现代PLC和PAC的主要差别

jek9528 2008-4-25 08:56 楼主

为了弄清现代PLC和PAC的区别(见表2)，有必要对PAC的定义有一清晰的认识。2004年美国ARC咨询集团的C.Resnick通过对PAC五大特征的描述做出以下定义：
　　(1)PAC具备多个专业的功能性，在一个平台上可实现包括逻辑和顺序控制、运动控制、驱动控制和过程控制的功能；
　　(2)PAC具有单一却又满足多专业控制要求的开发平台，采用共用的变量标签(tagging)和统一的数据库；
　　(3)PAC的软件开发可提供按流程或加工过程的设计工具，设计直接针对若干机器或处理单元，按状态(步)、激活状态(动作块)和转移条件进行；
　　(4)PAC具有开放的、模块化的体系结构，适用于从工厂自动化到流程工业的单元操作；
　　(5)PAC采用事实上的网络接口、编程语言、安全等各种工业标准，使异型和异构的系统之间能实现数据交换。
　　现代PLC的高端产品往往也具备这些特征。只不过这些高端PLC产品在实现这些功能性时采用了有别于PAC的技术路线。一般而言PAC只有一个CPU模块，采用具有硬实时特征的商用操作系统；而现代PLC的高端产品却在PLC的传统背板结构上，即在主机架和扩展机架上插装多个CPU模块的新型结构。这些CPU模块可分别选用专门用于逻辑控制、顺序控制的CPU模块、运动控制用的CPU模块、过程控制用的CPU模　块，甚至内嵌Windows操作系统的CPU模块。在这种PLC系统中每个CPU模块都执行某一种控制任务，控制与其所执行任务相关的I/O模块的　存取；它们之间的联锁和协调信息通过同一PLC系统的系统总线来交换，而不是由执行不同任务的PLC系统通过控制网络来交换，速度更快也　更可靠。
　　传统的主流PLC供应商宁肯仍然把它称为PLC，而不愿将它们叫做PAC。因此，现代PLC和PAC的主要差别应该在于软件，而不是在于功能或其他别的性能。
　　现代PLC秉承传统PLC的专用硬实时操作系统的特征，这是PLC工作稳定、可靠的软件保证。在此基础上提高其工作性能和功能性。
　　PAC的软件则分成两类：
　　(1)以现有的PLC控制软件为基础，增加其控制的功能性、可靠性和易用性；
　　(2)以PC控制的软件为基本出发点。
　　基于PLC的控制软件最显著的特征是严格按扫描方式组织的控制程序。即使增加新的功能性(如以太网通信、运动控制和先进控制算法)也是让这些新功能插入现有的扫描结构。传统PLC只允许严格按扫描周期执行输入采样、程序执行和输出设置；现代PLC则可以区别不同性质的程序(如仅执行一次的初始化程序、快速执行的控制程序、慢速执行的显示程序等)设置不同的扫描时间，以提高整体的控制响应。这种程序执行方式易于快速构建控制系统，但也使使用者完全不了解PLC底层的运行情况，从而造成它缺少灵活性。
　　基于PC控制的控制软件具有灵活的通用编程语言，可对硬件的内部运行作深层地存取，并将可靠性、实现确定性和默认的控制结构加以组合集成。虽然也可让它按扫描方式运行，但这并不是PC控制软件所固有的。这样就保证了PC软件的灵活性，使之更适合于高级结构化的编程技巧的要求，或者更适合于系统级的控制应用。反过来说，对于逻辑控制和顺序控制，用这种方法编程却会带来不便。还要指出的是，基于PC控制的控制软件如果要具备硬实时特性和控制的确定性，不能采用通用的、只能实现软实时的操作系统，而是一定要采用具有硬实时特性的操作系统，如Windows CE(对小系统)、Windows NTe(对大系统)或其他硬实时操作系统，如QNX、VxWorks、Venturcom RTX、ThreadX、pSOS等。
　　PAC的控制软件的组织结构吸收了两者的长处，同时具备两者的特性和强项，因此更便于解决工业控制中传统PLC不能对付的高端问题(≤20%的控制任务)。
　　从硬件上来讲，PAC也分为两种不同的结构，即以美国NI为代表的基于PC的结构，其特征是其卡件采用了适合工业环境的PXI总线(即用于仪器的扩展型PCI总线，把PCI总线的电路特性和CompactPCI的坚固的欧卡机械结构结合)，NI、Chroma、LeCroy和JTAG等目前可提供1000多种卡件，除了一般的I/O之外，运动控制、视觉检测识别等特殊功能卡件是其重要特色。另一种则是以GE-FANUC的PACSystem系统为代表的基于PLC背板结构(VME64或PCI总线)的PAC，其控制引擎建立在标准的嵌入式体系结构之上，其高端的RX7i所用的CPU为Intel Pentium III 300MHz(或700MHz)，其低端的RX3i采用Celeron 300MHzCPU，选用商用的具有确定性的操作系统，支持通过标准的通信网络(如以太网、Profibus、DeviceNet和GE自己的Genius网络)的分布式I/O。在这个意义上，PACSystem系统也是基于工业PC的系统。不过还要支持与GE原　来的PLC Series 90-70和Series 90-30的I/O兼容