研華公司工業(yè)自動化事業(yè)群
PAC就是專為工業(yè)自動化應(yīng)用所設(shè)計的嵌入式控制器，可進行邏輯、動作、流程控制以及視訊工作，但30年前，這項科技還屬于少部分國家及企業(yè)所擁有，它如何從昂貴的PLC到成為惠及大眾的技術(shù)？
30年前，多數(shù)的工業(yè)制造過程不是通過硬接線的繼電器邏輯控制，就是為模擬循環(huán)控制器所控制；那個時期，航天飛機里三部計算機系統(tǒng)的內(nèi)存還不到100 KB，卻必須在這樣的內(nèi)存空間中執(zhí)行整套復(fù)雜的程序；同理可證，在30 年前，根本沒有個人計算機 (PC)。
在過去這30年，我們一路披荊斬棘從硬接線繼電器走過模擬控制器，而計算機的進化與改變，早已超越70年代所能想象的境界。
初期：可編成邏輯控制器 PLC
在70年代，當時的微處理器速度慢、價格昂貴，且容易故障，內(nèi)存更是貴得嚇人。Bedford Associates的Richard Morley（后來推出「模塊化數(shù)字控制器」，MODICON）及 Allen-Bradley的Otto Struger 所面對的挑戰(zhàn)，是如何在汽車產(chǎn)業(yè)中推出一項稱為「可編成邏輯控制器」（Programmable Logic Controller，PLC）的裝置，來試圖消弭重新設(shè)計與重新連接硬接線繼電器邏輯所衍生的相關(guān)成本。由于汽車產(chǎn)業(yè)在導入PLC時省下驚人的成本，使得此裝置開始大受歡迎。
中期：個人計算機 PC
在30年前，辦公室的計算工作全靠微型計算機及大型計算機主機系統(tǒng)完成。多數(shù)計算機都是獨立的，但有些人開始試驗將幾臺計算機建構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，來執(zhí)行簡單文字處理、或是電子表格，發(fā)展出的軟件每套的授權(quán)費用都超過10,000美元，內(nèi)存與儲存裝置極其昂貴，而且數(shù)量非常缺乏。之后Apple、IBM、及多家制造商發(fā)展出簡單便宜的“個人計算機”。到了90年代末，PC 已經(jīng)成為全世界商業(yè)及制造業(yè)計算的標準配備。
隨著個人計算機的價格越來越便宜、內(nèi)存及處理器的能力越來越強，可靠度變得越來越重要。到了 2000 年初，這些研究發(fā)展成一種稱為 PAC (Programmable Automation Controller) 的可編程自動化控制器。ARC Advisory Group 的Craig Resnick是這個名詞的創(chuàng)造者，也就是以個人計算機式的架構(gòu)，來取代梯形圖邏輯可程序的PLC。他在 2002 年寫到，PAC 包括：在單一平臺上可執(zhí)行邏輯、運動、制程控制功能，只需單一開發(fā)工具、單一數(shù)據(jù)庫及相同的卷標(tag)即可滿足不同的應(yīng)用需求。也能提供跨機臺或跨制程單元的軟件工具，以開放式、模塊化的架構(gòu)，采用標準的網(wǎng)絡(luò)接口、程序語言，不同廠商的系統(tǒng)也能彼此交換數(shù)據(jù)。
相較于傳統(tǒng)的PLC舊式設(shè)計，PAC 優(yōu)點包括：可連結(jié)一般網(wǎng)絡(luò)，提供與無線網(wǎng)絡(luò)及工業(yè)網(wǎng)絡(luò)(Fieldbus)的連結(jié)性；支持多種通訊協(xié)議；具備高運算效能的CPU；可使用商用的操作系統(tǒng)，如:DOS、Linux、Windows CE等；提供超大的內(nèi)存與數(shù)據(jù)儲存空間；可用單一平臺同時進行控制SCADA / HMI；提供更高性能的控制算法；可進行大量的數(shù)據(jù)處理；可開發(fā)客制化的控制函數(shù)庫；可進行復(fù)雜的過程控制模擬。事實上，在以前或現(xiàn)在凡是使用到硬接線繼電器、模擬控制器、或 PLC 的各種應(yīng)用，PAC 都能派上用場。當然，有少數(shù)幾個例外，譬如需要非常快速運動的控制、或是安全裝置系統(tǒng)（SIS）。
嵌入式運算大變革
