小型耐用的可編程邏輯控制器(PLC),是邏輯控制領(lǐng)域發(fā)展最快的一類產(chǎn)品,而可編程自動控制器(PAC)的功能與PLC類似,只是PAC還帶有幾種不同的可選功能。
Schneider Electric公司的Tele-mecanique Twido Nano PLC,
可以控制那些水果及蔬菜加工廠的輸送和包裝生產(chǎn)線。
你需要選用一套微型PLC,還是一套PAC(可編程自動控制器)?它們之間的區(qū)別在哪里?如果你確實想選用一套可編程邏輯控制器,那么什么叫做微型PLC呢,原來那些傳統(tǒng)的名稱還適用嗎?
也許有時用戶不但要考慮到控制器的功能性(這些功能性是由自動化設(shè)計所決定,并通過相應(yīng)實施得來的),還需認識到對于系統(tǒng)的正確使用、維修和升級,往往比選用控制器的種類更為重要。至于要評估系統(tǒng)的處理規(guī)模,那些諸如輸入/輸出(I/O)點數(shù)的傳統(tǒng)衡量方法已經(jīng)不再適用;用戶僅僅需要關(guān)注,"那些為滿足相關(guān)應(yīng)用而需要的各項功能"可否達成,而輸入/輸出(I/O)點數(shù),只需為“系統(tǒng)將來可能的擴展”稍微放大一點即可。
通常來說,PAC在形式上與PLC很相似,功能上有經(jīng)過工業(yè)化加固的基于PC的邏輯和其他處理能力,但是,PAC比PLC更加開放、更容易掌握、同時還具備內(nèi)置的通訊功能、編程也更為靈活。
即便如此,PLC在用戶使用的容易程度方面、通訊功能方面以及其他功能方面,繼續(xù)保持其領(lǐng)先地位。2004年中期,ARC咨詢集團就指出,“目前,PLC已經(jīng)成為一種使用得如此普遍的商品,以至于連PLC的制造廠商都無法知道,那些通過分銷商銷售的nano(毫微)型PLC和微型PLC,他們的最終用戶究競是誰?”CONTROL ENGINEERING 2004年11月的PLC專題研究也曾指出,“微型和中型PLC是安裝使用的最為廣泛的類型?!?
Panasonic Electric Works(美國)有限公司(前Aromat,NAiS公司)資深技術(shù)支持專家Sydney Brooks先生說,小型化PLC功能緊湊的特點,在幾年前幾乎沒有聽說過。但今天像該公司最新緊湊型磚式PLC,其I/O卡槽排放在PLC的上部;且配備有八個內(nèi)置的高速計數(shù)器,可用于編碼器、接近以及光電傳感器,而相比之下,其競爭對手的產(chǎn)品平均下來,只有兩個同類計數(shù)器而已。
Wago產(chǎn)品經(jīng)理Mark DeCramer先生說,“與其他類型的PLC一樣,絕大多數(shù)微型PLC都已采用IEC 61131-3的編程標準,而該標準定義了一種標準化的指令集,數(shù)據(jù)類型,以及編程環(huán)境?!彼€補充說,大家對這種標準的很多優(yōu)點經(jīng)常是熟視無睹,比如說“可重復(fù)使用的代碼,獨立于處理器的編程環(huán)境,可在不同品牌的PLC之間通用的編碼手操器,用戶更快的掌握速度?!比绻隳壳安辉谑褂糜蒊EC 61131-3編程標準所支持的微型PLC,那么你在微型PLC硬件上省下的金錢,將花在額外的工程實施及人員培訓(xùn)之上。
采用PAC還是PLC,或者兩者兼用?
National Instruments公司數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品經(jīng)理Gricha Raether先生建議大家,用戶應(yīng)該根據(jù)具體的應(yīng)用場合,來決定是采用PLC還是PAC(或者兩者兼用)。
Raether先生說,“今天的控制處理過程,很大程度上依賴包羅萬象的信號和數(shù)據(jù),其涵蓋的范圍包括模擬及數(shù)字輸入輸出設(shè)備、高分辨率高速的攝像機、以及多軸運動控制器。”“很多應(yīng)用場合,比如高速生產(chǎn)線、實時的機械狀態(tài)監(jiān)測、高精度控制、以及復(fù)雜過程控制,他們往往需要在確定的時間間隔內(nèi),執(zhí)行完成高速的數(shù)據(jù)采集、先進的數(shù)據(jù)分析以及處理算法?!?
