新的高性能CPU， 如GE Fanuc 的PACSystems 系列產(chǎn)品的CPU 即采用了Pentium 300/700MHz 處理器而且即將推出Pentium M 處理器的CPU。PAC 系統(tǒng)的背板總線通常采用標(biāo)準(zhǔn)的、開放的背板總線，如GE Fanuc 的PACSystems系列的RX7i 采用了VME64 總線；RX3i 采用

11、了cPCI 總線，這兩種總線是目前嵌入式控制領(lǐng)域中最流行的總線標(biāo)準(zhǔn)，均可以支持多CPU 并行處理功能，而且由于采用了標(biāo)準(zhǔn)的開放的背板總線，使得GE Fanuc 的PACSystems 系列的產(chǎn)品可以支持大量的第三方模塊集成到PACSystems 產(chǎn)品中，如CPU 模板、通訊模板、I/O 模板等，體現(xiàn)了開放性的優(yōu)越性。一個(gè)典型的例子是PACSystems 系列可以支持2.1G 的通訊速率，使用GE Fanuc 的先進(jìn)的光纖映射內(nèi)存技術(shù)，結(jié)構(gòu)如圖2 所示。PAC 系統(tǒng)的編程軟件為統(tǒng)一平臺(tái)，集成了多領(lǐng)域的功能包括邏輯控制，運(yùn)動(dòng)控制、過程控制和人機(jī)界面等各功能，對于數(shù)據(jù)點(diǎn)Tags 使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，并

12、且在一個(gè)工程中支持多個(gè)PAC 目標(biāo)編程，既適合于過程控制系統(tǒng)的應(yīng)用，也適合于工廠生產(chǎn)線多設(shè)備統(tǒng)一編程。PLC 基于專有技術(shù)建立，而PAC 的軟件和硬件由于采用了標(biāo)準(zhǔn)的通用的部件，可以使用COTS （商品現(xiàn)貨供應(yīng)）產(chǎn)品和技術(shù)，這樣：·有助于確保系統(tǒng)的可靠性和可用性因?yàn)榭梢员ＷC硬件和軟件的迅速和方便的維護(hù)；·降低了系統(tǒng)價(jià)格和減少了停機(jī)時(shí)間因?yàn)榭梢噪S時(shí)得到現(xiàn)貨；·提高了開放性靈活性和可擴(kuò)展性。PAC 與PC Control 的區(qū)別同樣作為可以利用最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)的高性能控制系統(tǒng)，PAC 與PC Control 也有著本質(zhì)的區(qū)別。PAC 使用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，所有系統(tǒng)硬件/

13、軟件功能的控制引擎和應(yīng)用程序負(fù)責(zé)，是真正的實(shí)時(shí)的，確定性的控制系統(tǒng)。PC Control 使用普通的商業(yè)操作系統(tǒng)，系統(tǒng)的控制功能屬于操作系統(tǒng)任務(wù)的一部分，所有系統(tǒng)的硬件/軟件功能的控制屬于操作系統(tǒng)的一部分，屬于非實(shí)時(shí)、非確定性的控制系統(tǒng)。PAC 的優(yōu)點(diǎn)PAC 的控制解決方案，例如GE Fanuc 的PACSystems，實(shí)現(xiàn)了工廠和OEM 廠商都需要的優(yōu)點(diǎn)：·提高了生產(chǎn)率和操作效率：一個(gè)通用的輕便控制引擎和綜合工程開發(fā)平臺(tái)允許快速的開發(fā)、實(shí)施和遷移；并且，由于它的開放性和靈活性，確保了真正的控制匯集點(diǎn)和與操作以及企業(yè)級的業(yè)務(wù)系統(tǒng)的無縫集成，優(yōu)化了工廠的流程。·降低了操作成本