PAC的誕生是「嵌入式運算」普及化的結(jié)果，所謂「嵌入式運算」的普及化也就是幾乎每臺裝置都內(nèi)建處理器。事實上，PAC就是專為工業(yè)自動化應(yīng)用所設(shè)計的嵌入式控制器。
因此，隨著嵌入式運算市場持續(xù)成長，不僅帶動PAC市場的蓬勃發(fā)展，同時，嵌入式運算的最新技術(shù)也能夠應(yīng)用在PAC嵌入式控制器上。選擇使PAC 與選擇PLC、或選用桌上型計算機的PC，在操作使用上非常類似，首先您必須選取硬件及操作系統(tǒng)，接著還需要選取搭配的外圍裝置；最后選取 PAC 所要執(zhí)行的應(yīng)用程序。PAC勝過PLC的最大優(yōu)點在于，大部份的程序設(shè)計師精通使用這些高級語言來編寫程序，懂得使用梯形圖的就相對少多了。 因此，使用 Windows 操作系統(tǒng)的PAC，讓使用者及機械制造商可以受益于龐大的程序代碼數(shù)據(jù)庫。
使用 PAC，您可挑選操作系統(tǒng) (OS)
PAC 皆內(nèi)建 DOS 或 Windows 操作系統(tǒng)，或是提供 Linux OS。 雖然 DOS 現(xiàn)在已經(jīng)不再流行，但還是具備其它操作系統(tǒng)所沒有的一些優(yōu)點。 首先，DOS 并不像 Windows 與 Linux 需要經(jīng)常更新，因此 DOS 式 PAC 撰寫的程序代碼不會過時、或是因為更新與修補而有潛在性的毀損。 當然，DOS 也更具成本效益，讓終端使用者或機械制造商以較低的功率要求操作，散熱的要求也相對降低， 使用 DOS 式的 PAC 更容易達到無風扇 PAC 操作。
另一方面，Windows CE 的PAC 在應(yīng)用、外圍裝置、網(wǎng)絡(luò)通訊上，能將大多數(shù)的 Windows 功能發(fā)揮得淋漓盡致。 Windows操作系統(tǒng)能讓使用者將觸控式面板或平板監(jiān)視器連接到控制器的 VGA 接口上， 事實上，PAC 通常都建構(gòu)成復(fù)合式單元，將顯示器及控制器整合在同一個箱體內(nèi)。
使用者將面板軟件安裝至控制器中，可使用較為低價的平面面板取代觸控式面板。讓以 Windows CE 作為 PAC 的操作系統(tǒng)，也能夠使用一些 DOS 辦不到的特殊模塊，例如：透過以太網(wǎng)絡(luò)及 USB 進行連接。
有了硬件以后，接下來就是軟件。PAC 系統(tǒng)有三種軟件類型， 首先是操作系統(tǒng)，如前所述； 接下來是編程軟件；最后是能在 PAC 上執(zhí)行的應(yīng)用軟件程序。
多數(shù)熟悉PLC 的人員都慣用梯形圖、或 IEC61131-3 的其中一種程序語言。 而多數(shù)熟悉個人計算機的人員則習慣以更高級的程序語言來編輯程序，例如 Visual Basic、C++、Visual C等。PAC能夠兼容梯形圖、結(jié)構(gòu)文本、或 FBD 的 PLC 中心程序語言，并能馬上用來作為 SCADA 系統(tǒng)內(nèi)的“遠程監(jiān)控單元”(remote terminal unit, RTU)，甚至可以執(zhí)行人機接口 (HMI)系統(tǒng)，并在分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中，當作點對點的節(jié)點。
內(nèi)嵌Windows CE 系統(tǒng)的PAC 設(shè)計，搭配使用工業(yè)級以太網(wǎng)交換器，便可以很容易地整合到標準以太網(wǎng)絡(luò)中。
使用Windows式PAC的其它優(yōu)點，還包括在負責操作制造過程控制器的同一臺機械上，執(zhí)行現(xiàn)有的程序及應(yīng)用程序的能力。以PAC整合控制數(shù)據(jù)歷程及HMI相當容易，傳統(tǒng)式的PLC設(shè)計要做到這點就有些困難了。在過去這十年，PAC已經(jīng)用實力證明，可借助市場現(xiàn)有的軟硬件，達到更耐用、更可靠且功能強大并廣為市場接受。
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