界线模糊:plc和pac收敛

关于plc和pac已经写了很多，但是这些术语之间真的有区别吗?这重要吗?也许不会，因为plc在不断发展，并且在许多情况下与pac的功能和能力相匹配。

用一个术语来说，基于plc的PAC可以在大多数应用中有效地取代PAC，因为两者在特性、功能和合适的应用方面有相当大的重叠。尽管基于PLC的PAC和PAC之间有许多相似之处，但也有一些关键的差异需要讨论，但首先，让我们看看PLC的演变，以获得关于基于PLC的PAC如何实现的一些线索。

名字有什么意义?

回到第一代plc的时代，当它们被用来取代硬连线继电器和气动计时器时，plc实际上被称为编程控制器，pc。但随后，PC的名称在20世纪80年代初被个人电脑所取代，PLC这个术语变得普遍起来。PAC这个名字出现在大约15年前，也许是为了将最有能力的plc与更卑微的plc区别开来。

基于plc的PAC可能是PAC更好的名称，因为这些控制器包含了过去几十年在plc和其他技术进步方面出现的东西。制造商已经采用了可靠的、坚固的PLC硬件设计，并结合了来自PC和移动设备世界的新的低成本技术。他们正在结合这些技术进步来满足用户不断变化的需求，并交付基于plc的pac(见图1)。

常见的功能

今天，很难找到一种不显示PLC或PAC中可能存在的许多特征的工业控制器。但是，PAC的定义差异很大，许多制造商仍然难以区分PAC和PLC，因为它们有许多重要的共享特征。这些共同的特征和能力包括:

• 提供快速扫描时间的高速cpu
• Tag-name-based功能
• 显著的机载内存
• 存储在控制器上的文档
• 任务管理器程序组织
• 内置多个以太网协议
• 数据收集。

一些共同的特征更多地是新技术的因素，而不是阶级的划分。例如，考虑减少扫描时间。最新的PLC和PAC处理器芯片的频率比世纪之交的大多数个人电脑都要高。这种技术进步适用于任何类控制器。在考虑CPU的性能和成本时，这更像是制造商的偏好。这些高速cpu在许多机器控制应用程序和其他需要非常快的执行速度的情况下是可取的。

其他共享功能是PLC自然发展或进化的一部分。基于标签名的控制器就是一个例子。随着plc越来越成为系统的一个组成部分——而不是一个独立的控制器——从固定地址设计转向基于标签名称的系统是有意义的。这使得同一控制系统中的多个平台可以共享一个通用的标签名称数据库，通常会大大减少前期开发工作。

这些基于标签名称的系统由于低成本内存而成为可能。标签名称比典型的固定地址PLC消耗更多的内存，因此它们需要更多的总内存来完成等效的应用程序。更多的内存也为供应商打开了将所有程序文档存储在控制器上的大门。这对于在字段中进行故障排除是一个巨大的好处，并消除了一个常见的问题:当标签-名称描述符文件没有存储在控制器中时丢失它。

一些plc和pac中的任务管理器具有共同的感觉以及组织程序的共同方法。这种程序组织能力非常适合跨多台机器/进程的大型项目。

常见的沟通

提供集成的或可选的通信协议一直是供应商的偏好，而不是技术限制的功能。虽然仍然有一些具有单一通信端口的高端控制器，但许多中低端plc(甚至从20世纪90年代末和21世纪初开始)都内置了多个通信端口。对于额外的端口和协议，还有许多选项可用。

plc和pac共享的常用以太网协议包括Ethernet /IP和Modbus TCP/IP。这些协议提供了与各种设备和系统(包括ERP和业务系统)的轻松连接。许多plc和pac也提供串行Modbus和ASCII通信。这些通信方法在条形码扫描仪、消息显示、秤、vfd、温度控制器、计时器/计数器和其他设备中仍然很流行。

