PAC和PLC以及DCS相比有什么不同？
PLC(可編程邏輯控制器)的出現(xiàn)取代了原來的工廠的繼電器，一直占據(jù)著工業(yè)控制的主流地位。然而在當(dāng)前，人們需要的功能越來越多，例如快速運(yùn)算、海量存儲(chǔ)、與其他硬件平臺(tái)以及網(wǎng)絡(luò)的連接等，因而傳統(tǒng)的PLC已不能滿足所有的控制需求。
PAC(可編程自動(dòng)化控制器)在2001年由權(quán)威咨詢機(jī)構(gòu)ARC Group提出。PAC是具有更高性能的工業(yè)控制器，在保留了PLC可靠性的同時(shí)，更添加了PC的強(qiáng)大的運(yùn)算能力，為實(shí)現(xiàn)高級(jí)工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用鋪平了道路。
PAC的概念一經(jīng)推出，得到了行業(yè)內(nèi)眾多廠商的響應(yīng)。包括NI、倍福、研華等在內(nèi)的眾多知名廠商紛紛推出各自的PAC控制器。而像GE、RockWell 等老牌PLC廠商也陸續(xù)跟進(jìn)，推出了全新的PAC產(chǎn)品。目前PAC產(chǎn)品已經(jīng)被應(yīng)用到冶金，化工，紡織，軌道，建筑，水處理，電力與能源，食品飲料，機(jī)器制造等諸多行業(yè)中。
與PAC和PLC不同的是，DCS(集散控制系統(tǒng))的核心在于系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，它和PLC或PAC的差異類似“系統(tǒng)”和“裝置”的區(qū)別，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)任何裝置的功能與協(xié)調(diào)，而裝置只實(shí)現(xiàn)本單元所具備的功能.。在實(shí)際應(yīng)用中，我們可以采用PLC和PAC構(gòu)成DCS網(wǎng)絡(luò)，并將網(wǎng)絡(luò)中的復(fù)雜控制交給PAC完成。
在構(gòu)建基于PAC 的現(xiàn)代化工業(yè)系統(tǒng)時(shí)，需要考慮哪些因素？
無論您是在考慮升級(jí)現(xiàn)有的工業(yè)控制器還是準(zhǔn)備構(gòu)建一套全新的工業(yè)系統(tǒng)，您都需要考慮以下幾點(diǎn)因素：
－、控制系統(tǒng)的循環(huán)速率(Loop Rate)：無論是采用開環(huán)控制還是閉環(huán)控制系統(tǒng)，您都需要考慮系統(tǒng)的循環(huán)速率。工業(yè)系統(tǒng)的一個(gè)循環(huán)周期通常包括采集、分析處理和控制輸出三個(gè)環(huán)節(jié)，而循環(huán)速率則由輸入的采樣率，控制器的運(yùn)算速度以及輸出的刷新率所決定。
二、分析和控制算法的應(yīng)用：當(dāng)獲取來自工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的各種信號(hào)之后，需要應(yīng)用相關(guān)的分析算法提取信號(hào)中有用的信息，用以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和故障診斷等應(yīng)用。不僅如此，分析的結(jié)果還可以作為控制系統(tǒng)的判決條件，通過合適的控制算法，實(shí)施決策性的控制，確?？刂茟?yīng)用的穩(wěn)、準(zhǔn)、快。在開發(fā)合適的算法時(shí)，還需要考慮如何能將算法快速應(yīng)用到物理I/O上，獲取實(shí)際的運(yùn)行結(jié)果。
三、與現(xiàn)有工業(yè)系統(tǒng)的連接：工業(yè)系統(tǒng)通常牽涉到多種工業(yè)設(shè)備的協(xié)同工作，所以控制系統(tǒng)必須能夠與各種傳感器，以及現(xiàn)有的工業(yè)設(shè)備進(jìn)行快速連接，以確保已有的投資。
在選擇PAC平臺(tái)時(shí)，不僅需要考慮處理器以及I/O的性能以滿足系統(tǒng)對(duì)循環(huán)速率的要求。更重要的是，選擇一個(gè)合適的PAC開發(fā)平臺(tái)，發(fā)揮其強(qiáng)大的軟件能力，確?？刂频男阅芎拖到y(tǒng)的連接性。
NI的PAC與其他的PAC系統(tǒng)相比有什么優(yōu)勢(shì)？
作為基于計(jì)算機(jī)的測(cè)量與自動(dòng)化技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者，NI一直致力于將全新的科技帶入工業(yè)領(lǐng)域。從處理器、I/O到開發(fā)軟件，NI PAC均提供了高性能的產(chǎn)品供您選擇。
NI PAC集成了工業(yè)實(shí)時(shí)的處理器和基于FPGA的硬件級(jí)的處理器，滿足您對(duì)于高速工業(yè)控制應(yīng)用的需求。常見的工業(yè)控制系統(tǒng)的循環(huán)周期一般為毫秒級(jí)，工業(yè)實(shí)時(shí)處理器則能提供微秒級(jí)的響應(yīng)時(shí)間，而采用基于FPGA的NI PAC系統(tǒng)，能夠在一秒鐘內(nèi)實(shí)現(xiàn)超過400億次的運(yùn)算，以及百萬(wàn)次以上的PID閉環(huán)控制，從而獲得納秒級(jí)的時(shí)間確定性。在高性能處理器的平臺(tái)上，NI還提供了豐富的I/O模塊可供選擇，涵蓋模擬、數(shù)字、總線通信以及其它可自定義的I/O，可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)800kS/s的模擬采樣速率，100kS/s的輸出刷新率以及10M的高速數(shù)字I/O通信速率等。
