技术文章

当前页面: 首页 >技术文章 >PAC开发和功能的优势

PAC开发和功能的优势

供稿:中国工控网 2016/5/23 16:41:14

0 人气:2

  • 关键词: PAC
  • 摘要:PAC(ProgrammableAutomationController),可编程自动化控制器)融合了PLC和PC(PersonalComputer,个人电脑)各自的优点,将PC强大的计算能力、通信处理、广泛的第三方软件与PLC可靠、坚固、易于使用等特性最佳地结合在一起。

PAC开发和功能的优势

  从PAC的定义可以看出PAC具备的特性,可以完成复杂的功能,并且系统的硬件和软件无缝集成,提高了控制系统的性能。而要完成这些功能,PLC需要额外的扩展卡才能完成。

  编程时,集成的硬件和软件也是一个优势,用于PAC编程的集成开发环境(IDE)包括一个所有开发工具共享的标签名数据库。PAC使用同一个软件包来满足现有的和未来的自动化要求,而不是使用来自不同供应商的多个软件包。

PAC结合了PC的处理器、内存及软件,并且拥有PLC的稳定性、坚固性和分布式本质,PAC采取开放式结构,使用COTS(Commercialoftheshelt),也就是它是选用市面上已经成熟可用的产品组合成PAC平台,如此一来有几个好处:

第一,产品彼此兼容性高,整合性强;

第二,这些已经上市的产品技术都已相当成熟,无论是用户或组装者都容易上手;

第三,市面上已经成熟的产品在价格上都已相当低廉,在成本控制方面效果十分明显;

第四,使用这些市面上已有的产品,将来升级时也较容易;

第五,市场已有的现成产品,各种规格、标准都相当齐全,用户可视本身需求,快速开发出产品。

PAC的人机接口

PAC系统可以使用ν0所用的同一个控制器,因此不需要额外的内嵌控制器,即可在HMI中显示图形,与大部分控制系统(尤其是在混合和过程控制业界)需要连接至控制系统的人机界面(m们)相比,更具竞争优势。

PAC提供更佳的控制运算

在控制方面,PAC提供了较传统PLC更佳的控制运算,PLC使用的PID控制算法在某些程序下并未最佳化。高级控制算法不但需要强大的浮点运算处理器,也需要大量的内存,PAC平台可以同时提供这两项资源。自从全球经济快速起飞,原料需求大增,价格不断上升,因此工程师必须将其控制算法最佳化,使它不只是简单的PID控制,以使浪费的情形降到最低。这些复杂的运算法往往运用控制设计技术(例如离散逻辑或神经网络),将过程的稳定时间(settlingtime)减到最短,在这方面PAC提供了很大的帮助。

PAC也具有实时分析能力

在机器监视应用中,来自模拟和数字110线路的数据必须实时进行报取和分析,以便有效地侦测到错误情况。复杂的例程用来有效地监督机器的状况,PAC提供了高效率平台,让此类应用环境可进行实时分析。

PAC安全性更胜一筹。

PAC目前锁定的最大应用领域仍是工控,而来自工厂的实时数据可以令管理阶层拥有更丰富的信息资源,以便借此进行决策,但是要安装能够提供工厂数据的系统可能相当困难。企业系统通常会通过ODBC、ADO及XML等标准输入来自自动化系统的数据。PLC的做法是通过OPC之类的标准提供通信能力,也就是说,必须加入PC才能使用

  OPC来取得数据,并且使用ODBC、ADO和刀ilL之类的标准将数据反馈给企业。而PAC可以有效地将工厂数据整合至ERP系统中,让控制系统能够直接和外部数据库通信。而当控制系统连接至数据库及网站时,安全性的问题开始出现。为了获得最高的安全性,许多厂商选择不要将自动化系统与企业连接。但是大致上来说,连接的优点远超过安全问题,虽然PLC可以保护它不被工厂的入侵者偷窃,但是PLC难以对抗以以太网络连接端口未受保护封包为目标的黑客。PAC可以在利用网络传输数据之际进行编码,因此而保护资料。虽然这在今天可能不是关注的焦点,但是在将来,它可能会是影响PAC进驻工厂的主要因素。

PAC一机多用节省成本

就成本配置来看,在小型的数字控制应用中,控制器的价格可能比VO模块的价格更高。对这些应用环境而言,一个仅控制数字VO线路的微型PLC可能是理想的解决方案。但是,如果系统需要视觉或仪器控制,就必须为这些功能另外购置独立的控制器。PLC控制器并非为了仪器控制所需的高速模拟νo或视觉应用所需的高速数据传输速度而设计,因此PLC没有视觉或仪器控制模块,必须为这些应用配置独立的控制器,从而提高成本。而以PAC的状况来看,一部控制器和机架就可以处理数字及模拟VO、动作、视觉及仪器,因此节省多部控制器的费用,每当控制系统需要多重功能时,PAC相比之下成本最低。

