可編程自動化控制器

ontent">概念

　　PAC（可編程自動化控制器）的概念是由ARC咨詢集團(tuán)的高級研究員Craig Resnick提出的，在談到創(chuàng)造這個新名詞的意義時(shí)，他認(rèn)為，“PLC在市場相當(dāng)活躍，而且發(fā)展良好，具很強(qiáng)的生命力。然而，PLC也正在許多方面不斷改變，不斷增加其魅力。自動化供應(yīng)商正不斷致力于PLC的開發(fā)，以迎合市場與用戶需求。功能的增強(qiáng)促使新一代系統(tǒng)浮出水面。PAC基于開放的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、具多領(lǐng)域功能、通用的開放平臺以及高性能。ARC創(chuàng)造了這個詞，以幫助用戶定義應(yīng)用需要，幫助制造商在談到其產(chǎn)品時(shí)能更清晰。”

　　PAC的概念定義為：控制引擎的集中，涵蓋PLC用戶的多種需要，以及制造業(yè)廠商對信息的需求。PAC包括PLC的主要功能和擴(kuò)大的控制能力，以及PC-based控制中基于對象的、開放數(shù)據(jù)格式和網(wǎng)絡(luò)連接等功能。

基本要求

　　◆多域功能（邏輯、運(yùn)動、驅(qū)動和過程）——這個概念支持多種I/O類型。邏輯、運(yùn)動和其他功能的集成是不斷增長的復(fù)雜控制方法的要求

　　◆單一的多學(xué)科開發(fā)平臺——單一的開發(fā)環(huán)境必須能支持各種I/O和控制方案

　　◆用于設(shè)計(jì)貫穿多個機(jī)器或處理單元的應(yīng)用程序的軟件工具——這個軟件工具必須能適應(yīng)分布式操作

　　◆一組de facto網(wǎng)絡(luò)和語言標(biāo)準(zhǔn)——這個技術(shù)必須利用高投入技術(shù)

　　◆開放式、模塊化體系結(jié)構(gòu)——設(shè)計(jì)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范必須是在實(shí)現(xiàn)中開放的、模塊化的和可結(jié)合的

PAC與PLC的區(qū)別

　　雖然PAC形式與傳統(tǒng)PLC很相似，但性能卻廣泛全面得多。PAC是一種多功能控制器平臺，它包含多種用戶可按照自己意愿組合、搭配和實(shí)施的技術(shù)和產(chǎn)品。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性能依賴于專用硬件，應(yīng)用程序的執(zhí)行是依靠專用硬件芯片實(shí)現(xiàn)，因硬件的非通用性會導(dǎo)致系統(tǒng)的功能前景和開放性受到限制，由于是專用操作系統(tǒng)，其實(shí)時(shí)可靠性與功能都無法與通用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)相比，這樣導(dǎo)致了PLC整體性能的專用性和封閉性。

　　PAC的性能是基于其輕便控制引擎，標(biāo)準(zhǔn)、通用、開放的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，嵌入式硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及背板總線。

　　PLC的用戶應(yīng)用程序執(zhí)行是通過硬件實(shí)現(xiàn)的，而PAC設(shè)計(jì)了一個通用、軟件形式的控制引擎用于應(yīng)用程序的執(zhí)行，控制引擎位于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)與應(yīng)用程序之間，這個控制引擎與硬件平臺無關(guān)，可在不同平臺的PAC系統(tǒng)間移植，如圖1所示。因此對于用戶來說，同樣的應(yīng)用程序不需修改即可下載到不同PAC硬件系統(tǒng)中，用戶只需根據(jù)系統(tǒng)功能需求和投資預(yù)算選擇不同性能PAC平臺。這樣，根據(jù)用戶需求的迅速擴(kuò)展和變化，用戶系統(tǒng)和程序無需變化，即可無縫移植。

PAC與PC Control的區(qū)別

　　同樣，作為可利用先進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)高性能控制系統(tǒng)，PAC與PC Control也有著本質(zhì)區(qū)別。

