机器控制策略这是合乎逻辑的
你桌上的个人电脑(PC)会控制你工厂里的下一台机器吗?有人说:“是的，PLC作为控制平台已经死了。”对其他人来说，PLC并没有死，而是正在变形。有时，这种讨论听起来像一场宗教辩论。但用户不需要为他们的工厂未来的控制平台做出非此即彼的决定。
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你桌上的个人电脑(PC)会控制你工厂里的下一台机器吗?有人说:“是的，PLC作为控制平台已经死了。”对其他人来说，PLC并没有死，而是正在变形。
有时，这种讨论听起来像一场宗教辩论。但用户不需要为他们的工厂未来的控制平台做出非此即彼的决定。个人电脑正在积累应用经验，而PLC平台正处于一个变化时期(见1998年5月出版的控制工程，“plc适应，但他们能承受PC的攻击吗?”)，有时甚至把PC放在机架上。
区别不仅在于硬件。个人电脑的许多优点在于它们使用的编程工具和方法。大多数plc使用一种中继阶梯逻辑(RLL)。最初使用RLL是因为它与工程师和技术人员熟悉的继电器图相似，RLL已经从简单的接触和线圈逻辑发展到处理数学和通信。
在标准操作系统(如微软Windows NT)上运行的pc使程序员能够使用功能块或流程图编程等工具。这些本质上是图形化的，设计用于更好的数学和通信，以及改进的诊断和分析。(请参阅1998年12月版中关于编程工具的讨论CE)。
增加控制选项
基于pc的控制通常被称为“开放”控制，这意味着所使用的大部分硬件都来自于商业上可用的组件。将来对系统的添加不需要从同一供应商购买。如果其他供应商的产品适合要完成的任务，那么可以将该产品集成到系统中，从而节省时间和金钱。
工程师们追求开放式控制的意愿使得许多新公司进入控制市场。本文所引用的公司数量证明了这种爆炸式增长。这导致了一系列新的和创新的控制解决方案。市场领导者已经感受到这种压力，并正在应对挑战。
Bill Thompson是自动化研究公司(ARC, Dedham, Mass.)的一名研究机器控制的分析师，他说:“虽然在工厂中使用个人电脑并不是一个新概念，但在离散和连续应用中，接受个人电脑进行直接控制的势头正在迅速增长。”
自动化的价值正在向软件内容转移。软件的成本已经超过了硬件的价值，”汤普森补充道。“保存这笔投资对于最小化总拥有成本至关重要。行业正在向平台独立的软件应用发展，进一步将价值转移到应用软件上。”
他继续说:“随着从专有平台向PC的迁移继续进行，在PC软件或专用的基于微软Windows ce的硬件中实现控制解决方案将主导工厂车间。即使在时间紧迫的运动控制应用中，PC也已被证明是一个可行的平台。”
联盟提供解决方案
Intellution(诺伍德，马萨诸塞州)是艾默生电气的子公司，以其HMI(人机界面)和监控和数据采集(SCADA)软件FIX Dynamics而闻名。paradm -31机床控制软件已集成到FIX软件包的软件组件中。paradm -31使用熟悉的Windows NT界面，但具有实时、确定的核心。它具有IEC 61131-3标准编程语言以及内置的模拟功能。
对于那些希望从单一来源获得完整解决方案的客户，Intellution、Octagon Systems (Westminster, Colo.)和Opto 22 (Temecula, california)已经建立了合作关系。Octagon系统公司为paradm -31提供硬件平台。输入/输出设备为来自Opto 22的Snap I/O。这些设备是高密度I/O模块，具有可用的控制模块，能够在不加载主控制器的情况下运行低级控制，如PID循环。
Opto 22也有一个基于pc的自动化解决方案- optocontrol。这个包使用流程图编程。流程图不被IEC 61131-3认可，但支持者指出它易于使用和提供诊断信息的固有能力。副总裁Bob Sheffres指出:“客户需要更智能的I/O，可以轻松地与软件集成，利用通过标准网络交付的智能。这个网络就是以太网。”Opto 22的解决方案包括通过以太网与Snap I/O通信的流程图控制逻辑。
