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PAC控制技术的解决方案及主要产品

    从定义可以看出PAC其实是一个系统的概念。它包括了两部分内容:一体化的软件平台和基于开放式模块化结构的硬件平台。PAC技术的解决方案也围绕这两个方面展开。

    一般来说，有两种提供PAC软件的方式:基于PLC控制的软件和基于PC控制的软件。

    1)基于PLC控制的软件方案。绝大多数PLC厂商通过在已有的扫描式架构中增加新的功能来建立PAC软件，这些新功能包括以太网通信，运动控制和高级算法。通常他们会保留PLC熟悉的编程方式以及在逻辑和控制方面固有的特点。因此这种PAC软件通常是为了适合特殊类型的应用而设计的。

    2)基于PC控制的软件方案。在PC方面，主要的解决方案是通过采用实时操作系统(RTOS)如来自美国WindRiver公司的Vx Works来实现的。实时操作系统能够控制系统的各个层面，从I/O读写速率到控制器上各个线程的优先级。并且为了使用户能更为容易地开发出可靠的控制程序，生产厂商增加了抽象层和I/O读写架构。因而这种灵活的软件非常适合于定制控制，数据记录和通信等方面的应用。

    硬件方面的解决方案主要是依靠先进的CPU技术和开放式的设计(如:工业以太网)。根据摩尔定律，最新的CPU在其体积更小、功耗更低的情况下数据处理能力却变的更强。从而使用户在获得更为稳定、可靠的CPU的同时还获得了出众的计算能力。也使得制造厂商有可能去选择标准的嵌入式系统结构进行设计，摆脱传统PLC因采用专有的硬件结构体系所带来的局限，使系统具有更为丰富的功能前景。所谓开放就是在产品设计、元器件选择、网络通信、操作系统、监控及显示等方面都采用国际标准或大家公认的工业标准。时刻想到标准化就能使不同厂家的产品兼容、互换、并且能连接在同一个网络中运行。像工业以太网就是这样的标准。以太网(Ethernet)自1975年问世以来，至今市场占有率已高达80%，毫无疑问是当今LAN(局域网)领域中首屈一指的网络。以太网可以分为很多等级，一般简单的控制系统没有必要采用以太网，但对复杂的系统是很有用的，操作方便，而且能直观地看到各处的图像。

    目前已有多个厂家提供符合PAC定义的特征和性能的产品，其中主要的应用产品如下。

    GE Fanuc公司的PAC是由一体化的软件开发平台CIMPLICITY Machine Edition(ME)和开放式模块化硬件平台PAC Systems RX3i/7i构成的。ME包括3个软件包，如图1所示。

图1  GE PAC

    其中View是人机界面工具包，实现SCA—DA/HMI功能;Logic Developer为Soft—logic开发包，它完全符合IEC61131国际标准，提供所有开发、监控和调试程序的必须工具;Motion De—veloper是运动控制开发包，用来确保运动控制程序的开发，并且提供了多达100个运动控制和复杂控制的算法模块。在硬件平台方面，GE Fanuc公司目前推出了PAC Systems RX3i/7i两个系列的产品。

    NI公司的PAC，其特色在于整合了测试测量领域中应用非常广泛的开发平台LavView。PAC系统开发软件LabVIEW不仅为用户提供创建复杂测量控制系统的编译灵活性，同时因为它直观的图形化开发界面而变得非常容易使用。在LabVIEW中，用户可以利用数百个内置的控制和分析函数，快速开发各种复杂程序。用户还可以在LabVIEW中调用其他软件开发的程序代码，来进行处理I/O、运动控制、机器视觉及仪器通信等各种应用。PAC系统开发硬件包括Compact FieldPoint，CompactRIO，Compact Vi-sion System，Industrial PC。如图2所示。

图2  NI PAC

     ICPDAS泓格科技的PAC的主要产品有WinCon/LinCon。WinCon的操作系统为Windows CE.net;LinCon的操作系统为EmbeddedLinux。WinCon支持串行式连接、Ethernet网络连接、并行式连接;提供了Soft Logic PLC的软件包和Embedded View等套装监控系统;采用OPC和Modbus两种数据通信方式;具有标准的关系型数据库;并且可以利用Visual Basic.net等多种工具进行自行开发程序。

    除了上述典型产品外，还有一些其他公司的产品，例如:Beckoff公司的CX1000等等。它们也都有自己的特点。

PAC技术的发展趋势

    随着市场的需要，PAC技术在未来的几年内将朝着以下几个方向进一步发展。

    1)设备规格的多样化。为了满足各种实际生产状况的需要，PAC的规格将会呈现出多样化的发展趋势。在具体的生产环境中，选择合适的控制系统要求的PAC，有利于降低成本。

    2)支持更多的控制功能。目前，PAC已经将逻辑、运动、过程控制等高级功能集成到了单一的平台上。而未来，PAC将进一步融合更多的功能，例如对于安全性的考虑，批处理等等。当信息被越来越广泛地使用时，其安全性就将成为需要考虑的第一因素。

    3)商业系统的集成。为了实现真正的实时性，自动化设备供应商将在PAC内部继续创建商业系统的连接通道而不依赖于其他的连接设备。PAC将内嵌制造执行系统(MES)的一些属性，例如:标准接口的建立，它将有利于更好地解决控制层和管理层之间的连接问题。

    4)简单的系统维护。PAC将往更小化更智能化的方向发展，但同时它将拥有更出众的数据处理能力。其软件可以监控机器运转状况，硬件可以完成复杂的自检工作。为了提高生产率、增加利润，企业就必须及时有效地传递数据信息。PAC的这种数据处理能力，可以满足用户在任何时间通过任何形式(如:e-mail，网页)对数据进行维护。

    5)延长产品的生命周期。通过采用新技术来获得更高生产效率固然十分重要，但是新技术的使用是否会大幅增加成本和培训费也是厂家十分关注的问题。PAC未来平台将仍然采用标准化的设计，其卖主可以继续使用原来的商业技术和以太网等标准，从而有效地降低了对成本的投入。

结束语

    PAC既可以满足工业控制系统对于开放性和柔性的要求，又可以满足用户对稳定性和可靠性的要求。利用PAC控制技术，可以有效地为客户降低生产成本、提高生产效率，实现收益的增长。ARC指出，尽管PLC的价格在逐渐下降，但是其整体销售额在未来的几年内仍趋于上升。而作为结合了PC和PLC优势的PAC，我们有理由相信随着PAC技术的不断完善、发展和价位逐步的逼近于PLC，PAC技术必将在未来的工业自动化领域中成为控制系统的主流。

（责编：姚远）