在全球性壓力不斷增加的今天百炬，許多制造商感到迫切需要優(yōu)化他們工廠中的設(shè)備★蔽疲現(xiàn)有的控制系統(tǒng)正在被逐步淘汰哆沽，代之以能夠提供更多處理能力和更強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)連接性能的現(xiàn)代可編程自動化控制器(PAC)。
　　PAC被人們接受已經(jīng)有好多年了将盾，這個單一平臺可以滿足工程師廣泛的需要多梅。這些平臺包含有軟件，因此無需再用眾多的工具去做編程工作键羡。PAC還借鑒了針對PC領(lǐng)域開發(fā)的先進(jìn)技術(shù)锚拳，可確保行業(yè)用戶能分享到性能的穩(wěn)定提高、與前臺辦公設(shè)備的兼容性等諸多好處慰奉。
　　PAC的多功能性促使許多工廠管理人員用它替換掉原來的可編程邏輯控制器(PLC)。不過氧胳，這個策略性的變化并不意味著PLC的壽終正寢证森。產(chǎn)品開發(fā)人員和工廠管理人員確實(shí)很關(guān)注PAC，但PLC也在采用更快的處理器伴鳖，并增加網(wǎng)絡(luò)功能节值。如今在不需要經(jīng)常改變以及不需要大運(yùn)算量的任務(wù)中還能經(jīng)常見到PLC的身影。
　　“目前仍有大量應(yīng)用不需要PAC的靈活性榜聂。PLC非常適合那些使用梯形圖邏輯進(jìn)行簡單離散控制的用戶搞疗。”GE Fanuc公司控制器產(chǎn)品經(jīng)理Bill Black表示须肆。
　　在一些案例中匿乃，PLC已經(jīng)成為集成在PAC架構(gòu)中的眾多模塊之一。例如豌汇，日本三菱電子自動化公司的iQ自動化架構(gòu)就在單個平臺上整合了PLC幢炸、運(yùn)動控制、計(jì)算機(jī)數(shù)字控制(CNC)和機(jī)器人控制功能(圖1)拒贱。在這個架構(gòu)中工作的許多模塊體積非常小宛徊，有助于開發(fā)人員開發(fā)出復(fù)雜但不占用大量空間的系統(tǒng)。

　　“在物理尺寸方面逻澳，CPU有著非常小的外形闸天，其長寬高只有4×1×4英寸∈烤矗”三菱公司產(chǎn)品營銷總監(jiān)Scott Rohlfs指出侧碍。
　　通過縮小尺寸和增加性能，設(shè)備和系統(tǒng)設(shè)計(jì)師可以繼續(xù)整合曾屬于專用控制器范疇的操作博旬。隨著這些系統(tǒng)性能的提升尤乎，工作量的增加，控制模塊也能管理更復(fù)雜的任務(wù)剪妥。
　　5軸控制在幾年前還是一項(xiàng)先進(jìn)特性波寓，但現(xiàn)在已經(jīng)普遍采用PAC來管理更多的運(yùn)動缘嗦。Rockwell Automation公司最近推出的Allen-Bradley CompactLogix L45 PAC擴(kuò)展了運(yùn)動性能來處理8軸應(yīng)用。
　　背板的作用
　　控制器只是系統(tǒng)的一個部分报逛，背板也扮演著重要的角色烦草，它將各個模塊鏈接在一起，使它們?nèi)缤瑔蝹€系統(tǒng)那樣協(xié)調(diào)工作任疤。這些背板也采用了針對工業(yè)應(yīng)用環(huán)境設(shè)計(jì)的堅(jiān)固耐用的PC架構(gòu)幽摔。它們可以提供足夠的帶寬，使得運(yùn)動控制就像是緊耦合系統(tǒng)中的另外一個單元丙图。
　　“運(yùn)動控制器和PAC通過高速背板緊密聯(lián)結(jié)在一起刮便，可充分發(fā)揮兩者的優(yōu)點(diǎn)。這種方案無需繁復(fù)的握手過程绽慈，非常值得提倡恨旱，因?yàn)檫\(yùn)動操作的運(yùn)算量非常大“犹郏”GE Fanuc公司運(yùn)動產(chǎn)品經(jīng)理Paul Derstine表示搜贤。

