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2 pac

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关于 PAC 的百科小常识

PAC

PAC的概念是由ARC咨询集团的高级研究员Craig Resnick提出的在谈到创造这个新名词的意义时他认为 “PLC在市场相当活跃而且发展良好具很强的生命力。然而 PLC也正在许多方面不断改变不断增加其魅力。自动化供应商正不断致力于PLC的开发以迎合市场与用户需求。功能的增强促使新一代系统浮出水面。PAC基于开放的工业标准、具多领域功能、通用的开放平台以及高性能。ARC创造了这个词以帮助用户定义应用需要帮助制造商在谈到其产品时能更清晰。”

PAC的概念定义为：控制引擎的集中涵盖PLC用户的多种需要以及制造业厂商对信息的需求。PAC包括PLC的主要功能和扩大的控制能力以及PC-based控制中基于对象的、开放数据格式和网络连接等功能。

PAC基本要求：

◆多域功能（逻辑、运动、驱动和过程）——这个概念支持多种I/O类型。逻辑、运动和其他功能的集成是不断增长的复杂控制方法的要求

◆单一的多学科开发平台——单一的开发环境必须能支持各种I/O和控制方案

◆用于设计贯穿多个机器或处理单元的应用程序的软件工具——这个软件工具必须能适应分布式操作

◆一组de facto网络和语言标准——这个技术必须利用高投入技术

◆开放式、模块化体系结构——设计和技术标准与规范必须是在实现中开放的、模块化的和可结合的

PAC与PLC：

PAC 这个概念的提出是针对PLC (Programmable Logic Controller) 的概念而来作为一种快速和可靠的解决方案 PLC的设计满足了工厂对于使用环境和可靠性的要求而且其编程方式也非常适合机电工程师的思维习惯故PLC自问世以来在自动化控制系统领域独领风骚已经有二十多年的历史了。目前的PLC已经不仅限于在逻辑控制的应用一些新一代的大中型PLC已经具备了比较强大的浮点数据运算能力和较为丰富完备的通讯介面可以完成今日的系统化与复杂化的自动控制技术。

PLC的弱势：

虽然PLC业界已经注意到了这一趋势并通过将PC技术应用于PLC产品直接提供OPC Server、WEB Server及IEEE标准通讯接口等以提供更高的应用灵活性。但是受限于传统PLC专属式的设计其互操作性和灵活性限制（即使是对于同一品牌的PLC来说也是这样）并不能完全满足用户的要求：

◆传统的PLC均不能提供主动的事件通知系统的集中监视管理有赖于服务器主机的主动定时查询；

◆因为在实时信息上的欠缺要实现跨PLC的事件处理比较困难且速度延迟效果不佳；

◆无法提供本地直接处理的预约控制预约控制完全有赖于服务器主机的集中处理所以系统当机时立刻停摆；

◆系统的建构由于采用了不同供应商的多种平台为整合各种不同的专用总线系统之衔接有赖于第三方提供的OPC Server或Gateway 故其实施并不是一件轻松和容易的事情；

◆系统升级将必须付出重新设计的成本和时间其不可预见成本太高。

◆梯形图程序的设计是基于个案进行每一专案均无法完全复制应用无法实现标准化从而工程设计费用无法降低；

◆现行自动化系统的数据容量太小在适应新的应用需求时显得力不从心；

◆无法实现实时同步远程的数据传输与PDA、手机的连接比较困难；

◆需要通过PC或第三方设备来实现基于WEB的远程数据发布。

什么是PAC？

虽然从外形上来看 PAC与传统的PLC非常相似但究其实质 PAC系统的性能却广泛得多。作为一种多功能的控制平台用户可以根据系统的需要组合和搭配相关的技术和产品以实现功能的侧重因为基于同一发展平台进行开发所以采用PAC系统保证了控制系统各功能模块具有统一性而不仅是一个完全无关的部件拼凑成的集合体。

综合业界专家的意见所谓PAC系统应该具备以下一些主要的特征和性能：

◆提供通用发展平台和单一数据库以满足多领域自动化系统设计和集成的需求

◆一个轻便的控制引擎可以实现多领域的功能包括：逻辑控制、过程控制、运动控制和人机界面等

◆允许用户根据系统实施的要求在同一平台上运行多个不同功能的应用程序并根据控制系统的设计要求在各程序间进行系统资源的分配

◆采用开放的模块化的硬件架构以实现不同功能的自由组合与搭配减少系统升级带来的开销

◆支持IEC-61158现场总线规范可以实现基于现场总线的高度分散性的工厂自动化环境

◆支持事实上的工业以太网标准可以与工厂的EMS、ERP系统轻易集成

◆使用既定的网络协议程序语言标准来保障用户的投资及多供应商网络的数据交换

PAC市场:

PAC概念提出后得到GE Fanuc公司的积极响应并陆续发布了其PACSystems系列产品RX3i与RX7i。北美PLC主导厂商Rockwell Automation也于2003年11月宣布其ControlLogix和CompactLogix PLC事实上就是PAC。另外 NI、台湾泓格等公司也都相继推出各自的PAC系统。