障碍赛跑软件公司(密歇根州安阿伯市)是流程图编程的长期支持者。这种编程方法的一个主要优点是易于集成诊断逻辑。
刀具锤/伊顿(Westerville, O.)一直以操作界面产品而闻名，致力于基于pc的控制。业务发展经理施耐德(Ted Schneider)认为市场正朝着这个方向发展。工控机系列包括一个全尺寸的Intel Pentium II处理器盒子和一个8.4英寸的微型工控机。触摸屏显示器，适合9.25 × 6.5英寸。断路。NetSolver控制软件是一个流程图控制包，具有windows explorer类型的界面。Cutler-Hammer在一些项目上与障碍赛合作，包括克莱斯勒的项目。
ASAP (Chagrin Falls, O.)将合伙关系提升到了另一个层次。软件控制产品ASIC系列的开发者和营销商已经与PC工业工作站制造商Xycom公司合并。虽然每个都将销售其单独的产品，但产品组合提供了完整的控制解决方案。ASIC-300是一个可扩展的控制包，可在Windows NT、Windows CE或任何嵌入式应用的实时操作系统下运行。副总裁保罗•汉密尔顿认为，软件控制的最大特点是能够轻松地将逻辑和运动控制等不同功能集成到一个盒子里。
工业总线计算机
VMIC(阿拉巴马州亨茨维尔)已经超越了最初作为VMEbus计算机系统供应商的地位。硬件解决方案现在还包括compactPCI和PCI。I/O Works是VMIC的控制软件。编程语言包括RLL和函数块，以及其他正在开发中的IEC 1131-3语言。I/O Works运行在Windows NT, CE或VenturCom(剑桥，马萨诸塞州)NT - rtx的实时扩展下。它支持OPC (OLE用于过程控制)和ODBC(开放数据库联盟)连接，用于数据处理和ActiveX控件。I/O Works还支持并行处理。
Wonderware的InControl是一个基于Windows nt的运行时和IEC 61131-3图形化开发环境。它接口到各种开放和传统I/O系统，具有ActiveX可扩展性，并与Wonderware FactorySuite集成。InControl用于复杂的控制应用，将其离散和过程控制功能与用户特定的ActiveX接口结合到视觉和运动系统中，提供混合控制。
Total Control Products软件副总裁John Bergsten列举了选择PC控制的原因。它能够轻松地与第三方应用程序集成，例如制造资源计划(MRP)、企业资源计划(ERP)和生产调度系统，这是原因之一。随着制造商从更广泛的角度看待工厂，将生产过程联系起来对竞争力变得至关重要。在线更改应用程序或设计、开发、安装和启动新的或改装生产线的能力至关重要。开放的环境可以方便地集成到其他工厂系统中，从而减少了为满足新需求而进行更改的时间和成本。”
对集成的需求导致了面向对象软件技术的发展，例如Total Control的FrameworX。FrameworX允许PC控制、HMI和系统管理软件在单一的基于windows的工作空间中运行。
软件中的plc
软控制市场的新进入者是计算机工作站和HMI供应商CTC Parker (Milford, O.)。根据部门营销经理Mike Smith的说法，CTC正在为其软件产品套件增加一个基于dos的实时操作系统控制程序。代码名为“Miami”，该程序看起来像IEC 61131-3五种语言的PLC编程。作为一个实时系统，硬盘不需要操作，以消除潜在的故障源。交互人机界面软件可以从相同的标签数据库复制，无需再次输入所有标签。包装在一个小单位，“迈阿密”是具有竞争力的价格与小型plc。