　　這些背板上插卡間的通信使得在其它操作運(yùn)行時(shí)執(zhí)行復(fù)雜運(yùn)動任務(wù)成為可能。許多系統(tǒng)使用的基本PCI架構(gòu)通常能以27MHz的速率移動數(shù)據(jù)钝凶，這對許多操作來說已經(jīng)足夠快了仪芒，Derstine指出。
　　想要更高速度的用戶可以采用性能更好的兼容PCI的PXI和PXI Express總線耕陷。PXI Express總線每個槽道的帶寬最高可達(dá)2GBps掂名，并具有定時(shí)和同時(shí)功能。美國國家儀器(NI)公司大量采用PXI Express啃炸，并推出了許多基于這種架構(gòu)的產(chǎn)品铆隘。
　　這些產(chǎn)品包括廣泛采用FPGA的CompactRIO和CompactFieldPoint系列。該系列產(chǎn)品甚至增加了更強(qiáng)的多功能性南用，允許工程師在操作變化時(shí)改變硬件膀钠。這種硬件的可編程能力有助于工廠管理人員通過系統(tǒng)配置滿足他們特殊的需要，而且不會產(chǎn)生定制設(shè)備所需的額外成本末径。
　　由于很難對FPGA進(jìn)行編程和重配置俺媳，工程師曾經(jīng)避免使用FPGA。但FPGA圖形化編程技術(shù)的出現(xiàn)幫助解決了這些問題肉棕，它們使得工廠管理人員能夠更加方便地發(fā)揮可編程邏輯器件帶來的靈活性驮桐。
　　“用戶不必學(xué)習(xí)通常編程FPGA需要的抽象命令。他們可以使用LabVIEW并控制他們的實(shí)時(shí)系統(tǒng)披腻∏薜ぃ”NI公司產(chǎn)品經(jīng)理Arun Veeramani表示。
　　另外一個有助于提升PAC任務(wù)量的因素是如今集成在單塊卡上的大容量存儲器唱撩。Rockwell的Allen-Bradley Control Logix L65可以升級到32MB肩堡，非常適合批處理等信息量大的應(yīng)用珍霉，其中增加的容量可以為專有管理提供更多的功能。
　　容易訪問的存儲器可以給工廠管理人員帶來諸多好處都璃。一些工廠管理人員技術(shù)能力并不是很強(qiáng)嘿杖，但他們的崗位很重要。PAC可以在每臺設(shè)備上存儲文檔以舒，因此操作員可以快速訪問有關(guān)他們不熟悉的任務(wù)的操作指令趾痘。
　　同樣，維修技術(shù)人員也能快速訪問他們需要的信息蔓钟。將這些文件直接存儲在系統(tǒng)中可以確保這樣的管理人員使用上最新的文檔永票，避免放錯書本或磁盤引起的問題。
　　雖然PAC可以完成許多復(fù)雜的任務(wù)奋刽，但重要的控制操作仍在其它控制器上運(yùn)行瓦侮。目前大多數(shù)PAC都沒有通常在專用處理器上運(yùn)行的人機(jī)界面(HMI)功能。許多PAC采用專有的界面佣谐，雖然整個行業(yè)看起來正在向商用操作系統(tǒng)(如Windows CE)轉(zhuǎn)變。
　　這種情況可能就要改變方妖，集成將更加緊密狭魂，各個獨(dú)立控制器需要的物理空間將消除，專用操作系統(tǒng)需要的存儲空間也將進(jìn)一步減小党觅〈瞥危“隨著我們轉(zhuǎn)向雙內(nèi)核和多內(nèi)核處理器，一個處理器將能同時(shí)完成HMI和傳統(tǒng)PAC任務(wù)杯瞻÷匝”Derstine指出。

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