更重要的是，配合高性能的硬件平臺(tái)，NI還提供了圖形化的編程軟件LabVIEW作為PAC的軟件開發(fā)平臺(tái)，可以針對(duì)多種工業(yè)處理器進(jìn)行開發(fā)，并能夠滿足用戶對(duì)高級(jí)算法應(yīng)用以及與現(xiàn)有工業(yè)系統(tǒng)連接的要求。
LabVIEW中內(nèi)置了豐富的分析和控制的算法供用戶選擇，并能快速在硬件上實(shí)現(xiàn)。如下圖所示，在LabVIEW圖形化的開發(fā)平臺(tái)下，算法的實(shí)現(xiàn)能夠直觀的對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)的框圖，從而工程師得以快速完成代碼的開發(fā)。
不僅如此，在LabVIEW的平臺(tái)下您還可以非常方便地集成各種工業(yè)總線，并通過OPC Server快速連接到現(xiàn)有的PLC系統(tǒng)。此外，LabVIEW還提供了對(duì)機(jī)器視覺、運(yùn)動(dòng)控制以及人機(jī)交互界面(HMI)等硬件的支持，確保工程師在統(tǒng)一的平臺(tái)下完成對(duì)整個(gè)工業(yè)系統(tǒng)的開發(fā)。
PAC會(huì)不會(huì)取代現(xiàn)在的PLC ？
PAC誕生的目的是為工控系統(tǒng)添加更高的測(cè)量和控制性能，所以它不會(huì)取代現(xiàn)有的PLC系統(tǒng)，并且能夠作為您升級(jí)現(xiàn)有系統(tǒng)的首要選擇。
在對(duì)PLC系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)的時(shí)候，首要考慮的是對(duì)于PLC系統(tǒng)的連接性，NI的PAC平臺(tái)能夠通過NI OPC server或多樣的工業(yè)總線連接到幾乎所有的現(xiàn)有PLC系統(tǒng)，確保您已有的對(duì)于PLC系統(tǒng)的投資，并將PAC高速模擬量的輸入輸出，多平臺(tái)的聯(lián)合工作、大容量存儲(chǔ)能力、復(fù)雜高確定性的控制等性能添加到系統(tǒng)中。
例如：I2S鋼鐵公司需要在生產(chǎn)線上實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼板的厚度的精確測(cè)量和軋鋼控制，原有PLC系統(tǒng)采樣率無法滿足要求，NI CompactRIO則以800k/s的模擬采樣率和200k的PID循環(huán)速率勝出。
PAC支持哪些工業(yè)總線？其擴(kuò)展性如何？
PAC能夠方便地連接到多樣的控制設(shè)備，確保您已有的投資，同時(shí)方便升級(jí)和擴(kuò)展。
NI PAC平臺(tái)可以直接連接到串口、以太網(wǎng)、CAN、CANopen、DeviceNet、FOUNDATION Fieldbu、PROFIBUS、I2C/SPI、EtherCAT等工業(yè)總線。還可以通過第三方的Gateway連接到AS-Interface、CC-Link、ControlNet、EtherNetIP、FIPIO、InterBus、LonWorks、Modbus Plus、PROFINET I/O等工業(yè)網(wǎng)絡(luò)。
不僅如此，NI PAC平臺(tái)的開放性還體現(xiàn)在與視覺系統(tǒng)，PDA遠(yuǎn)程控制，HMI人機(jī)交互等多樣的連接性上，從而保證未來對(duì)于系統(tǒng)升級(jí)和擴(kuò)展的需求。
是否可以使用NI PAC構(gòu)建一套完整的生產(chǎn)管理自動(dòng)化系統(tǒng)？
是的。NI 的PAC平臺(tái)不僅可以方便地集成到各種工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中，還能夠以NI LabVIEW為架構(gòu)，快速組織成一套完整的企業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。
通過工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，用戶可以在主控制器中將通過PAC傳輸來的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速處理、顯示和分析，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)記錄和監(jiān)控功能。并完成快速的企業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)連接、歷史數(shù)據(jù)的記錄和報(bào)警、安全管理機(jī)制(加密)、專業(yè)的工業(yè)界面設(shè)計(jì)工具、Word/Excel/Html報(bào)表生成以及網(wǎng)絡(luò)發(fā)布的功能，從而構(gòu)建一個(gè)完整的監(jiān)控系統(tǒng)。
例如：世界第五大石油集團(tuán)——墨西哥國(guó)家石油集團(tuán)公司采用NI的監(jiān)控系統(tǒng)及PAC硬件管理原油的運(yùn)輸和分配，實(shí)現(xiàn)超過4000個(gè)監(jiān)控點(diǎn)，大于100公里的傳輸距離、以及對(duì)于上千種不同第三方硬件的連接。
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