SoftPLC(位于德克萨斯州的Humble)是一家使用Java跨平台功能的公司。指令集、文件和寻址几乎类似于Allen-Bradley PLC-5。最新版本是嵌入式Java虚拟机，不需要键盘或磁盘即可操作。IT部门可以通过TCP/IP网络使用web浏览器读取生产数据。由于Java是平台独立的，因此SoftPLC可以在Unix上写入Oracle等数据库。它可以向工作人员发送电子邮件，提醒他们有关潜在问题、停机时间等。使用标准的web浏览器很容易构建hmi。
PEP Modular Computers (Kaufbeuren, Germany)的产品经理Klaus Martin说:“客户从这些新系统中受益的是更短的上市时间。其他的优势是现成的软件和丰富的第三方硬件。”
他预测:“根据系统的需求，通过现场总线或以太网连接的分布式系统的投资将会增加。尽管开放现场总线技术在欧洲很有名，但在美国，DeviceNet的开放使供应商可以访问更大的基础。DeviceNet的开放也将对欧洲产生影响。”
PEP是CompactPCI和VMEbus形式的plc和pc的供应商，支持多种操作系统，包括Windows NT, Sun Solaris, Linux和QNX。编程符合IEC 61131-3标准。
美国国家仪器公司(Austin, Tex.)是一家著名的数据采集组件和SCADA软件供应商。Bridgeview、Labview和Lookout产品也越来越多地用于工业过程控制。运动控制和视觉系统已经集成到软件中。期待这家公司扩展基于pc的控制场景。工业自动化营销总监Mike Santori建议说:“PC控制的好处在于集成的功能，有时更低的成本，分析，连接，开发工具和数据处理。”
帝国的反击
由于基于软件的开放系统的爆炸式增长，工业控制领域出现了许多新玩家。这是否意味着PLC供应商正在挥舞投降的白旗?几乎没有。
PLC Direct公司(Cumming, Ga.)推出了WinPLC，它在PC平台上集成了Windows的强大功能和知名界面，并具有PLC I/O模块的便利性和小占地面积。WinPLC采用Windows CE操作系统。这是一个精简的操作系统，它不需要硬盘来操作或加载，并与Think & Do控制软件相结合。Think & Do包是一个流程图编程工具，具有集成控制、运动、HMI和PID的能力。
欧姆龙电子(Schaumburg，伊利诺伊州)的系统组件营销经理Jeff Meyers报告说:“许多用户已经实现了基于PC和plc的解决方案的混合。对于单机控制，PLC解决方案通常更具成本效益，更容易实现。然而，随着终端用户越来越多地寻求将他们的机器联网，PC技术正变得越来越普遍。”
欧姆龙刚刚推出的Sysmac板PLC将PLC的功能与DeviceNet扫描板相结合。这种单槽ISA板独立于主机运行，但可以通过板库中提供的C编程语言函数与PC交换数据。
创建更好的系统
GE发那科自动化公司PLC业务副总裁Vince Tullo表示:“随着选择的增加，现在的控制系统比以往任何时候都需要更全面的规划。“这种选择的自由可能会使设计过程复杂化，但它允许工程师创建更好的系统——如果他们利用已被证实的方法来选择策略的话。”
GE发那科的新VersaMax PLC和I/O系统提供了一个控制器和一个I/O平台，设计用于集成到基于pc的系统中。此外，最新发布的PC Control是一个符合IEC 61131-3标准的编程和控制包，允许程序员用“C”编写函数或功能块，这样集成商就可以提供特定于其行业或产品的增值功能。
Kevin Heisey, Rockwell Automation/Allen-Bradley (Mayfield Heights, O.)的SoftLogix应用工程师建议，当“你需要将HMI与控制引擎结合起来或需要更高速度的图形时，考虑基于pc的控制。当PLC内存不足或数据库必须在PLC之外时，请考虑SoftLogix。”