Raether先生補充說,高端的PLC可以滿足上述部分要求,然而,工程師們?yōu)榱四軌蚋咝У靥幚磉@些信號,他們需要一些可供計算的資源,如浮點處理器以及足夠的內(nèi)存。PAC就是將這些有現(xiàn)貨供應(yīng)的硬件與實時操作系統(tǒng)集成在一起,為控制工程師提供一種低成本高效益的工作平臺。NI公司的產(chǎn)品中包含了PAC和邏輯處理板,但未包含PLC。
對于North Eastern Ohio 有限公司-這家專業(yè)生產(chǎn)自動油漆設(shè)備的制造商,他們的Artomation
系列產(chǎn)品,提供了包括"Wago I/O模塊和基于以太網(wǎng)的微型PLC"在內(nèi)的自動化系統(tǒng)。

Schneider Electric公司的低端控制產(chǎn)品首席專家及組長-Tim Roberts先生說,當用戶在選擇“更為小型的PLC,還是更為大型的PAC”時,主要考慮的是實際應(yīng)用中的處理規(guī)模和范圍,然后才能決定,一套類似于‘nano PLC’這樣的小型PLC是否合適?最后得出的結(jié)論往往是,一套nano PLC對于復(fù)雜的機械方面的應(yīng)用還比較合適,而一套PAC則更加適用于復(fù)雜的過程控制。Roberts先生補充說,“如果初步認為一套更為小型的PLC,可以適用于此處應(yīng)用場合的話,那么下一步就應(yīng)該判斷,該類PLC是否有足夠的I/O點數(shù)(離散量和模擬量),是否有PID回路的處理能力,是否有足夠的內(nèi)存和通訊處理能力,是否有足夠快的處理速度。如果安裝空間不是很大的話,那么同樣還需考慮系統(tǒng)硬件的物理尺寸?!痹趯嶋H的應(yīng)用中,當今小型控制器的優(yōu)勢和適應(yīng)性已經(jīng)展現(xiàn)出來。
自動噴漆
North Eastern Ohio有限公司(一家自動化油漆機器的OEM廠商),需要一種帶有數(shù)字和模擬輸出的、對多軸運動進行近乎于實時協(xié)調(diào)控制的自控系統(tǒng)。該系統(tǒng)的優(yōu)先配置中包含有運動專用卡和I/O卡,它們又安裝在一臺運行實時的、基于UNIX操作系統(tǒng)的工業(yè)PC機中。相關(guān)代碼駐留在PC機和運動專用卡中。
雖然基本系統(tǒng)早已安裝成型,但由于在使用的過程中,經(jīng)常會增加一些基于I/O的邏輯功能,如油漆填充這類的、可獨立操作的、非自動機械類的功能,所以系統(tǒng)需要不停的升級,才能夠維持既有的運動控制平臺。新的應(yīng)用場合將“基于以太網(wǎng)的、功能卓越的運動控制器”,“微軟公司W(wǎng)indows平臺的PC機”以及“Wago以太網(wǎng)可編程現(xiàn)場總線耦合器”結(jié)合在一起。Digital Coating Devices Inc公司的Automation系統(tǒng),就提供并集成了控制器和HMI(人機界面);該公司的產(chǎn)品開發(fā)副總裁-Chuck Greene先生簡單描述了此類應(yīng)用帶來的好處:
● 由于運動控制器是由相同廠家提供,因此運動控制的相關(guān)軟件不需修改;
● 使用微軟公司W(wǎng)indows平臺的PC機,將PC機的成本降低50%以上;
● Wago I/O連接器通過Modbus 協(xié)議,直接為運動控制提供通訊。由于使用標準設(shè)備,I/O模塊的成本降低10~20%。同時,有多達40%的機器類控制系統(tǒng)需要擴展的I/O連接器,而使用電源配給模塊,在現(xiàn)場使用任何的電壓等級都可將其納入原有系統(tǒng)。可實現(xiàn)與多種現(xiàn)場設(shè)備之間的通訊,其中包括RS-485。