14、：使用通用、標(biāo)準(zhǔn)的架構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)，降低了操作成本，讓工程師們能夠?yàn)橐粋€(gè)體現(xiàn)成本效益、使用現(xiàn)貨供應(yīng)的平臺(tái)選擇不同的系統(tǒng)部件，而不是專有的產(chǎn)品和技術(shù)；只要求用戶在一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)和開發(fā)環(huán)境上培訓(xùn)，而不是幾種；并且為用戶提供了一個(gè)無縫遷移路徑，保護(hù)了用戶在I/O 和應(yīng)用開發(fā)方面的投資。·使用戶對他們的控制系統(tǒng)擁有更多的控制力：PAC-Systems 使用戶擁有了更多的靈活性來選擇適合每種特殊應(yīng)用的硬件和編程語言，以他們自己的時(shí)間表來規(guī)劃升級，并且可以在任何地方設(shè)計(jì)和制造產(chǎn)品。GE Fanuc 公司的PACSystems 解決方案最新的GE Fanuc 公司的PACSystems 產(chǎn)品系列，作為世

15、界上第一代PAC 產(chǎn)品，其出色的性能和結(jié)構(gòu)贏得了包括控制工程等雜志的多項(xiàng)大獎(jiǎng)（如圖3 ）。PACSystems 以基于標(biāo)準(zhǔn)嵌入式的商品化運(yùn)行系統(tǒng)架構(gòu)的控制引擎為特征，使引擎對多種平臺(tái)來說都十分輕便靈活，并使得用戶可以選擇適合特殊應(yīng)用的硬件和編程語言。系統(tǒng)通過標(biāo)準(zhǔn)的通信機(jī)制如以太網(wǎng)、Profibus、DeviceNet 和智能網(wǎng)支持分布式的I/O。PAC-Systems 的編程開發(fā)使用GE Fanuc 公司的CIMPLICITY Machine Edition 軟件。這個(gè)開發(fā)軟件為開發(fā)、配置和診斷提供了通用的工程開發(fā)環(huán)境。用戶可以通過方便使用的基于Windows 的軟件開發(fā)控制軟件，并把它應(yīng)用到

16、他們的控制系統(tǒng)中。標(biāo)記式開發(fā)語言、可重用代碼庫和用于改善在線故障分析的測試編輯環(huán)境，這些都說明CIMPLICITY Machine Edition 軟件是一種可以增加設(shè)計(jì)靈活性和改善工程效率和生產(chǎn)率的用戶友好的開發(fā)環(huán)境。GE Fanuc 公司的PACSystems 產(chǎn)品線由以下控制器組成，它們每一個(gè)都提供了不同的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)：·基于VME64 的RX7i 提供了所有標(biāo)準(zhǔn)VME 模塊，包括90-70 系列I/O 和VMIC 模塊；·RX3i，提供了高速PCI 總線數(shù)據(jù)傳輸率和更廣泛的擴(kuò)展功能來支持90-30 系列I/O模塊；·工業(yè)PC，一個(gè)全集成的顯示屏面和完全的工業(yè)P

17、C；·PCI 總線和VME 總線的可插拔卡為多種設(shè)備提供標(biāo)準(zhǔn)接口。RX7i 和RX3iGE Fanuc 公司的PACSystems 系列產(chǎn)品目前RX7i 和RX3i 兩個(gè)系列。高性能的RX7i，2003 年4 月面世。它擁有4 倍于已有PLC 底板的速度和10MB 的可用來編程和文件存儲(chǔ)的內(nèi)存，PACSystems RX7i 是基于VME64，的支持各種標(biāo)準(zhǔn)VME模塊（包括90-70 系列I/O 和多CPU 結(jié)構(gòu)可以進(jìn)行并行運(yùn)算處理），包含業(yè)界領(lǐng)先的嵌入式系統(tǒng)技術(shù)，使用Intel Pentium 300MHz 或700MHzCPU,內(nèi)置PMC 子板的10/100MHz以太網(wǎng)卡，并且通

