PAC開發(fā)和功能的優(yōu)勢

出處：computer00 發(fā)布于：2008-11-10 16:25:38

　　從PAC的定義可以看出PAC具各的特性，可以完成復雜的功能，并且系統(tǒng)的硬件和軟件無縫集成，提高了控制系統(tǒng)的性能。而要完成這些功能，PLC需要額外的擴展卡才能完成。

　　編程時，集成的硬件和軟件也是一個優(yōu)勢，用于PAC編程的集成開發(fā)環(huán)境（IDE）包括一個所有開發(fā)工具共享的標簽名數(shù)據(jù)庫。PAC使用同一個軟件包來滿足現(xiàn)有的和未來的自動化要求，麗不是使用來自不同供應商的多個軟件包。

　　PAC結合了PC的處理器、內存及軟件，并且擁有PLC的穩(wěn)定性、堅固性和分布式本質，PAC采取開放式結構，使用COTS（Commercial of the shelt），也就是它是選用市面上已經(jīng)成熟可用的產品組合成PAC平臺，如此一來有幾個好處：，產品彼此兼容性高，整合性強；第二，這些已經(jīng)上市的產品技術都已相當成熟，無論是用戶或組裝者都容易上手；第三，市面上已經(jīng)成熟的產品在價格上都已相當?shù)土?，在成本控制方面效果十分明顯；第四，使用這些市面上已有的產品，將來升級時也較容易；第五，市場已有的現(xiàn)成產品，各種規(guī)格、標準都相當齊全，用戶可視本身需求，快速開發(fā)出產品。

　　PAC的人機接口。PAC系統(tǒng)可以使用LO所用的同一個控制器，因此不需要額外的內嵌控制器，即可在HMI中顯示圖形，與大部分控制系統(tǒng)（尤其是在混合和過程控制業(yè)界）需要連接至控制系統(tǒng)的人機界面（HMI）相比，更具競爭優(yōu)勢。

　　PAC提供更佳的控制運算。在控制方面，PAC提供了較傳統(tǒng)PLC更佳的控制運算，PLC使用的PID控制算法在某些程序下并未化?？刂扑惴ú坏枰獜姶蟮母↑c運算處理器，也需要大量的內存，PAC平臺可以同時提供這兩項資源。自從經(jīng)濟快速起飛，原料需求大增，價格不斷上升，因此工程師必須將其控制算法化，使它不只是簡單的PID控制，以使浪費的情形降到。這些復雜的運算法往往運用控制設計技術（例如離散邏輯或神經(jīng)網(wǎng)絡），將過程的穩(wěn)定時間（settling time）減到短，在這方面PAC提供了很大的幫助。

　　PAC也具有實時分析能力，在機器監(jiān)視應用中，來自模擬和數(shù)字LO線路的數(shù)據(jù)必須實時進行擷取和分析，以便有效地偵測到錯誤情況。復雜的例程用來有效地監(jiān)督機器的狀況，PAC提供了高效率平臺，讓此類應用環(huán)境可進行實時分析。

　　安全性更勝一籌。PAC目前鎖定的應用領域仍是工控，而來自工廠的實時數(shù)據(jù)可以令管理階層擁有更豐富的信息資源，以便借此進行決策，但是要安裝能夠提供工廠數(shù)據(jù)的系統(tǒng)可能相當困難。企業(yè)系統(tǒng)通常會通過0DBC、ADO及XML等標準輸人來自自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。PLO的做法是通過OPC之類的標準提供通信能力，也就是說，必須加入PC才能使用

OPC來取得數(shù)據(jù)，并且使用ODBC、ADO和XML之類的標準將數(shù)據(jù)反饋給企業(yè)。而PAC可以有效地將工廠數(shù)據(jù)整合至ERP系統(tǒng)中，讓控制系統(tǒng)能夠直接和外部數(shù)據(jù)庫通信。而當控制系統(tǒng)連接至數(shù)據(jù)庫及網(wǎng)站時，安全性的問題開始出現(xiàn)。為了獲得的安全性，許多廠商選擇不要將自動化系統(tǒng)與企業(yè)連接◇但是大致上來說，連接的優(yōu)點遠超過安全問題，雖然PLO可以保護它不被工廠的人侵者偷竊，但是PLC難以對抗以以太網(wǎng)絡連接端口未受保護封包為目標的黑客。PAC可以在利用網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù)之際進行編碼，因此而保護資料。雖然這在今天可能不是關注的焦點，但是在將來，它可能會是影響PAC進駐工廠的主要因素。

　　一機多用節(jié)省成本。就成本配置來看，在小型的數(shù)字控制應用中，控制器的價格可能比LO模塊的價格更高。對這些應用環(huán)境而言，一個僅控制數(shù)字LO線路的微型PLO可能是理想的解決方案。但是，如果系統(tǒng)需要視覺或儀器控制，就必須為這些功能另外購置獨立的控制器。PLO控制器并非為了儀器控制所需的高速模擬I／O或視覺應用所需的高速數(shù)據(jù)傳輸速度而設計，因此PLO沒有視覺或儀器控制模塊，必須為這些應用配置獨立的控制器，從而提高成本。而以PAC的狀況來看，一部控制器和機架就可以處理數(shù)字及模擬LO、動作、視覺及儀器，因此節(jié)省多部控制器的費用，每當控制系統(tǒng)需要多重功能時，PAC相比之下成本。

