什么是PAC？

Programmable Automation Controller（可编程自动化控制器）是一种基于微处理器的可编程设备，用于离散制造、过程控制和远程监控应用。这些计算机是制造操作的“大脑”，因为它们能够高可靠性地控制自动化设备。

PAC将可编程逻辑控制器（PLC）的功能与PC的更大灵活性相结合。与PLC相比，它们更容易设置数据收集和与业务应用程序集成。

PLC和PAC非常相似，因为它们都执行相同的功能，并且都采用现代技术。例如，所有自动化系统都使用PLC或PAC来控制每台机器或工位。

PAC一词被认为是ARC咨询集团（ARC Advisory Group）提出的，该集团规定了定义PAC的五项特征：

• 多领域功能
• 单一、多学科的开发平台
• 最大限度地提高机器或流程之间流程的灵活软件工具
• 开放、模块化架构
• 与企业网络的兼容性

ARC提出这个术语有两个原因：首先是为了帮助自动化硬件用户更好地定义他们的应用需求，其次是为了让自动化硬件供应商有一个术语来更清晰地传达他们产品的能力。

尽管每个PAC供应商都有自己的开发环境（IDE）和编程语言，但PAC网络通常基于IP和以太网。

PAC类别

可编程自动化控制器分为以下两类：

1. PAC系统：PAC系统由一个或多个PAC模块组成，每个模块执行特定功能。
2. PAC模块：PAC模块是附加设备，在PAC系统中执行特定的控制功能。常见的PAC模块类型包括模拟I/O模块、数字I/O模块、继电器模块、计数器模块、串行模块、伺服或步进控制器模块、定时器模块和数据采集模块。

许多可编程自动化控制器都包含看门狗定时器、实时时钟、视觉指示灯、复位按钮或浪涌保护。也提供内置电源或内置Web服务器的PAC。热插拔PAC可以在正常运行时安装或卸载。

PAC的特点

PAC具有以下特点：

• 在多个领域（包括逻辑、运动、驱动器和过程控制）上使用单一平台运行。因为单一PAC可以实现所有类型的控制、监控、数据采集、系统扩展和更改的简化。
• 使用单一开发平台，使用通用标签和单一数据库来完成跨各种学科的开发任务。所有开发都使用相同的软件；这个IDE（集成开发环境）缩短了开发时间。
• 紧密集成了控制器硬件和软件：当硬件和软件一起设计时，系统的构建会更简单、更快。此外，一些PAC制造商，例如Opto 22，在其PAC产品中包含了功能相当强大的软件。
• 可以使用软件工具进行编程，这些工具能够设计控制程序，以支持一个“流动”跨越多个机器或单元的过程，将多个领域集成到一个系统中。
• 在开放、模块化架构上运行，这些架构反映了行业应用，从工厂的机器布局到装置操作的流程工厂。由于每个安装都不同，系统必须能够轻松地添加或更改模块。
• 对网络接口、语言和协议采用事实上的标准，允许作为网络多厂商系统一部分的数据交换。
• 提供高效的处理和I/O扫描：PAC的首要任务是高效的监控、控制和数据采集。例如，传统的连续扫描通常不如仅在控制逻辑需要时执行的基于异常的扫描效率高。

PAC架构

可编程自动化控制器（PAC）的设计采用了用户友好的硬件和软件架构，IT程序员更容易操作。

PAC收集、存储和跟踪大量数据的能力意味着它们可以处理预测性维护和运营监控。

• 数据通常通过以太网或USB存储设备存储和访问。
• PAC使用IEC 61131-3编程语言（梯形图、功能块图、顺序功能图、指令列表或结构化文本），有些还包含标准PC编程语言，如C/C++等，因此无论先前的经验或专业知识如何，都可以保持熟悉度，降低编程的学习曲线。
• 编程在一个集成开发环境（IDE）中完成，该环境使用一个单一的、标签名称数据库。这意味着所有定义的变量（标签）都保存在一个数据库中，该数据库被所有软件应用程序使用，例如HMI、ERP系统和视觉应用程序。因此，它简化并减少了编程工作，并使其更容易扩展到更大的系统。