18、過光纖影像內(nèi)存技術(shù)支持冗余系統(tǒng)。RX3i，2004 年中面世，使用PCI 總線底板來支持高速PCI 數(shù)據(jù)傳輸率。支持標(biāo)準(zhǔn)底板使第三方可以方便的開發(fā)I/O、 通信、動(dòng)作控制、可視和其它模塊。第三方可以從GE Fanuc公司購買一個(gè)開發(fā)工具箱來修改配合RX3i 使用的標(biāo)準(zhǔn)的PCI 總線卡。RX3i 底板也可匹配90-30 系列I/O 模塊。目前的RX3i 模塊使用或者Intel Pentium 處理器。遠(yuǎn)景展望在可以預(yù)見的未來幾年內(nèi)，開放型、標(biāo)準(zhǔn)化、可移植性等特征對于用戶越來越重要，并且由于對最新嵌入式系統(tǒng)和軟件技術(shù)的快速融合，PAC 系統(tǒng)會(huì)逐步取代PLC 系統(tǒng)成為控制系統(tǒng)的主流產(chǎn)品，在廣泛的領(lǐng)域

19、內(nèi)給用戶提供最領(lǐng)先的技術(shù)，GE Fanuc 公司計(jì)劃引入附加PACSystems 模塊。除了發(fā)布工業(yè)PC 以及PCI 總線和VME 總線的可插拔卡之外，對產(chǎn)品線的支持將會(huì)包括控制器、對RX3i的中斷支持和其它功能。自動(dòng)化的未來PAC 選擇PAC而不是PLC的20條理由 在建立控制系統(tǒng)時(shí)， 系統(tǒng)集成商毫無例外地總是希望能使用比較少的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)更多的功能。他們需要控制系統(tǒng)不僅能處理數(shù)字I/O和運(yùn)動(dòng)，而且還可以集成用于自動(dòng)化監(jiān)控和測試的視覺功能和模塊化儀器。此外，控制系統(tǒng)還必須能實(shí)時(shí)地處理控制算法和分析任務(wù)并把數(shù)據(jù)傳送回企業(yè)。您是否能同時(shí)擁有PC的功能和PLC（可編程控制器）的可靠性嗎？可編程自動(dòng)控

20、制器（PAC）就是這樣的平臺(tái)，它能最佳結(jié)合地PC和PLC兩者的優(yōu)勢，并正逐漸占領(lǐng)工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域。 市場調(diào)查公司ARC咨詢機(jī)構(gòu)首次采用PAC這一術(shù)語，它定義了一種新類型的控制器，該控制器結(jié)合了PC的處理器、RAM和軟件的優(yōu)勢，以及PLC固有的可靠性、堅(jiān)固性和分布特性。PAC采用COTS（現(xiàn)有的商業(yè)化）技術(shù)，非常適合于工業(yè)化環(huán)境，它具有可伸縮性，易于維護(hù)和較低的發(fā)生故障時(shí)間等特性。PXI（用于儀器的擴(kuò)展型PCI）已成為快速增長的PAC平臺(tái)；如OPTO22，NI，Chroma，LeCroy和JTAG等供應(yīng)商現(xiàn)在可提供1,000多種獨(dú)特的I/O模塊，包括模擬I/O，數(shù)字I/O，視覺，運(yùn)動(dòng)和高精度數(shù)據(jù)采

21、集。PXI結(jié)合了PCI總線的電路特性和CompactPCI堅(jiān)固的歐卡機(jī)械結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)已在工業(yè)環(huán)境中成功使用了許多年。十年前當(dāng)Internet還處于雛形時(shí)，機(jī)器視覺非常昂貴，而且基于PC的儀器還沒有出現(xiàn)，那時(shí)PLC統(tǒng)治了整個(gè)自動(dòng)化領(lǐng)域。即使是今天，那些使用數(shù)字I/O進(jìn)行簡單控制的工程師依然感到PLC是他們最好的選擇。然而，如果考慮到要為您的PLC增加視覺，運(yùn)動(dòng)，儀器和分析功能，那么您就會(huì)明白為什么PAC正逐漸占領(lǐng)自動(dòng)化領(lǐng)域。本文中我們將在成本，高級功能，外形結(jié)構(gòu)，控制器，I/O和軟件這六個(gè)方面，詳細(xì)介紹在未來自動(dòng)化應(yīng)用中PAC優(yōu)于PLC的20條原因。 成本 1. 采用單一的控制器節(jié)省了成本 現(xiàn)