 

  在工厂中,震动常常是造成PC死机的原因,这也是PLC的长项,大部分的PLC是采用NEMA封装。在这种环境中,具备额外冷却设计、坚固外壳、加强震动及冲撞规格的P泪平台可以提供近似于PLC的可靠性,不过此类的PXI平台上面无法配置硬盘,而用内存来取代,以避免震动所带来的不稳定。目前,甚至有厂商将软件刻录在FPGA上来取代硬盘,如此一来可完全将机械运作排除于PAC之外,增强稳定性。

  目前自动化控制在设备的升级或变动的弹性方面也相当受重视,当厂商改用具变通性的自动化功能来满足不断变动的客户需求时,希望能够推出模块化、具有弹性而且可扩展性的控制系统。虽然在νo用途上限制于数字及操作,PLC系统也具备扩展性,但是即使想要加入视觉、仪器管制或高速模拟功能,PAC系统仍然具有扩展性。多部PC可以通过以太网络连接,并依需求向上下扩展。而在换机时,工厂的工程师必须将关机时间限制在最低程度。当控制系统必须升级,或是要替换VO模块时,必须能够在最短的时间内更换或加入模块。PLC的模块化本质能够达到这个目的。

PAC储存能力与数字模拟能力

储存能力也是PAC相对于PLC的优势之一,传统PLC仅有控制器的功能,并无内建硬盘或Flash,而PAC被视为PC的延伸,因此Storage的配置早已被视为标准规格之一,因此使用PAC时,可以决定何时、如何记录数据,以及采用何种格式对于数据进行采集、汇总、整理甚至分析。对于需要使用海量存储器的高速应用(例如机器状况监视)而言,拥有高速处理器及海量存储器是很重要的。因为PAC系统使用的是市面上现有的硬件,因此PAC控制器可以采用Pentium4处理器配备1GB内存。

  在数字与模拟的处理方面,传统的PLC是惟一能够以正确的电压及电流为工业传感器及致动器提供数字ν0的平台。但是新的模块提供24V数字VO,最高可达5∞mA电流驱动及光学隔绝,同时也提供各种功能,诸如看门狗(watchdog)定时器,可程序化的运转状态及输入过滤器,以提高安全性和稳定性,其价格可低到每个通道5美元。传统上,模拟νo一直是PC平台的强项,主要是由于PCI总线的速度。现在有些PLC提供模拟VO模块,但是在设置时相当麻烦,而且没有高分辨率及数据流通能力,PAC提供的模拟输入速度高达每秒2亿个样本,分辨率可高达24位。

PAC实时运算快速联网

在应用部分,高数据传输速率一直是在PLC平台上加入视觉功能的绊脚石。今天,模拟、数字及FireWire摄影机的影像捕捉器已经可以供PXI平台上的视觉应用程序使用,无论是要查看汽车零件或验证药品的包装都可。形态匹配、光学字符辨识、色彩匹配、测量及色彩侦测是可以整合至控制程序中许多算法的一部分。仪器控制也是PAC锁定的重点发展对象,最近燃料处理公司开始将测试功能整合至自动化系统中,为客户提供一个完整的测试及自动化方案。需要ν0的仪器包括数字器、数据来源与任意波形产生器等等,这些vo类型需要大量的数据流通量,只有PAC平台才能提供。

  具备网络功能的PLC在这几年被炒起来,PLC目前多采用各式工业总线,如FoundationFieldbus、DeviceNet、C且也Modbus、Ethernet、Profibus及串行端口等来提供连接。而PAC不但作为分布式νo模块的中心,也可以扮演受控制者,成为现有系统的一部分,在以太网络的连接方面,PAC也比PLC要容易。

  RTLinux、PharlapS、QNX以及VxWorks都是PAC上常见的实时操作系统,实时系统一向难以用程序设置,目前市面仍以Linux、WindowsCEonet、VxWorks为主,其中WindowsCEonet因为最为用户所熟悉,所以也最为普及,不过稳定性仍是一大障碍。Linux目前也开始有多家厂商开始采用,至于VxWorks市面上则相当少见。实时控制系统开发工具虽然传统的梯式逻辑程序设计适合用于设计数字VO,但是在处理模拟vo、动作或视觉时可能略嫌笨拙。PAC可采用C与C+十来作为程序语言,值得注意的是NI的LabVIEWR巳al-Time一类的软件已经改变了工程师对于实时控制系统开发的看法。

 


审核编辑(王雪)
更多内容请访问 中国工控网(http://www.gongkong.com)

手机扫描二维码分享本页

工控网APP下载安装

工控速派APP下载安装

 

我来评价

评价:
一般

相关文章

换一换

历史浏览记录

    登录注册可查看更多历史记录