　　在工廠中，震動常常是造成PC死機的原因，這也是PLC的長項，大部分的PLC是采用NEMA封裝。在這種環(huán)境中，具備額外冷卻設計、堅固外殼、加強震動及沖撞規(guī)格的PXI平臺可以提供近似于PLO的可靠性，不過此類的PXI平臺上面無法配置硬盤，而用內存來取代，以避免震動所帶來的不穩(wěn)定。目前，甚至有廠商將軟件刻錄在FPGA上來取代硬盤，如此一來可完全將機械運作排除于PAC之外，增強穩(wěn)定性。

　　目前自動化控制在設各的升級或變動的彈性方面也相當受重視，當廠商改用具變通性的自動化功能來滿足不斷變動的客戶需求時，希望能夠推出模塊化、具有彈性而且可擴展性的控制系統(tǒng)。雖然在LO用途上限制于數(shù)字及操作，PLC系統(tǒng)也具各擴展性，但是即使想要加入視覺、儀器管制或高速模擬功能，PAC系統(tǒng)仍然具有擴展性。多部PC可以通過以太網(wǎng)絡連接，并依需求向上下擴展。而在換機時，工廠的工程師必須將關機時間限制在程度。當控制系統(tǒng)必須升級，或是要替換I／0模塊時，必須能夠在短的時間內更換或加人模塊。PLO的模塊化本質能夠達到這個目的。

　　儲存能力與數(shù)字模擬能力。儲存能力也是PAC相對于PLO的優(yōu)勢之一，傳統(tǒng)PLO僅有控制器的功能，并無內建硬盤或Πash，而PAC被視為PC的延伸，因此Storage的配置早已被視為標準規(guī)格之一，因此使用PAC時，可以決定何時、如何記錄數(shù)據(jù)，以及采用何種格式對于數(shù)據(jù)進行采集、匯總、整理甚至分析。對于需要使用海量存儲器的高速應用（例如機器狀況監(jiān)視）而言，擁有高速處理器及海量存儲器是很重要的。因為PAC系統(tǒng)使用的是市面上現(xiàn)有的硬仵，因此PAC控制器可以采用Pentium 4處理器配備1GB內存。

　　在數(shù)字與模擬的處理方面，傳統(tǒng)的PLC是惟一能夠以正確的電壓及電流為工業(yè)傳感器及致動器提供數(shù)字I／O的平臺。但是新的模塊提供24V數(shù)字LO，可達500mA電流驅動及光學隔絕，同時也提供各種功能，諸如看門狗（watchdog）定時器，可程序化的運轉狀態(tài)及輸人過濾器，以提高安全性和穩(wěn)定性，其價格可低到每個通道5美元。傳統(tǒng)上，模擬I／O一直是PC平臺的強項，主要是由于POI總線的速度?，F(xiàn)在有些PLC提供模擬LO模塊，但是在設置時相當麻煩，而且沒有高分辨率及數(shù)據(jù)流通能力，PAC提供的模擬輸入速度高達每秒2億個樣本，分辨率可高達24位。

　　實時運算快速聯(lián)網(wǎng)。在應用部分，高數(shù)據(jù)傳輸速率一直是在PLO平臺上加入視覺功能的絆腳石。今天，模擬、數(shù)字及FireWire攝影機的影像捕捉器已經(jīng)可以供PXI平臺上的視覺應用程序使用，無論是要查看汽車零件或驗證藥品的包裝都可。形態(tài)匹配、光學字符辨識、色彩匹配、測量及色彩偵測是可以整合至控制程序中許多算法的一部分。儀器控制也是PAC鎖定的重點發(fā)展對象，近燃料處理公司開始將測試功能整合至自動化系統(tǒng)中，為客戶提供一個完整的測試及自動化方案。需要LO的儀器包括數(shù)字器、數(shù)據(jù)來源與任意波形產生器等等，這些I／O類型需要大量的數(shù)據(jù)流通量，只有PAC平臺才能提供。

　　具各網(wǎng)絡功能的PLO在這幾年被炒起來，PLC目前多采用各式工業(yè)總線，如Fotndation、Fieldbus、DeviceNet、CAN、Modbus、Ethernet、Profibus及串行端口等來提供連接。而PAC不但作為分布式I／O模塊的中心，也可以扮演受控制者，成為現(xiàn)有系統(tǒng)的一部分，在以太網(wǎng)絡的連接方面，PAC也比PLO要容易。

　　RT Linux、Pharlap ETS、QNX以及VxWorks都是PAC上常見的實時操作系統(tǒng)，實時系統(tǒng)一向難以用程序設置，目前市面仍以Linux、Windows CE． net、VxWorks為主，其中WindowsCE． net因為為用戶所熟悉，所以也為普及，不過穩(wěn)定性仍是一大障礙。Linux目前也開始有多家廠商開始采用，至于VxWorks市面上則相當少見。實時控制系統(tǒng)開發(fā)工具雖然傳統(tǒng)的梯式邏輯程序設計適合用于設計數(shù)字I／0，但是在處理模擬LO、動作或視覺時可能略嫌笨拙。PAC可采用C與C＋＋來作為程序語言，值得注意的是NI的Lab VIEW Real－Time一類的軟件已經(jīng)改變了工程師對于實時控制系統(tǒng)開發(fā)的看法。