22、在您可以考慮使用PAC，它具有單一的控制器和機(jī)箱，可用于處理數(shù)字和模擬I/O，具有運(yùn)動(dòng)，視覺功能和模塊化儀器，因此不需要花錢購買多個(gè)控制器。如果您需要控制系統(tǒng)具有多種功能，如視覺或模塊化儀器，那么采用PAC將是最為經(jīng)濟(jì)的。 高級功能 2. 高級控制 在能源或材料的成本很高的情況下，工程師需要優(yōu)化他們簡單的PID控制算法來以最大程度地減少浪費(fèi)。這些復(fù)雜的算法常常采用如模糊邏輯或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等控制設(shè)計(jì)技術(shù)，從而可以最大限度地降低過程控制的穩(wěn)定時(shí)間。傳統(tǒng)上，PLC所能實(shí)現(xiàn)的PID控制算法并沒有為特定的過程進(jìn)行優(yōu)化。高級的控制算法不僅需要強(qiáng)大的浮點(diǎn)處理器，而且還要占用大量的內(nèi)存，使用PAC平臺(tái)則可以滿足這

23、些條件。 3. 實(shí)時(shí)分析 在機(jī)器監(jiān)控應(yīng)用中，需要實(shí)時(shí)采集地來自模擬或數(shù)字I/O通道的數(shù)據(jù)，從而能有效地檢測故障狀態(tài)。您可能要進(jìn)行如階次跟蹤和振動(dòng)分析這些復(fù)雜工作來有效地檢測機(jī)器的狀況。對于這些應(yīng)用，您可以使用PAC的高效平臺(tái)來進(jìn)行實(shí)時(shí)地分析工作。 4. 數(shù)據(jù)庫/網(wǎng)絡(luò)連接 利用來自廠房內(nèi)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，操作人員可以在控制室內(nèi)根據(jù)所得的信息制定決策。然而，要使控制系統(tǒng)具有輸出現(xiàn)場數(shù)據(jù)的功能是很困難的。企業(yè)系統(tǒng)一般采用標(biāo)準(zhǔn)的ODBC，ADO和XML以獲得來自自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。PLC只能通過標(biāo)準(zhǔn)的OPC進(jìn)行通信，這意味著需要增加一臺(tái)PC來采用OPC獲取數(shù)據(jù)并使用如ODBC、ADO和XML這樣的標(biāo)準(zhǔn)把數(shù)據(jù)傳

24、送給企業(yè)。為了能有效地把現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳送到ERP系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)必須能直接和外部數(shù)據(jù)庫通信您可以使用PAC來完成這些工作。 5. 安全 在把控制系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)連接時(shí)，您需要考慮安全問題。出于安全的利益，許多廠商選擇不把自動(dòng)化系統(tǒng)和企業(yè)數(shù)據(jù)庫相連，但是對于大多數(shù)廠商而言，連接所帶來的好處要遠(yuǎn)大于安全方面的顧慮。 盡管可以對PLC加鎖來防止他人入侵工廠的網(wǎng)絡(luò)，但是由于PLC通過以太網(wǎng)發(fā)送非加密包，所以它并不適合用于防止黑客入侵。PAC在通過網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù)時(shí)，可以對數(shù)據(jù)加密。盡管目前這還不是需要考慮的第一因素，但是在將來它將是廠房內(nèi)分布式系統(tǒng)采用PAC的主要原因。 6. 多種速度的確定性應(yīng)用 PLC只

