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• 穩(wěn)定性-通用的操作系統(tǒng)常常不夠穩(wěn)定并且生產(chǎn)線會(huì)受到系統(tǒng)崩潰和無(wú)法預(yù)料的重啟的影響。
• 可靠性-由于磁性硬盤的旋轉(zhuǎn)和有像電源這樣的部件，其堅(jiān)固程度達(dá)不到工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，PC容易發(fā)生故障。
• 不熟悉的編程環(huán)境-當(dāng)系統(tǒng)停止時(shí)，工廠的操作人員需要恢復(fù)系統(tǒng)。對(duì)于梯形邏輯，操作人員能知道采用人工方法啟動(dòng)一個(gè)線圈或者補(bǔ)充代碼來(lái)快速恢復(fù)一個(gè)系統(tǒng)。但是使用PC系統(tǒng)，操作人員需要學(xué)習(xí)新工具。

 
圖1 具有PC軟件功能和PLC可靠性功能的新興可編程自動(dòng)控制器PAC示意圖

    使PLC增加視覺(jué)、運(yùn)動(dòng)、儀器和分析功能等全方位的自動(dòng)化技術(shù)，顯而易見(jiàn)是望塵莫及。必須希望同時(shí)擁有PC的功能和PLC(可編程控制器)的可靠性的最佳方案，則可編程自動(dòng)控制器(PAC-Programmable Automation Controller)就是這樣的平臺(tái)，它能最佳結(jié)合PC和PLC兩者的優(yōu)勢(shì)(見(jiàn)圖1所示)，它提供了開放的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，可擴(kuò)展的領(lǐng)域功能，一個(gè)通用的開發(fā)平臺(tái)和一些高級(jí)性能。這是當(dāng)今設(shè)計(jì)與建立控制系統(tǒng)發(fā)展的需要，屬工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中比較完善的新興控制器。
　　
    那"PAC是什么？"PAC這一術(shù)語(yǔ)，它定義了一種新類型的控制器.該控制器結(jié)合了PC的處理器、RAM和軟件的優(yōu)勢(shì)，以及PLC固有的可靠性、堅(jiān)固性和分布特性。PAC采用現(xiàn)有的商業(yè)化技術(shù)(COTS)，非常適合于工業(yè)化環(huán)境，它具有可伸縮性，易于維護(hù)和具有較低的發(fā)生故障時(shí)間等特性。
　　
    關(guān)于PAC的平臺(tái)
　　
    快速增長(zhǎng)的PAC平臺(tái)是基于PXI。由于PXI結(jié)合了PCI總線的電路特性和Compact PCI堅(jiān)固的歐羅卡機(jī)械結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)已在工業(yè)環(huán)境中成功使用了許多年，當(dāng)今NI，Chroma，LeCroy和JTAG等供應(yīng)商現(xiàn)在可提供1，000多種獨(dú)特的I/O模塊，包括模擬I/O、數(shù)字I/O、視覺(jué)、運(yùn)動(dòng)和高精度數(shù)據(jù)采集。典型的可提供以下四種PAC硬件平臺(tái)。

    （1）PXl對(duì)工業(yè)化PC做了改善，具有實(shí)時(shí)OS，標(biāo)準(zhǔn)的散熱，可選的不旋轉(zhuǎn)固態(tài)硬盤和內(nèi)置的模塊間同步。PXl標(biāo)準(zhǔn)要求所有的機(jī)箱能為每個(gè)模塊插槽提供25W的空氣流制冷，這樣甚至在使用高功率繼電器，高速PXl或CompactPCI卡時(shí)也不會(huì)使工作系統(tǒng)過(guò)熱或者縮短壽命。PXl也提供了能嚴(yán)格同步各個(gè)模塊的功能，因此工程師可以為高速控制應(yīng)用設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)，視覺(jué)和I/O系統(tǒng)，這些應(yīng)用包括產(chǎn)品包裝和半導(dǎo)體器件處理。

    （2）Compact FieldPoint使用工業(yè)級(jí)的部件來(lái)抗強(qiáng)沖擊和振動(dòng)，其工作溫度范圍為-40℃到70℃。它也采用傳導(dǎo)式制冷來(lái)代替旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇，由于不使用活動(dòng)部件而提高了可靠性。由于有運(yùn)行實(shí)時(shí)OS的浮點(diǎn)處理器，Compact FieldPoint系統(tǒng)具有PC功能，用于記錄數(shù)據(jù)的CompactFlash驅(qū)動(dòng)和用于通信的以太網(wǎng)口。

    （3）Compact Vision系統(tǒng)是為機(jī)器視覺(jué)而專門設(shè)計(jì)的堅(jiān)固的控制器。它使用，IEEE標(biāo)準(zhǔn)1394FireWire接口，可以在視覺(jué)應(yīng)用中和16臺(tái)攝像機(jī)通信。Compact Vision系統(tǒng)也采用不活動(dòng)的部件和傳導(dǎo)式制冷，因此您可以把系統(tǒng)固定在機(jī)器附近。它提供29個(gè)內(nèi)置的數(shù)字I/O通路，這些通路可由LabVlEWRT或使用LabVlEWFPGA的嵌入式FPGA來(lái)直接控制。

    （4）CompactRIO是新型的可重復(fù)設(shè)置的嵌入式系統(tǒng)，它基于LabVlEWFPGA和LabVlEW。實(shí)時(shí)技術(shù).CompactRIO系統(tǒng)采用具有3百萬(wàn)門的FPGA芯片來(lái)控制模塊化的數(shù)字和模擬I/O。這些FPGA芯片可以運(yùn)行嵌入在芯片里的代碼，它的數(shù)字循環(huán)的速率高達(dá)MHz，模擬循環(huán)的速率為150kHz。FPGA可以把信息傳回到運(yùn)行LabVlEWRT的浮點(diǎn)處理器以進(jìn)行高級(jí)計(jì)算和數(shù)據(jù)記錄和通信。由于有金屬外殼和傳導(dǎo)式制冷，該控制器非常適合用于嚴(yán)酷的環(huán)境。

圖2 PAC特征性能圖解示意

    PAC定義的幾種特征和性能(見(jiàn)圖2)。

• 供通用發(fā)展平臺(tái)和單一數(shù)據(jù)庫(kù)，以滿是多領(lǐng)域自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)和集成的的通用開發(fā)平臺(tái)；
• 一個(gè)輕便的控制引擎，可以實(shí)現(xiàn)多領(lǐng)域的功能包括：邏輯控制、過(guò)程控制、運(yùn)動(dòng)控制和人機(jī)界面等，為統(tǒng)一平臺(tái)；
• 允許用戶根據(jù)系統(tǒng)實(shí)施的要求在同一平臺(tái)上運(yùn)多個(gè)不同功能的應(yīng)用程序，井根據(jù)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，在各程序間進(jìn)行系統(tǒng)資源的分配；
• 采用開放的模塊化的硬件架構(gòu)以實(shí)現(xiàn)不同功能的自由組合與搭配，減少系統(tǒng)升級(jí)帶來(lái)的開銷；
• 支持IEC 611 58現(xiàn)場(chǎng)總線規(guī)范，可以實(shí)現(xiàn)基于場(chǎng)總線的高度分散性的工廠自動(dòng)化環(huán)境；
• 支持事實(shí)上的工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，可以與工廠的EMS，ERP系統(tǒng)輕易集成；
• 對(duì)于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、語(yǔ)言等，使用既定事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)保證多供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換。

    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。