在建立控制系统时,系统集成商毫无例外地总是希望能使用比较少的装备来实现更多的功能。他们需要控制系统不仅能处理数字I/O和运动,而且还可以集成用于自动化监控和测试的视觉功能和模块化仪器。此外,控制系统还必须能实时地处理控制算法和分析任务并把数据传送回企业。您是否能同时拥有PC的功能和PLC(可编程控制器)的可靠性吗?可编程自动控制器(PAC)就是这样的平台,它能最佳结合地PC和PLC二者的优势,并正逐渐占据工业自动化领域。
市场调查公司ARC咨询机构首次接纳PAC这一专门用语,它定义了一种新类型的控制器,该控制器结合了PC的处理器、RAM和软件的优势,以及PLC固有的可靠性、坚固性和分布特性。PAC接纳COTS(现有的商业化)技能,非常适合于工业化环境,它具有可伸缩性,便于维护和较低的发生故障时间等特性。PXI(用于仪器的扩展型PCI)已成为快速增长的PAC平台;如NI,Chroma,LeCroy和JTAG等供应商现在可提供1,000多种独特的I/O模块,包括模拟I/O,数字I/O,视觉,运动和高精度数据收罗。PXI结合了PCI总线的电路特性和CompactPCI坚固的欧卡机械结构,这种结构已在工业环境中成功使用了许多年。
十年前当Internet还处于雏形时,机器视觉非常昂贵,而且基于PC的仪器还没有出现,那时PLC统治了整个自动化领域。即使是今天,那些使用数字I/O举行简略控制的工程师依然感到PLC是他们最好的选择。然而,如果考虑到要为您的PLC增加视觉,运动,仪器和分析功能,那么您就会大白为什么PAC正逐渐占据自动化领域。这篇文章中咱们将在成本,高级功能,外形结构,控制器,I/O和软件这六个方面,详细介绍在未来自动化应用中PAC优于PLC的20条原因。
成本
1.伸缩性和灵活性
由于厂商倾向于使用柔性的自动化系统来满足客户不断更新的要求,所以他们需要控制系统具有模块化、灵活性和伸缩性。PLC系统由于遭到了I/O的限制,只能在数字和运动方面具有伸缩性,而PAC不仅具有PLC的伸缩性,而且您还可以在系统上增加视觉,模块化仪器或高速模拟I/O。您也可以通过以太网来使用多个PC并按照需要增加或减少PC的数量。
2.便于替代
对于现场工程师而言,最大限度地减小的故障时间长短常重要的。在对控制系统举行更新或更换I/O模块时,您需要能极致地减少更换或增加模块的工作量。PAC的模块化特性满足这方面的要求。
控制器
3.计较机电源
对于如机器状态监控这样高速,需要大量内存的应用,具备高速的处理器和大容量的内存就非常重要。由于您接纳了现有的硬件来构建基于PAC的系统,所以您的PAC控制器可使用Pentium 4处理器并具备上G的RAM。
4.存储功能
如果无法保存和查看历史信息,那么信息还有什么用呢?PLC传统上就缺乏数据记载的功能。而PAC则可以按照您指定的时间、体式格局和数据格式来记载数据。
5.数字I/O
传统上,PLC平台的数字I/O只能为工业传感器和激励器提供标准的电压驱动电流。然而,新的如NI 651x系列模块的数字I/O则可以提供24V的电压,高达500 mA的驱动电流和光学隔离,并且它还具有看门狗定时器,可编程电源启动状态,用于提高安全性和可靠性的输入滤波器等特性,而成本只有每通道5美元。
6.模拟I/O
主要由于PCI总线速度快的原因,传统上接纳基于PC平台来提供模拟I/O。目前某些PLC也具有模拟I/O模块,但是它们的编程十分复杂而且不适合用于高分辨率和大数据量的应用。PAC所提供的模拟输入速率可高达每秒200M并具有24位的分辨率。
7.运动控制
在各种平台中,出格是当您需要高于两轴运动体式格局时,软件起着主要的效用。在PXI平台上的运动控制器可以提供高达8轴的运动体式格局,而且可以使用NI运动助手对系统举行轻松地配置。
8.接纳单一的控制器节省了成本现在您可以考虑使用PAC,它具有单一的控制器和机箱,可用于处理数字和模拟I/O,具有运动,视觉功能和模块化仪器,因此不需要花钱购买多个控制器。如果您需要控制系统具有多种功能,如视觉或模块化仪器,那么接纳PAC将是最为经济的。
高级功能
9.高级控制
在能量物质或材料的成本很高的环境下,工程师需要优化他们简略的PID控制算法来以极致地减少浪费。这些复杂的算法常常接纳如恍惚逻辑或神经网络等控制设计技能,从而可以最大限度地降低过程控制的稳定时间。传统上,PLC所能实现的PID控制算法并没有为特别指定的过程举行优化。高级的控制算法不仅需要强大的浮点处理器,而且还要占用大量的内存,使用PAC平台则可以满足这些条件。
10.实时分析
在机器监控应用中,需要实时收罗地来自模拟或数字I/O通道的数据,从而能有效地检测故障状态。您可能要举行如阶次跟踪和振动分析这些复杂工作来有效地检测机器的状况。对于这些应用,您可以使用PAC的高效平台来举行实时地分析工作。
11.数据库/网络连接
哄骗来自厂房内的实时数据,操作人员可以在控制室内按照所得的信息制定决策。然而,要使控制系统具有输出现场数据的功能是很困难的。企业系统一般接纳标准的ODBC,ADO和XML以获得来自自动化系统的数据。PLC只能通过标准的OPC举行通信,这意味着需要增加一台PC来接纳OPC获取数据并使用如ODBC、ADO和XML这样的标准把数据传送给企业。为了能有效地把现场数据传送到ERP系统中,控制系统必须能直接和外部数据库通信--您可以使用PAC来完成这些工作。
12.安全性在把控制系统与数据库和网络连接时,您需要考虑安全问题。出于安全的利益,许多厂商选择不把自动化系统和企业数据库相连,但是对于大多数厂商而言,连接所带来的好处要远大于安全方面的顾虑。
尽管可以对PLC加锁来防止他人入侵工厂的网络,但是由于PLC通过以太网发送非加密包,所以它并不适合用于防止黑客入侵。PAC在通过网络传送数据时,可以对数据加密。尽管目前这还不是需要考虑的熬头因素,但是在将来它将是厂房内分布式系统接纳PAC的主要原因。
13.多种速度的确定性应用
PLC只能以固定的速度运行,而且它不是为以不同循环速率独立举行处理而设计的。如今,复杂的控制系统中常需要多种速率的确定性应用,它需要有多个循环,每个循环以不同的速率运行。这就要求能举行并行处理,而只有在PAC上运行的操作系统才具有这样的特性。
外形结构
14.适合于工厂环境
工程师选择PLC的一个常见原因是它能在工厂的环境下正常工作。然而,绝大部分PLC是安装在NEMA内。在这样的环境里,PXI平台附加的冷却装配,坚固的外表面和加强的抗冲击和振动指标都使系统具有和PLC不异的可靠性。
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