通信标准和网络协议

可编程自动化控制器（PAC）系统使用流行的通信标准和网络协议。例如，以太网是一种局域网（LAN）协议，支持10 Mbps的数据传输速率。

• 传输控制协议/互联网协议（TCP/IP）是标准互联网协议的基础。
• 控制器区域网络总线（CANbus）是一种高速串行数据网络，专为恶劣的电气环境和实时控制应用而设计。
• DeviceNet使用CAN网络协议将工业设备连接到PAC模块。现场总线或PROFIBUS（Profibus International）是一种开放式通信标准，用于工厂自动化、过程自动化、运动控制和安全应用。
• MODBUS（Modbus-IDA）协议是一种开放标准、供应商中立的消息结构，用于智能设备之间的通信。
• OPC基于OLE/COM技术定义了一组标准接口，可被人机界面（HMI）和监控控制及数据采集（SCADA）应用程序重用。
• Java（Sun Microsystems, Inc.）数据库连接（JDBC）允许PAC模块访问外部结构化查询语言（SQL）数据库。

PAC模块的功能

可编程自动化控制器（PAC）模块具有以下吸引人的特性：

• 它包括看门狗定时器、实时时钟、视觉指示灯和浪涌保护。
• 也提供带复位按钮、内置电源和内置Web服务器的PAC模块。
• 热插拔PAC模块可以在PAC系统运行时安装或卸载。
• 面向国际市场的可编程自动化控制器（PAC）模块应符合有害物质限制（RoHS）指令，这是欧盟（EU）的一项指令，要求所有在欧洲销售的电子和电气设备制造商证明其产品只含有极少量的有害物质，如铅和汞。
• 欧盟的废弃电子电气设备法规（WEEE Regulations）旨在鼓励电子电气设备（如PAC模块）的再利用、回收和再生。

PAC的优点

这些明确的特点也描述了在工业应用中使用PAC的关键优势：

• 一个单一的控制器，集成了软件，可以处理多个功能跨越多个领域。
• 模块化设计使扩展更容易。
• 网络和通信能力连接不同的系统，并提供更准确、及时的数据。
• 总系统成本降低，因为集成的硬件和软件成本更低，开发和集成时间减少。
• 模块化设计改善了现金流。
• 广泛的模拟控制能力。
• PAC的尺寸往往更小，更耐用。
• 以计划的周期模式运行

PAC有何不同？

PAC与您现在可能正在使用的硬件在几个方面有所不同。实际上，PAC通过融合传统PLC、DCS和RTU系统的功能，并增加一些PC的功能，扩展了您当前使用的硬件的能力。

• PLC：传统的PLC（可编程逻辑控制器）系统使用梯形图编程，提供基于离散逻辑的输入/输出（I/O）信号控制。
• DCS：DCS（分布式控制系统）传统上提供过程控制、批次控制（根据配方制造产品变体）或连续过程控制。
• RTU：传统的远程终端单元（RTU）提供多种通信选项，用于监控远程资产，如无线电塔或管道。
• PC：基于PC的控制传统上是将计算机上的适配卡连接到I/O，并为控制和通信编写自定义应用程序。

PAC和PLC的区别

可编程逻辑控制器（PLC）和可编程自动化控制器（PAC）是开发和设计的最高效的工业计算机设备，旨在协助和简化制造运营。这些控制器被认为是制造过程的“大脑”，因为它们能够高效可靠地控制自动化设备。

PLC和PAC在很多方面都很相似，因为它们都由共同的特性和功能驱动。然而，随着现代技术的介入，这些设备的功能发生了变化。PLC发明于20世纪60年代末，而PAC是2001年出现的新型自动化行业机器控制设备。

PAC和PLC之间的主要区别在于它们的编程语言。以下是PAC和PLC在功能、特性和能力方面的区别：