25、能以固定的速度運(yùn)行，而且它不是為以不同循環(huán)速率獨(dú)立進(jìn)行處理而設(shè)計(jì)的。如今，復(fù)雜的控制系統(tǒng)中常需要多種速率的確定性應(yīng)用，它需要有多個(gè)循環(huán)，每個(gè)循環(huán)以不同的速率運(yùn)行。這就要求能進(jìn)行并行處理，而只有在PAC上運(yùn)行的操作系統(tǒng)才具有這樣的特性。 外形結(jié)構(gòu) 7. 適合于工廠環(huán)境 工程師選擇PLC的一個(gè)常見原因是它能在工廠的環(huán)境下正常工作。然而，絕大部分PLC是安裝在NEMA內(nèi)。在這樣的環(huán)境里，PXI平臺(tái)附加的冷卻裝置，堅(jiān)固的外表面和增強(qiáng)的抗沖擊和振動(dòng)指標(biāo)都使系統(tǒng)具有和PLC相同的可靠性。 8. 伸縮性和靈活性 由于廠商傾向于使用 柔性的自動(dòng)化系統(tǒng)來滿足客戶不斷更新的要求，所以他們需要控制系統(tǒng)具有模塊化、靈

26、活性和伸縮性。PLC系統(tǒng)由于受到了I/O的限制，只能在數(shù)字和運(yùn)動(dòng)方面具有伸縮性，而PAC不僅具有PLC的伸縮性，而且您還可以在系統(tǒng)上增加視覺，模塊化儀器或高速模擬I/O。您也可以通過以太網(wǎng)來使用多個(gè)PC并根據(jù)需要增加或減少PC的數(shù)目。 9. 易于替換 對于現(xiàn)場工程師而言，最大限度地減小的故障時(shí)間是非常重要的。在對控制系統(tǒng)進(jìn)行更新或更換I/O模塊時(shí)，您需要能最大程度地減少更換或增加模塊的工作量。PAC的模塊化特性滿足這方面的要求。 控制器 10. 計(jì)算機(jī)電源 對于如機(jī)器狀態(tài)監(jiān)控這樣高速，需要大量內(nèi)存的應(yīng)用，具備高速的處理器和大容量的內(nèi)存就非常重要。由于您采用了現(xiàn)有的硬件來構(gòu)建基于PAC的系統(tǒng)，所

27、以您的PAC控制器可使用Pentium 4處理器并具備上G的RAM。 11. 存儲(chǔ)功能 如果無法保存和查看歷史信息，那么信息還有什么用呢？ PLC傳統(tǒng)上就缺乏數(shù)據(jù)記錄的功能。而PAC則可以根據(jù)您指定的時(shí)間、方式和數(shù)據(jù)格式來記錄數(shù)據(jù)。 12. 數(shù)字I/O 傳統(tǒng)上，PLC平臺(tái)的數(shù)字I/O只能為工業(yè)傳感器和激勵(lì)器提供標(biāo)準(zhǔn)的電壓驅(qū)動(dòng)電流。然而，新的如NI 651x系列模塊的數(shù)字I/O 則可以提供24V的電壓，高達(dá)500 mA的驅(qū)動(dòng)電流和光學(xué)隔離，并且它還具有看門狗定時(shí)器，可編程電源啟動(dòng)狀態(tài)，用于提高安全性和可靠性的輸入濾波器等特性，而成本只有每通道5美元。 13. 模擬 主要由于PCI總線速度快的原因

28、，傳統(tǒng)上采用基于PC平臺(tái)來提供模擬I/O。目前某些PLC也具有模擬I/O模塊，但是它們的編程十分復(fù)雜而且不適合用于高分辨率和大數(shù)據(jù)量的應(yīng)用。PAC所提供的模擬輸入速率可高達(dá)每秒200M并具有24位的分辨率。 14. 運(yùn)動(dòng) 在各種平臺(tái)中，特別是當(dāng)您需要高于兩軸運(yùn)動(dòng)方式時(shí)，軟件起著主要的作用。在PXI平臺(tái)上的運(yùn)動(dòng)控制器可以提供高達(dá)8軸的運(yùn)動(dòng)方式，而且可以使用NI 運(yùn)動(dòng)助手對系統(tǒng)進(jìn)行輕松地配置。 15. 視覺 數(shù)據(jù)傳輸速率是在PLC平臺(tái)上提供視覺功能的最大障礙。目前，無論您是要自動(dòng)監(jiān)測零件還是檢驗(yàn)藥品的包裝，您都可以在PXI平臺(tái)上使用用于視覺應(yīng)用的模擬、數(shù)字和FireWire攝像機(jī)。您可以在控制程序

