之所以PAC優(yōu)于PLC,將從成本,高級(jí)功能,外形結(jié)構(gòu),控制器,I/O和軟件等六個(gè)方面的特征作分析。 
   
     3.1成本-最為經(jīng)濟(jì)的選擇 
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      技術(shù)頻道

      擁有PC功能和PLC可靠性的新興PAC

      之所以PAC優(yōu)于PLC,將從成本,高級(jí)功能,外形結(jié)構(gòu),控制器,I/O和軟件等六個(gè)方面的特征作分析。

      3.1成本-最為經(jīng)濟(jì)的選擇
      采用了單一的控制器節(jié)省了成本。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,因此不再需要花錢購(gòu)買多個(gè)控制器。正因?yàn)槿绱?,如果需要控制系統(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)的選擇。
      3。2有多功能實(shí)時(shí)控制的高級(jí)功能
      *過程控制進(jìn)行優(yōu)化的高級(jí)控制
      由于能源或材料的成本很高的,對(duì)過程控制來說,工程師往往要對(duì)PID控制算法要進(jìn)行優(yōu)化,以最大程度地減少浪費(fèi)。這些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)的PLC所能實(shí)現(xiàn)的PID控制算法并沒有為特定的過程控制進(jìn)行優(yōu)化,若采用高級(jí)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,但若使用PAC平臺(tái)則可以滿足過程控制進(jìn)行優(yōu)化的要求。
      *監(jiān)控的實(shí)時(shí)分析
      對(duì)機(jī)器運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控的系統(tǒng)中,需要實(shí)時(shí)采集來自模擬或數(shù)字I/O通道的數(shù)據(jù),從而能有效地檢測(cè)故障狀態(tài)。則可能需要進(jìn)行實(shí)時(shí)的階次跟蹤和振動(dòng)分析等復(fù)雜工作才能有效地檢測(cè)機(jī)器的狀況。然而對(duì)于這些應(yīng)用,則可以使用PAC的高效平臺(tái)來進(jìn)行實(shí)時(shí)地分析工作。
      *控制系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)連接
      利用來自廠房?jī)?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(chǎng)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(開放數(shù)據(jù)厙互連)、ADO(數(shù)據(jù)自動(dòng)化設(shè)計(jì))和XML(可擴(kuò)充描述語言)這樣的標(biāo)準(zhǔn)把數(shù)據(jù)傳送給企業(yè)。為了能有效地把現(xiàn)場(chǎng)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,據(jù)此,完全可以使用PAC來完成這些工作。
      *網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)加密
      在把控制系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)連接時(shí),是需要考慮安全問題的。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(duì)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(duì)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(duì)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?jī)?nèi)分布式系統(tǒng)采用PAC的主要原因。
      *多種速度與多個(gè)循環(huán)的確定性應(yīng)用
      PLC只能以固定的速度運(yùn)行,而且它并不是為能以不同循環(huán)速率獨(dú)立進(jìn)行處理所設(shè)計(jì)的。但如今,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。
      3。3靈活堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)
      *適合于工廠環(huán)境
      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是安裝在向列箱內(nèi)。然而在這樣的環(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。
      *很強(qiáng)的擴(kuò)展功能
      工程師很希望使用柔性的自動(dòng)化系統(tǒng)來滿足不斷更新的要求,所以他們需要控制系統(tǒng)具有模塊化、靈活性和伸縮性。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。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。
      *更新或更換模塊方便
      對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)工程師而言,最大限度地減小故障時(shí)間是非常重要的。在對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行更新或更換I/O模塊時(shí),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。
      3.4控制器
      *具備Pentium4處理器與G字節(jié)容量的RAM
      由于采用了現(xiàn)有的硬件來構(gòu)建基于PAC的系統(tǒng),所以PAC控制器可使用Pentium4處理器并具備G字節(jié)容量的RAM,這樣可滿足對(duì)機(jī)器高速狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控時(shí)需要高速的處理器和大容量?jī)?nèi)存的要求。
      *信息存儲(chǔ)功能
      PAC則可以根據(jù)指定的時(shí)間、方式和數(shù)據(jù)格式來記錄數(shù)據(jù)。如果無法保存和查看歷史信息,那么信息還有什么用呢?而PLC傳統(tǒng)上就缺乏數(shù)據(jù)記錄的功能。
      *數(shù)字I/O可以提供24V的電壓,高達(dá)500mA的驅(qū)動(dòng)電流和光學(xué)隔離
      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N1 651x系列模塊的數(shù)字I/O則可以提供24V的電壓,高達(dá)500mA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。
      *模擬輸入速率可高達(dá)每秒200M
      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。而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,這主要由于PCI總線技術(shù)速度快的原因,故可采用基于PC平臺(tái)來提供模擬I/O。
      *高達(dá)8軸的運(yùn)動(dòng)方式
      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(duì)系統(tǒng)進(jìn)行輕松地配置。
      *視覺應(yīng)用
      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,無論是要自動(dòng)監(jiān)測(cè)零件還是檢驗(yàn)藥品的包裝,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)??梢栽诳刂瞥绦蛑屑啥喾N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(cè)。
      *通過各種工業(yè)化的現(xiàn)場(chǎng)總線提供互聯(lián)
      和PLC類似,PAC可以通過各種工業(yè)化的現(xiàn)場(chǎng)總線提供互聯(lián),如FOUNDATION Fietdbus,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)備添加到已有系統(tǒng)中。
      3。5軟件
      *實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)