尽管plc和pac之间有许多相似之处，但也有一些关键的区别。

重要的区别

基于plc的PAC和PAC之间有一些关键的区别，其中大多数与高端功能有关。由于仪器数量、远程设备、大量的过程控制和监控以及/或其他要求，一些非常大和复杂的应用可能需要PAC。一般情况下，这些差异与硬件配置、扩容容量和成本有关

表1:pac与基于plc的pac之间的主要区别

功能	基于plc PAC	PAC
最大的I / O	1,000至2,000人	> 100000
足迹	超薄外形	更大的外形尺寸
本地扩展能力	媒介	高
远程扩展能力	媒介	高
编程语言	阶梯逻辑与一些特殊的块	多重:阶梯、结构化文本、功能块等。
编程软件成本	Free-to-low	中级到高级
硬件成本	媒介	高
程序内存	高	非常高的

总体应用程序大小通常是一个主要的划分特征。许多小型plc确实具有添加总线协议主模块的能力，以极大地扩展控制系统的本机边界。然而，pac对于本地I/O具有更大的容量。对于使用多个机架的本地扩展和专用的远程I/O都是如此——两者都可以用于将I/O计数扩展到100,000或更多。这可以大大减少开发和系统配置所需的工时。新的基于plc的pac通常具有较薄的外形尺寸，在许多情况下比pac要小得多，允许添加外部I/O。

还有一些交叉特性，以前通常被划分为一类专用控制器，例如冗余、用多种语言编程的能力和某些硬件规格。

虽然基于plc的pac可能只有梯形图和一些专门的功能块来简化运动控制，但大多数pac可以容纳所有五种IEC 61131-3编程语言:

1. 梯形图
2. 功能框图
3. 指令表
4. 结构化文本
5. 顺序功能图。

基于plc的pac正在运行

今天基于plc的PAC可以满足非常广泛的应用，从简单的机器控制到更高端的PAC应用(见图2)。为了实现这一点，与传统控制系统相比，使用更新的技术以更低的成本提供更好的控制器。

技术的进步使供应商能够以更小的尺寸提供更快的控制器和更多的功能。这使得基于plc的PAC适用于广泛的机器控制应用。这些机器中的许多都需要适度快速的扫描时间，以便其建造者具有竞争力并满足所需的设计规范。

在过去，机器制造商面临着尝试使用更小的plc，这些plc很好地适应I/O要求和物理空间限制，但在性能方面是边缘的。替代方案是切换到更大的PLC或PAC。在大多数情况下，更大的控制器对于简单的机器控制需求是多余的，但对于满足某些应用需求是必要的。

虽然基于plc的PAC非常适合于较小的、成本关键的应用程序，但它也可以用于需要数百个模拟通道的应用程序。许多控制器可以将数据点记录到集成内存端口上的文件中，然后允许通过内置Web服务器使用标准浏览器访问这些文件。

典型的基于plc的PAC的大内存容量使其非常适合创建1-D或2-D阵列来跟踪产品、质量属性、运输数据和客户信息。基于plc的PAC的基于标签名称的属性意味着与HMI/SCADA、OPC服务器和数据库的接口被简化。

PAC迎接高端挑战

对于更专门的集成领域，PAC环境可以提供独特的好处。先进的运动控制和视觉应用是两个很好的例子，应用程序往往需要PAC的力量，使用单一的PAC平台来集成多轴协调运动，触发视觉系统，并收集检查结果确实有其优势。

更大、更昂贵的PAC平台也是制造商通常提供可编程安全选项和其他专业功能的地方。这些非常具体的需求可能只占市场的相对较小的一部分，但它们对特定的用户部分至关重要。

选择解决方案

在设计控制系统时，不应根据PAC、PLC或基于PLC的PAC来选择控制器，而应根据用户的特定应用来确定控制器的要求，并选择最佳的产品。

无论应用是机器控制、运动控制、过程控制、测试和数据采集、分布式控制、企业连接，还是这些功能的某种组合，指定的控制器都应该基于应用需求和控制器功能。

本文发表于应用自动化补充的控制工程而且设备工程．

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Jeff Payne是AutomationDirect.com的自动化控制组产品经理。

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