中国市场对于PAC系统表现了很强的接受能力。

◆仅在2004年第一季度 GE Fanuc就宣布其PAC系统在中国的定单超过200套。其PACSystems系列产品在GE Fanuc产品结构中占据了很重要的位置它的市场份额逐年扩大。

◆从Rockwell公司发布的数据我们可以看到到目前中国已成为ControlLogix系统全球第二大市场。

◆研华公司ADAM-5000 ADAM-6000等PAC产品目前的市场也在逐年上升。

◆泓格科技产品WinCON-8000基于32位RISC处理器与实时操作系统(RTOS) 及其CANopen/DevicNet解决方案掀起了2006年度中国工控领域的一轮PAC旋风。

PAC产品技术性能：

◆GE Fanuc公司的PACSystemsRX3i/7i的CPU采用了Pentium III 300/700MHz处理器操作系统为WindRiver的Vx Works RX3i为VME64总线 RX7i为CompactPCI总线；

◆NI公司的Compact FieldPoint的CPU即将升级到Pentium IV-M 2.5GHz处理器其特色在于整合了测试测量领域中应用非常广泛的开发平台LabView；

◆Beckoff公司的CX1000的CPU为Pentium MMX 266MHz处理器；操作系统为Windows CE .net或Embedded Windows XP；

◆ICPDAS泓格科技的WinCon/LinCon的CPU为StrongRAM 206MHz处理器 WinCon的操作系统为Windows CE .net；LinCon的操作系统为Embedded Linux。

PAC系统的关键技术:

PAC的产生受益于近年来在嵌入式系统领域的发展与进步。在硬件方面有重意义的包括：嵌入式硬件系统设计其中具有代表意义的是CPU技术的发展；现场总线技术的发展；工业以太网的广泛应用。在软件方面则包括：嵌入式实时操作系统；软逻辑编程技术；嵌入式组态软件的发展等。试分别说明如下：

◆跟随摩尔定律的发展最新的高性能CPU在获得更高的处理能力的同时其体积更小、功耗更低从而在出众的计算能力以及工业用户最为关心的稳定性和可靠性方面获得平衡使制造厂商有可能去选择通用的标准的嵌入式系统结构进行设计摆脱传统PLC因采用专有的硬件结构体系带来的局限使系统具备更为丰富的功能前景和开放性。在现有面世的PAC系统中被广泛采用的是低功耗、高性能的SOC (System On Chip) 核心处理器。这里面既有采用CISC架构的CPU 如Mobile Pentium系列CPU 也有采用RISC架构的CPU 如ARM系列、SHx系列等当然也有使用MIPS CPU的。综合比较而言由于RISC CPU在应用于工业控制系统时所具备的综合优势采用RISC CPU的系统占据了目前市场所供应的控制系统的多数。

◆经过14年的纷争最后IEC的现场总线标准化组织经投票接纳了8种现场总线成为IEC61158现场总线标准。IEC61158现场总线标准的最终尘埃落定使在工业控制在设备层和传感器层有了可以遵循的标准。但是由于这8种现场总线采用的通信协议完全不同因此要实现这些总线的兼容和互操作是十分困难的。其可能的出路是采用已经是通用的国际标准Ethernet、TCP/IP等协议并使其符合工业应用的要求而且这种方案最容易被广大国家的用户、集成商、OEM及制造商接受和欢迎。

◆通用的嵌入式实时操作系统获得了长足的发展并获得了广泛的应用。传统的美国风河公司的Vx Works、PSOS操作系统在高端领域还是有很高的占有率；另一引人注目的趋势是微软公司的Windows CE在推出.net版本以后有效解决了硬实时的问题并以其低廉的价格和广泛的客户群获得了用户的青睐；作为开放源码的代表 Linux操作系统也推出了其嵌入式版本并以其在成本、开放性、安全性上面的优势获得一些特殊应用客户及中小制造商的欢迎。

◆符合IEC-61131-3标准的软逻辑编程语言的发展有效的整合了传统PLC在编程技术上的积累使广大的机电工程师可以在基于PC的系统上使用其熟悉的编程方式实现其控制逻辑。另一方面在PAC系统上工程师也可以使用高阶语言实现复杂的算法或通讯编程例如VB.net、EVC、VC#、JAVA等。

◆在人机界面的部分一些软逻辑开发工具均同时提供HMI开发套件例如ISaGRAF、Micro Trace Mode、KW MultiProg等。如果有更进一步的需求一些专业的SCADA/HMI软件厂商也提供针对嵌入式系统开发的套装软件例如组态王公司的嵌入版KingView、Indusoft等。

预计:

在可以预见的几年内对标准性、开放性、可互操作性、可移植性的要求将是用户至为关心的自动化产品的重要特征作为融汇了IPC和PLC的优点的PAC系统有明显的优势。

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视频名称: 2 pac

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发布时间: 2008-05-20 12:44:58

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