罗克韦尔自动化/德州仪器材料与控制集团(Attleboro, Mass.)的一个项目是建造一个压力开关组件和使用SoftLogix pc控制的试验机。该系统改善了信息流，使工厂人员能够查看和比较机器的效率。由于SoftLogix看起来和程序都像PLC5，德州仪器能够重用现有的技术知识。建议:不要忽视基于pc的控制，也不要“扔掉”基于plc的控制。每一个都是可行的选择。
三菱电机自动化公司(Vernon Hills, Ill.)的高级产品营销工程师Monty Fox说，基于PC的控制的真正策略是使PC像PLC一样健壮。为此，三菱在MC2 (Melsoft Computer Control)包中使用Windows NT下的银泰(以前的iRMX)实时内核。PC上流程图控制的主要好处之一是诊断能力。使用MC2的诊断向导，程序员只需填写几个关键的故障例程字段，软件就会自动生成一个流程图程序。在编写错误例程时，这可以节省大量时间。
信息设备
施耐德自动化公司(North Andover, Mass)的战略营销经理Eric Marks说:“plc正在扮演信息设备的新角色。”
“我们有带有嵌入式http服务器或Cycle Software LiveData服务器的plc。以太网上的TCP/IP网络使过去的专有设备能够发送电子邮件，通过工业内部网发布web内容，并使用来自IT世界的开放技术触发关系数据库事务。”
西门子能源与自动化(Alpharetta, Ga.)已经通过WinAC实现了基于pc的控制。这个包由一个带有软件的isa插槽板组成，在程序员看来就像Simatic S7，并集成了HMI软件。WinAC是一个基于Windows nt的程序，它使用了Windows工具OPC、ActiveX和Visual Basic。WinAC是西门子完全集成自动化(TIA)解决方案的一部分。TIA将统一的数据管理、通信、配置和编程集成到一个系统中。
选择权在你
就像你们在经济学101课上教授的自由市场经济学原理一样，这场竞争正在让每个人都想出更好的方法来解决你的控制问题。
现在，你必须决定如何组装新的控制系统。在不久的将来你会使用个人电脑吗?你们未来的工厂会混合控制平台吗?
控制检查表
检查这些问题将有助于您的自动化供应商提供适当的解决方案。
你们的控制要求是否有:
少量的离散I/O点?
大量的I/O点在一个相当封闭的区域?
高速、确定性控制要求?
需要消除或减小控制框的尺寸?
处理大量数据?
与工厂信息技术系统的连接?
要显示大量图形数据?
需要对分布在大面积的I/O设备进行集中控制吗?
控制器的种类
微型PLC)-用于少量I/O点的隔离控制或分布式控制。
可编程逻辑控制器(PLC)-以传统方式控制机器或过程;通常是一种模块化结构，控制器在机架中占据一个插槽，具有输入/输出和通信模块。
个人电脑(PC)-当需要集成HMI(人机界面)或处理大量数据时，通常使用熟悉的桌面PC来控制机器或过程。其他因素包括更容易联网和使用微软视窗NT操作系统和常用的应用软件。
单板PC-“工业”形式的pc控制，可在VME, STD32, ISA, PCI, Compact PCI，甚至PLC形式的因素，也通常与Windows NT操作系统。
嵌入式控制-内置Windows CE或Java固件的电脑板。不需要磁盘驱动器加载或操作系统。可采用单板PC或PLC控制器的形式。对于Windows CE，软件仍然在Windows“环境”中。使用Java可以很容易地使信息适应万维网格式。
软件通常被称为软逻辑或软控制，运行在基于pc的系统上的控制逻辑。通常编写在Windows NT或CE上运行，但也有一些基于java的程序。
IEC 61131 - 3-基于欧洲的编程语言标准，提供了统一的函数方法。它可以识别五种标准的“语言”:阶梯逻辑、顺序功能图、功能块、结构化文本和指令列表。请参阅1998年12月CE中关于编程工具的讨论。
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