29、中集成多種視覺算法，如模式匹配，光學(xué)字符識(shí)別，顏色匹配，規(guī)格和顏色檢測。 16. 儀器 近來，材料處理公司已經(jīng)開始在他們的自動(dòng)化系統(tǒng)中集成測試功能，從而可以為客戶提供全面的測試和自動(dòng)化方案。I/O所需要的模塊化儀器包括數(shù)字化儀，信號(hào)源，任意波形發(fā)生器和其它儀器。這些類型的I/O 需要具備在PAC平臺(tái)上才有的高速數(shù)據(jù)傳輸速率。 17. 網(wǎng)絡(luò) 和PLC類似，PAC可以通過各種工業(yè)化的現(xiàn)場總線提供互聯(lián)，如FOUNDATION Fieldbus，DeviceNet，CAN，Modbus，Ethernet，Profibus，串口等。PAC不僅能作為分布式I/O模塊的主控設(shè)備，而且也可以作為從屬設(shè)備添加到

30、已有系統(tǒng)中。 軟件 18. 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) 在PAC平臺(tái)上您可以使用如RT Linux，Pharlap ETS，QNX和VxWorks這些實(shí)時(shí)的操作系統(tǒng)（RTOS）。一般來講，實(shí)時(shí)系統(tǒng)的編程很困難，但是使用如LabVIEW RT這樣的軟件可以改變工程師開發(fā)實(shí)時(shí)系統(tǒng)的方式?，F(xiàn)在工程師可以把Windows上開發(fā)的程序下載到實(shí)時(shí)運(yùn)載平臺(tái)上，如PXI控制器。 19. 人機(jī)界面 特別是在混雜和過程控制工業(yè)中，大多數(shù)控制系統(tǒng)需要一個(gè)能連接控制系統(tǒng)的人機(jī)界面。一個(gè)HMI由一個(gè)觸摸屏組成,它可以包含一個(gè)嵌入式控制器也可以沒有。由于基于PAC的系統(tǒng)考慮到了用于I/O的相同控制器的使用，所以您也就不需要添加額外的嵌

31、入式控制器來實(shí)現(xiàn)HMI的圖像顯示。 20. 容易的開發(fā)環(huán)境 雖然傳統(tǒng)的梯形邏輯編程非常適合于數(shù)字I/O的編程，然而對于處理模擬I/O，運(yùn)動(dòng)或視覺這種編程方式則十分麻煩。PAC可以用通用的語言編寫控制程序，為您提供了很大的靈活性，這些通用語言包括C，C+，Visual Basic，LabVIEW甚至是傳統(tǒng)的梯形邏輯。很顯然，現(xiàn)如今的工程師除了PLC控制還可以有另外的選擇。PAC能為您增加所需的PC功能以用于高級控制，實(shí)時(shí)分析或連接企業(yè)數(shù)據(jù)庫，而且同時(shí)保持了PLC的可靠性。如果您需要集成不只數(shù)字I/O和運(yùn)動(dòng)控制或者需要更快的計(jì)算機(jī)處理能力的話，PAC可能是非常好的選擇。文章來自：http:/www.e-OPTO22 公司適時(shí)推出了SNAP-PAC-S1，SNAP-PAC-R1控制器，都是冗余以太網(wǎng)口的。技術(shù)指標(biāo)如下： 處理器：266MHz 32bit ColdFire® 5407, 帶浮點(diǎn)協(xié)處理器 內(nèi)存： 32MRAM 8M 電池后備RAM，16M flash 同時(shí)運(yùn)行32個(gè)流程 一個(gè)RS485口接遠(yuǎn)程I/O 雙以太網(wǎng)口，同時(shí)冗余接I/O和上位機(jī) 兩個(gè)RS232口，支持PPP協(xié)議或直接連接串行設(shè)備 支持TCP/IP，SNMP，SMTP,FTP,OptoMMP協(xié)議 可以作FTP服務(wù)器或客戶端，支持文件系統(tǒng) 配套控制軟件