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如何在PLC和PAC的性能差异中做出选择

虽然可编程逻辑控制器(PLC)已经存在了超过40年,但是最近的发展仍旧为PLC的能力带来了巨大的提升,使PLC和可编程自动化控制器(PAC)之间的差异越来越不明显。这两类产品之间是否仍旧存
关键词: PLC PAC
时间:2013-08-02 16:01 来源:物联网在线 作者:IOTer 点击:

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        虽然可编程逻辑控制器(PLC)已经存在了超过40年,但是最近的发展仍旧为PLC的能力带来了巨大的提升,使PLC和可编程自动化控制器(PAC)之间的差异越来越不明显。这两类产品之间是否仍旧存在差异?针对特定的应用场合,用户应该如何在PLC和PAC的性能差异中做出选择才能实现最佳的解决方案?
        介绍一点背景知识能够让我们更好地讨论这个问题。PLC诞生于二十世纪六十年代,用来替代继电器系统。从概念上来讲,PLC与继电器很类似,采用梯形图逻辑,而梯形图逻辑正是模拟工程师的布线图,可以替代实际的继电器和计时器以及两者之间的连线。早期的PLC要求使用专用的端子进行编程,而且内存空间很有限,还不支持远程I/O。
        到了二十世纪八十年代,开始引入PC软件对PLC进行编程,编程更加快速,还能够实现比早期更多的功能。从那时开始,很多新技术开始应用在PLC上,极大地扩展了其应用能力。
        对于自动化市场来说,PAC是新兴之物,这个术语由一家市场研究公司ARC于2001年首创。那时,对于PAC和PLC之间的区别大家各执一词,有些用户认为PAC仅仅是一种市场推销说辞,意味着更加高级的PLC,而另一些用户认为在PLC和PAC之间是有一些本质区别的。无论如何,与其定义PAC是由什么组成的,倒不如让用户明白这两者分别更加适合于哪些应用领域。
        明确用户需求
        大多数供应商的产品线都包括多种PLC和PAC,针对具体应用选择合适的产品往往并不轻松。
        典型的PLC特别适用于设备控制,不仅简单而且高速。这些PLC的共性特点包括简单的程序执行扫描、有限的内存空间以及聚焦于离散I/O的开/关控制。
        另一方面,PAC更加针对于复杂的自动化系统架构,包含一定数量的PC软件应用程序,如人机界面(HMI)功能、资产管理、历史数据、APC(先进过程控制)等等。PAC也比较适合于具有繁复要求的过程控制应用场合,例如PAC更加适用于控制模拟I/O和相关的控制功能。PAC在编程方面提供更加灵活的选择,更大的内存空间、更好的协同工作能力以及更多的功能。
        因此,如果项目采用的是擅长于离散开-关控制的梯形图逻辑架构,那么如果要扩展此PLC,使其获得一些原本不具备的能力(例如增加模拟控制能力)通常是比较困难的。对于老式或者低端的PLC,为了实现一些超出PLC能力范围的功能,就通常需要添置额外的硬件板卡,这些功能包括多个组件的网络互连、大规模过程控制以及精密的数据操控能力,而且也仅限于这些功能了。
        为了满足对于PLC功能的更多要求,生产厂商也确实做出了反应,例如,老式的PLC仅仅能够与相对少量的PID回路进行通讯,通常是16个,而新型的PLC能够与上千个这种回路进行通讯。新型的PLC通常具有多种通讯端口,而且比老式PLC的内存多了实在不止一点(见图1)。


图1  PLC系统架构。新型的PLC提供了更多的通讯选择,通常通过添加板卡实现。资料来源:AutomationDirect公司。

        另一方面,PAC具有更加开放式的架构,而且其模块式的设计更加便于与其他设备、网络和企业系统实现通讯和协同作业。它可以轻松地实现通讯、监控、跨网络和设备进行控制,因为它们都采用了标准的协议和网络技术,例如以太网、OPC和SQL。
        PAC针对于不同应用领域采用同一种平台,包括运动控制、离散控制和过程控制。而且,PAC的模块化设计简化了系统扩展过程,增加或者移除传感器和其他设备非常容易,通常无需更改连线。有了这种模块化设计,增加监视和控制,以及有效地对上千个I/O端口进行监视和控制就很容易,这是PLC力所不能及的。
        PLC和PAC之间的另一个关键差异就是PAC提供了标签编程能力。使用PAC,可以使用唯一的标签名数据库进行程序开发,使用一套软件包就可以对多种模型进行编程。标签或者描述名可以与功能特性关联,进而与特定I/O或者内存地址关联。这使PAC的编程过程非常灵活,非常适合于大型系统的开发。
        选择权在你手中
        对于简单的应用,例如控制一台基础的设备,PLC比PAC更加合适。同样,对于主要采用离散I/O的应用场合,PLC也比较合适——除非还有额外的要求,例如大量的数据处理和操控要求。
        如果项目应用包括对于大量模拟I/O端口的监视和控制,那么PAC是更好的选择。如果项目覆盖整个工厂或者车间,这时通常都需要对大量的离散I/O进行操作,包括大量的循环控制——对此,PAC比PLC更加合适。
        分歧在于当项目不算很简单也不算很复杂时,这种场合高端PLC和低端PAC都能够胜任。通常最后的决定性因素都不是项目应用的核心需求。这些因素包括但不仅限于,两者的既往应用经验、价格、本地支持程度以及预期的未来增长和变化。
        一旦在PLC或者PAC之间做出了最终的抉择,用户通常有很多产品可选,哪怕仅仅考虑一个供应商也是如此。因为PLC和PAC通常都是家族式设计,这意味着从较少的I/O数量到大型的系统能力,通常有一系列的产品可选,随着支持I/O数量和价格的增加,通常PLC和PAC的特性和功能也更多。
        功能差异
        PLC和PAC之间的分界线已经不那么清晰了,但是由于PAC具有更多的功能和性能空间(表1),所以仍旧有一些应用场合钟情于PAC。如下是一些实例:
        ■ 从编程角度来讲,PLC的程序空间和地址是固定的。而PAC允许标签命名,用户可以在编程的过程中对数据类型进行定义。这确保了极大的灵活性,特别是在进行系统扩展的时候。


表1   与PLC相比PAC所具有的优势

        ■ 很多高端PLC具有非常优秀的执行速度,而PAC则提供了更多的I/O容量和用户内存空间,适用于更加大型的工程和更大尺度的系统。如果系统覆盖了工厂的多个区域,那么这种优势通常会使PAC成为更合适的选择。
        ■ 高级PLC增加了通讯和数据操控选项,而PAC则提供更多的内嵌功能,例如USB数据存取端口、用来浏览系统数据和数据记录文件的网络服务器以及用来实现用户界面和诊断功能(图2)的LCD显示器。


图2 PAC系统架构。与PLC相比,PAC提供更多内置的能力,例如USB数据存取、先进过程控制以及多个以太网和串行通讯端口。

        ■ PAC的设计使其能够与SQL和其他数据库更加紧密地结合。它们通常是过程控制应用的最终选择,因为它们还能够提供其他优势,例如用于更高精度的测量作业的标准16位解析度。
        现代PLC和PAC有很多相同的特性,在很多应用中都可以通用。
        最终的选择会取决于给定的应用特点和企业环境等因素,包括功能需求、未来扩展计划、企业/供应商关系和对于这两种自动化平台的既往使用经验。

标签:PAC,PLC,继电器,离散I/O,自动化系统,  (责任编辑:ioter)


本文链接如何在PLC和PAC的性能差异中做出选择
http://c.iot-online.com/PLC/2013/080224472.html
 
 
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