在建立控制系統(tǒng)時， 系統(tǒng)集成商毫無例外地總是希望能使用比較少的設備來實現(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和運動，而且還可以集成用于自動化監(jiān)控和測試的視覺功能和模塊化儀器。此外，控制系統(tǒng)還必須能實時地處理控制算法和分析任務并把數(shù)據(jù)傳送回企業(yè)。市場調查公司ARC咨詢機構首次采用PAC這一術語，它定義了一種新類型的控制器，該控制器結合了PC的處理器、RAM和軟件的優(yōu)勢，以及PLC固有的可靠性、堅固性和分布特性。PAC采用COTS（現(xiàn)有的商業(yè)化）技術，非常適合于工業(yè)化環(huán)境，它具有可伸縮性，易于維護和較低的發(fā)生故障時間等特性。PXI（用于儀器的擴展型PCI）已成為快速增長的PAC平臺；如NI，Chroma，LeCroy和JTAG等供應商現(xiàn)在可提供1,000多種獨特的I/O模塊，包括模擬I/O，數(shù)字I/O，視覺，運動和高精度數(shù)據(jù)采集。PXI結合了PCI總線的電路特性和CompactPCI堅固的歐卡機械結構，這種結構已在工業(yè)環(huán)境中成功使用了許多年。

    十年前當Internet還處于雛形時，機器視覺非常昂貴，而且基于PC的儀器還沒有出現(xiàn)，那時PLC統(tǒng)治了整個自動化領域。即使是今天，那些使用數(shù)字I/O進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，運動，儀器和分析功能，那么您就會明白為什么PAC正逐漸占領自動化領域。本文中我們將在成本，高級功能，外形結構，控制器，I/O和軟件這六個方面，詳細介紹在未來自動化應用中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)在您可以考慮使用PAC，它具有單一的控制器和機箱，可用于處理數(shù)字和模擬I/O，具有運動，視覺功能和模塊化儀器，因此不需要花錢購買多個控制器。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。這些復雜的算法常常采用如模糊邏輯或神經(jīng)網(wǎng)絡等控制設計技術，從而可以最大限度地降低過程控制的穩(wěn)定時間。傳統(tǒng)上，PLC所能實現(xiàn)的PID控制算法并沒有為特定的過程進行優(yōu)化。高級的控制算法不僅需要強大的浮點處理器，而且還要占用大量的內(nèi)存，使用PAC平臺則可以滿足這些條件。

    3. 實時分析

    在機器監(jiān)控應用中，需要實時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)。您可能要進行如階次跟蹤和振動分析這些復雜工作來有效地檢測機器的狀況。對于這些應用，您可以使用PAC的高效平臺來進行實時地分析工作。

    4.數(shù)據(jù)庫/網(wǎng)絡連接

    利用來自廠房內(nèi)的實時數(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)一般采用標準的ODBC，ADO和XML以獲得來自自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。PLC只能通過標準的OPC進行通信，這意味著需要增加一臺PC來采用OPC獲取數(shù)據(jù)并使用如ODBC、ADO和XML這樣的標準把數(shù)據(jù)傳送給企業(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)絡連接時，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，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)絡傳送數(shù)據(jù)時，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用

    PLC只能以固定的速度運行，而且它不是為以不同循環(huán)速率獨立進行處理而設計的。如今，復雜的控制系統(tǒng)中常需要多種速率的確定性應用，它需要有多個循環(huán)，每個循環(huán)以不同的速率運行。這就要求能進行并行處理，而只有在PAC上運行的操作系統(tǒng)才具有這樣的特性。

    外形結構

    7.適合于工廠環(huán)境

    工程師選擇PLC的一個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平臺附加的冷卻裝置，堅固的外表面和增強的抗沖擊和振動指標都使系統(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)字和運動方面具有伸縮性，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間是非常重要的。在對控制系統(tǒng)進行更新或更換I/O模塊時，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.計算機電源

    對于如機器狀態(tài)監(jiān)控這樣高速，需要大量內(nèi)存的應用，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)有的硬件來構建基于PAC的系統(tǒng)，所以您的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平臺的數(shù)字I/O只能為工業(yè)傳感器和激勵器提供標準的電壓驅動電流。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500 mA的驅動電流和光學隔離，并且它還具有看門狗定時器，可編程電源啟動狀態(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，傳統(tǒng)上采用基于PC平臺來提供模擬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雜而且不適合用于高分辨率和大數(shù)據(jù)量的應用。PAC所提供的模擬輸入速率可高達每秒200M并具有24位的分辨率。

    14.運動

    在各種平臺中，特別是當您需要高于兩軸運動方式時，軟件起著主要的作用。在PXI平臺上的運動控制器可以提供高達8軸的運動方式，而且可以使用NI 運動助手對系統(tǒng)進行輕松地配置。

    15.視覺

    數(shù)據(jù)傳輸速率是在PLC平臺上提供視覺功能的最大障礙。目前，無論您是要自動監(jiān)測零件還是檢驗藥品的包裝，您都可以在PXI平臺上使用用于視覺應用的模擬、數(shù)字和FireWire攝像機。您可以在控制程序中集成多種視覺算法，如模式匹配，光學字符識別，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化方案。I/O所需要的模塊化儀器包括數(shù)字化儀，信號源，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平臺上才有的高速數(shù)據(jù)傳輸速率。

    17.網(wǎng)絡

    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模塊的主控設備，而且也可以作為從屬設備添加到已有系統(tǒng)中。

    軟件

    18.實時操作系統(tǒng)

    在PAC平臺上您可以使用如RT Linux，Pharlap ETS，QNX和VxWorks這些實時的操作系統(tǒng)（RTOS）。一般來講，實時系統(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)實時系統(tǒng)的方式。現(xiàn)在工程師可以把Windows上開發(fā)的程序下載到實時運載平臺上，如PXI控制器。

    19.人機界面

    特別是在混雜和過程控制工業(yè)中，大多數(shù)控制系統(tǒng)需要一個能連接控制系統(tǒng)的人機界面。一個HMI由一個觸摸屏組成,它可以包含一個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入式控制器來實現(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，運動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，實時分析或連接企業(yè)數(shù)據(jù)庫，而且同時保持了PLC的可靠性。如果您需要集成不只數(shù)字I/O和運動控制或者需要更快的計算機處理能力的話，PAC可能是非常好的選擇。