　　PAC使用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，所有系統(tǒng)硬/軟件功能控制由控制引擎和應(yīng)用程序負(fù)責(zé)，是實(shí)時(shí)、確定性控制系統(tǒng)。

　　PC Control使用普通商業(yè)操作系統(tǒng)，系統(tǒng)控制功能屬于操作系統(tǒng)任務(wù)的一部分，所有系統(tǒng)硬/軟件功能控制屬于操作系統(tǒng)的一部分，屬于非實(shí)時(shí)、非確定性控制系統(tǒng)。

PAC的優(yōu)點(diǎn)

　　PAC控制解決方案，如PACSystems可實(shí)現(xiàn)工廠和OEM廠商都需要的優(yōu)點(diǎn)：

　　(1)提高生產(chǎn)率和操作效率：一個通用輕便控制引擎和綜合工程開發(fā)平臺允許快速地開發(fā)、實(shí)施和遷移；且由于它的開放性和靈活性，確保了控制、操作、企業(yè)級業(yè)務(wù)系統(tǒng)的無縫集成，優(yōu)化了工廠流程。

　　(2)降低操作成本：使用通用、標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)，降低了操作成本，讓工程師們能為一個體現(xiàn)成本效益、使用現(xiàn)貨供應(yīng)的平臺選擇不同系統(tǒng)部件，而不是專有產(chǎn)品和技術(shù)；只要求用戶在一個統(tǒng)一平臺和開發(fā)環(huán)境上培訓(xùn)，而不是幾種；且為用戶提供了一個無縫遷移路徑，保護(hù)在I/O和應(yīng)用開發(fā)方面的投資。

　　(3)使用戶對其控制系統(tǒng)擁有更多控制力：使用戶擁有更多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，并且可在任何地方設(shè)計(jì)、制造產(chǎn)品。

PAC特征

　　雖然從外形上來看，PAC與傳統(tǒng)的PLC非常相似，但究其實(shí)質(zhì)，PAC系統(tǒng)的性能卻廣泛得多。作為一種多功能的控制平臺，用戶可以根據(jù)系統(tǒng)的需要，組合和搭配相關(guān)的技術(shù)和產(chǎn)品以實(shí)現(xiàn)功能的側(cè)重，因?yàn)榛谕话l(fā)展平臺進(jìn)行開發(fā)，所以采用PAC系統(tǒng)保證了控制系統(tǒng)各功能模塊具有統(tǒng)一性，而不僅是一個完全無關(guān)的部件拼湊成的集合體。

　　綜合業(yè)界專家的意見，所謂PAC系統(tǒng)應(yīng)該具備以下一些主要的特征和性能：

　　◆提供通用發(fā)展平臺和單一數(shù)據(jù)庫，以滿足多領(lǐng)域自動化系統(tǒng)設(shè)計(jì)和集成的需求

　　◆一個輕便的控制引擎，可以實(shí)現(xiàn)多領(lǐng)域的功能，包括：邏輯控制、過程控制、運(yùn)動控制和人機(jī)界面等

　　◆允許用戶根據(jù)系統(tǒng)實(shí)施的要求在同一平臺上運(yùn)行多個不同功能的應(yīng)用程序，并根據(jù)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，在各程序間進(jìn)行系統(tǒng)資源的分配

　　◆采用開放的模塊化的硬件架構(gòu)以實(shí)現(xiàn)不同功能的自由組合與搭配，減少系統(tǒng)升級帶來的開銷

　　◆支持IEC-61158現(xiàn)場總線規(guī)范，可以實(shí)現(xiàn)基于現(xiàn)場總線的高度分散性的工廠自動化環(huán)境

　　◆支持事實(shí)上的工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，可以與工廠的EMS、ERP系統(tǒng)輕易集成

　　◆使用既定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，程序語言標(biāo)準(zhǔn)來保障用戶的投資及多供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換