一体式面板与pac:哪个更适合您的应用?

如今，公司寻求控制架构来帮助他们设计更好的机器和工厂，更智能地操作它们，并重新定义与设备的交互。他们还希望了解工业互联网，以及它如何改善生产流程和收入流。

传统的原始设备制造商(OEM)机器使用具有分布式输入/输出(I/O)功能的可编程自动化控制器(PAC)、具有数据记录功能的触摸屏操作界面(OI)和实现远程维护的工业安全路由器。PAC、OI和路由器都有自己的处理器、安装需求和软件配置。

虽然这种传统的分布式体系结构对于复杂的冗余应用程序是必要的，但计算能力的进步现在已经使得将这些功能组合成一个用于OI和控制的强大设备成为可能。一体化自动化面板不仅简化了系统，简化了系统开发、通信和维护，而且还方便了工业互联网连接。一个连接点允许原始设备制造商执行远程诊断和配置，从而降低最低支持成本，提高整体生产线正常运行时间。

最新的一体化操作面板包括IEC 61131编程语言(阶梯、结构化文本、功能框图、顺序功能图和指令列表)和用于远程访问的内置安全连接。可以把这些看作带有内置OI的pac，而不仅仅是执行控制的OI。拥有这样一个单元可以为小型机器oem提供巨大的好处。

考虑到控制技术的这些进步，您如何决定一体化自动化面板或PAC是应用程序的最佳选择?

自动化面板的优势

节约成本:一体化自动化面板降低了硬件成本。将控制器、OI和安全远程连接组合在一个单元中意味着需要购买、安装和配置的设备更少。这节省了生产时间和面板空间的资金。

自动化面板可以显著降低软件开发成本。许多自动化供应商都吹捧在PAC和OI面板之间共享数据库的好处。当它们是独立的设备时，它们在运行时仍然有独立的数据库。这意味着必须将每个新变量下载到每个设备。如果控制器和OI不同步，就会导致通信错误和意外操作。

另一方面，一体化自动化面板为可重用对象提供了一个数据库、一个开发环境和一个库，从而降低了开发成本。

简化维护:维护一个设备比维护三个设备要少，特别是当自动化系统被运送到数百或数千英里外的最终用户时。仅仅是减少备件的数量就可以节省大量的维护成本。

通过一体化自动化面板，OI和逻辑程序可以备份到存储卡或u盘上。如果最终用户对OI和控制器有单独的文件，并且需要恢复一个或两个程序，那么加载不同的修订版可能导致系统不能正常工作。只恢复一个程序更容易，并且消除了版本兼容性问题。

一个设备也意味着一个访问点;不需要连接多个端口对系统进行监控或升级。在处理远程连接时，这可能更有价值，特别是如果PAC只有串行端口编程。通过使用内置安全连接的一体化自动化面板，原始设备制造商可以通过登录到一台服务器连接到远程站点。即使在需要单独的pac或可编程逻辑控制器(plc)的应用程序中，自动化面板不仅可以作为OI，还可以作为工业路由器，提供远程访问plc或pac进行固件升级和维护的安全路径。

有一个合理的担忧是，如果触摸屏或显示器损坏或故障，控制应用程序也会失败。幸运的是，随着今天先进的技术，这种情况根本不是这样的。一体化自动化面板中使用的组件是工业级的，类似于pac中使用的组件，并且具有类似的mtbf。即使屏幕损坏，CPU和IO通信仍然可以正常工作，控制应用程序也可以继续运行。如果屏幕出现故障，仍然可以远程访问面板。

改进的OI性能:这听起来违反直觉，但将PAC和OI组合到一个设备中可以改善许多应用程序中OI的更新时间。这是因为传统OI的主要CPU任务是与控制器通信。如今，当操作人员按下OI屏幕上的按钮时，他们希望立即对设备做出响应，并立即在图形屏幕上得到反馈。该响应延迟的最大原因是需要在OI面板和PAC之间转换通信驱动程序。

使用一体化自动化面板，这种通信要快得多，因为它位于同一设备的内部。不需要依赖串行或以太网通信链路来更新操作员屏幕。

需要注意的是，这种优势可能会被整体性能需求所掩盖。例如，如果控制系统需求消耗了绝大部分CPU时间，那么OI性能就会受到影响，因为它的优先级比控制低。

直观的用户体验:目前市场上的大多数面板都使用电阻式触摸屏，需要定制导航菜单才能在屏幕之间移动。最新的一体化自动化面板具有与今天的个人设备(如手机和平板电脑)相同的电容式触摸屏技术和用户体验。这大大降低了原始设备制造商的开发和支持成本，因为他们不必创建自定义导航菜单。这也意味着终端用户在如何使用该界面方面需要较少的培训。

使用单独的控制器时…

尽管一体化自动化面板具有优势，但使用单独的可编程控制器有不同的、令人信服的理由。

系统性能:许多控制应用程序，特别是大型复杂机器，其性能要求是自动化面板上的一个处理器无法满足的。即使在处理OI需求时，具有1GHz CPU和高达1G RAM的一体化自动化面板也可以表现得与许多中低端plc一样好，甚至更好。

显然，在逻辑扫描速率方面，PAC控制器将优于具有1GHz CPU的自动化面板。如果应用程序需要在10ms范围内进行逻辑扫描，对于自动化面板来说，这可能是一个微妙的平衡，既要满足这一需求，又要为OI功能提供足够的CPU资源。由于逻辑性能、图形、数据记录和其他任务的特定要求，较大的系统可能会超出单个CPU的需求。在这些应用中，单独的PAC控制器是明显的选择。

高可用性系统:高可用性系统通常需要全天候不间断地运行。这些系统通常需要热备、冗余cpu和同步扫描，以避免在一个组件故障时系统关闭。对于这些类型的关键基础设施应用，具有高可用性、提供零计划外停机时间的PAC控制器比一体化操作面板更可取。

是什么时候

一体化自动化面板提供与传统可编程控制器相同的确定性实时控制，适用于广泛的应用。可编程控制器更适合于非常快的扫描时间，非常大的IO计数或高性能冗余是关键的应用程序。但对于需要专用OI的中低端应用，一体化自动化面板提供了一个简化的体系结构，具有简单的远程连接选项和更低的总拥有成本，从而使工业互联网时代的生产力、洞察力和用户体验达到新的水平。

Vibhoosh Gupta是GE智能平台的产品管理负责人。由CFE Media内容经理马克·t·霍斯克编辑，控制工程，mhoske@cfemedia.com．

关键概念

• 对于一些应用程序，一体化控制面板可以执行以及提供比其他选项的优势。
• 好处包括更简单的配置和更好的OI性能。
• 当扫描时间非常快、IO数很大或冗余非常重要时，请使用单独的控制器。

考虑一下这个

集成设备可以节省启动时间，并在某些应用程序中提供更好的性能。

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