      在PAC平臺(tái)上可以使用如RTLinux,PharlapETS,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。現(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PXl控制器。
      *HMI(人機(jī)接口)的圖像顯示
      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(人機(jī)接口)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,所以也就不需要添加額外的嵌入式控制器來實(shí)現(xiàn)HMI的圖像顯示。
      *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(duì)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++,VisuaI Basic,LabVIEW甚至是傳統(tǒng)的梯形邏輯。
      4、從上看出PAC與PLC功能之差異,其PAC可執(zhí)行較多的高級(jí)任務(wù):
      *實(shí)時(shí)的振動(dòng)分析、圖像處理.運(yùn)動(dòng)控制和CAN;
      *執(zhí)行自動(dòng)調(diào)節(jié)的PID控制,或可調(diào)增益的PID控制.模糊邏輯;
      *使用內(nèi)置Web服務(wù)器、FTP服務(wù)器和e-mail功能進(jìn)行通訊。
      5、結(jié)束語
      PAC是新一代PLC,其優(yōu)勢(shì)可概括PAC有五大特點(diǎn):
      *多種功能,在一個(gè)平臺(tái)上至少有兩個(gè)邏輯,運(yùn)動(dòng),PID控制,驅(qū)動(dòng)和處理功能;
      *單一的多規(guī)程功能開發(fā)平臺(tái),采用通用的標(biāo)記和單個(gè)數(shù)據(jù)庫來訪問所有的參數(shù)和功能;
      *軟件工具允許通過多臺(tái)機(jī)器或處理單元處理流程來進(jìn)行設(shè)計(jì),可以結(jié)合IEC 61131—3,用戶手冊(cè)和數(shù)據(jù)管理;
      *開放的模塊化結(jié)構(gòu),反映了從工廠機(jī)器布置到加工車間中單元操作的工業(yè)應(yīng)用;
      *采用實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)接口、語言等,如TOP/IP,OPC,XML和SQL查詢。
      由于PAC能為您增加所需的PC功能以用于高級(jí)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。如果您不只是需要集成數(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。為此,當(dāng)今的工程師除了PLC控制外,其PAC不失為是一種最佳選擇,它正占領(lǐng)自動(dòng)化領(lǐng)域。而PAC概念將在當(dāng)今和未來的工廠自動(dòng)化中發(fā)揮重要的作用。
      參考文獻(xiàn):
      1.ACs視頻技術(shù)指南 2005年
      2。牛文勇等 基于工業(yè)PC和PLC的中厚板扎機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)冶金自動(dòng)化2001年

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