PAC

PAC（可編程自動化控制器）的概念是由ARC諮詢集團的高級研究員Craig Resnick提出的，在談到創造這個新名詞的意義時，他認為，“PLC在市場相當活躍，而且發展良好，具有很強的生命力。然而，PLC也正在許多方面不斷改變，不斷增加其魅力。自動化供應商正不斷致力於PLC的開發，以迎合市場與用戶需求。功能的增強促使新一代系統浮出水面。PAC基於開放的工業標準、具多領域功能、通用的開放平台以及高性能。ARC創造了這個詞，以幫助用戶定義應用需要，幫助製造商在談到其產品時能更清晰。”

◆多域功能（邏輯、運動、驅動和過程）——這個概念支持多種I/O類型。邏輯、運動和其他功能的集成是不斷增長的複雜控制方法的要求

◆單一的多學科開發平台——單一的開發環境必須能支持各種I/O和控制方案

◆用於設計貫穿多個機器或處理單元的應用程序的軟體工具——這個軟體工具必須能適應分散式操作

◆一組de facto網路和語言標準——這個技術必須利用高投入技術

◆開放式、模塊化體系結構——設計和技術標準與規範必須是在實現中開放的、模塊化的和可結合的

從PAC的定義可以看出PAC具備的特性，可以完成複雜的功能，並且系統的硬體和軟體無縫集成，提高了控制系統的性能。而要完成這些功能，PLC需要額外的擴展卡才能完成。

編程時，集成的硬體和軟體也是一個優勢，用於PAC編程的集成開發環境（IDE）包括一個所有開發工具共享的標籤名資料庫。PAC使用同一個軟體包來滿足現有的和未來的自動化要求，而不是使用來自不同供應商的多個軟體包。

PAC結合了PC的處理器、內存及軟體，並且擁有PLC的穩定性、堅固性和分散式本質，PAC採取開放式結構，使用COTS（Commercial of the shelt），也就是它是選用市面上已經成熟可用的產品組合成PAC平台，如此一來有幾個好處：第一，產品彼此兼容性高，整合性強；第二，這些已經上市的產品技術都已相當成熟，無論是用戶或組裝者都容易上手；第三，市面上已經成熟的產品在價格上都已相當低廉，在成本控制方面效果十分明顯；第四，使用這些市面上已有的產品，將來升級時也較容易；第五，市場已有的現成產品，各種規格、標準都相當齊全，用戶可視本身需求，快速開發出產品。

人機介面

PAC系統可以使用LO所用的同一個控制器，因此不需要額外的內嵌控制器，即可在HMI中顯示圖形，與大部分控制系統（尤其是在混合和過程式控制制業界）需要連接至控制系統的人機界面（HMI）相比，更具競爭優勢。

更佳的控制運算

在控制方面，PAC提供了較傳統PLC更佳的控制運算，PLC使用的PID控制演演算法在某些程序下並未最佳化。高級控制演演算法不但需要強大的浮點運算處理器，也需要大量的內存，PAC平台可以同時提供這兩項資源。自從全球經濟快速起飛，原料需求大增，價格不斷上升，因此工程師必須將其控制演演算法最佳化，使它不只是簡單的PID控制，以使浪費的情形降到最低。這些複雜的運演演算法往往運用控制設計技術（例如離散邏輯或神經網路），將過程的穩定時間（settling time）減到最短，在這方面PAC提供了很大的幫助。

實時分析能力

在機器監視應用中，來自模擬和數字LO線路的數據必須實時進行擷取和分析，以便有效地偵測到錯誤情況。複雜的常式用來有效地監督機器的狀況，PAC提供了高效率平台，讓此類應用環境可進行實時分析。

安全性更勝一籌

PAC目前鎖定的最大應用領域仍是工控，而來自工廠的實時數據可以令管理階層擁有更豐富的信息資源，以便藉此進行決策，但是要安裝能夠提供工廠數據的系統可能相當困難。企業系統通常會通過0DBC、ADO及XML等標準輸人來自自動化系統的數據。PLC的做法是通過OPC之類的標準提供通信能力，也就是說，必須加入PC才能使用。

數據反饋

通過OPC來取得數據，並且使用ODBC、ADO和XML之類的標準將數據反饋給企業，而PAC可以有效地將工廠數據整合至ERP系統中，讓控制系統能夠直接和外部資料庫通信。而當控制系統連接至資料庫及網站時，安全性的問題開始出現。為了獲得最高的安全性，許多廠商選擇不要將自動化系統與企業連接◇但是大致上來說，連接的優點遠超過安全問題，雖然PLC可以保護它不被工廠的入侵者偷竊，但是PLC難以對抗以乙太網路連接埠未受保護封包為目標的黑客。PAC可以在利用網路傳輸數據之際進行編碼，因此而保護資料。雖然這在今天可能不是關注的焦點，但是在將來，它可能會是影響PAC進駐工廠的主要因素。

一機多用節省成本

就成本配置來看，在小型的數字控制應用中，控制器的價格可能比LO模塊的價格更高。對這些應用環境而言，一個僅控制數字LO線路的微型PLC可能是理想的解決方案。但是，如果系統需要視覺或儀器控制，就必須為這些功能另外購置獨立的控制器。PLC控制器並非為了儀器控制所需的高速模擬I/O或視覺應用所需的高速數據傳輸速度而設計，因此PLC沒有視覺或儀器控制模塊，必須為這些應用配置獨立的控制器，從而提高成本。而以PAC的狀況來看，一部控制器和機架就可以處理數字及模擬LO、動作、視覺及儀器，因此節省多部控制器的費用，每當控制系統需要多重功能時，PAC相比之下成本最低。

穩定運行

在工廠中，震動常常是造成PC死機的原因，這也是PLC的長項，大部分的PLC是採用NEMA封裝。在這種環境中，具備額外冷卻設計、堅固外殼、加強震動及衝撞規格的PXI平台可以提供近似於PLC的可靠性，不過此類的PXI平台上面無法配置硬碟，而用內存來取代，以避免震動所帶來的不穩定。也有部分廠商將軟體刻錄在FPGA上來取代硬碟，如此一來可完全將機械運作排除於PAC之外，增強穩定性。

自動化控制

當廠商改用具變通性的自動化功能來滿足不斷變動的客戶需求時，希望能夠推出模塊化、具有彈性而且可擴展性的控制系統。雖然在LO用途上限制於數字及操作，PLC系統也具各擴展性，但是即使想要加入視覺、儀器管制或高速模擬功能，PAC系統仍然具有擴展性。多部PC可以通過乙太網路連接，並依需求向上下擴展。而在換機時，工廠的工程師必須將關機時間限制在最低程度。當控制系統必須升級，或是要替換I/0模塊時，必須能夠在最短的時間內更換或加人模塊。PLC的模塊化本質能夠達到這個目的。

儲存能力與數字模擬能力

儲存能力也是PAC相對於PLC的優勢之一，傳統PLC僅有控制器的功能，並無內建硬碟或Flash，而PAC被視為PC的延伸，因此Storage的配置早已被視為標準規格之一，因此使用PAC時，可以決定何時、如何記錄數據，以及採用何種格式對於數據進行採集、匯總、整理甚至分析。對於需要使用海量存儲器的高速應用（例如機器狀況監視）而言，擁有高速處理器及海量存儲器是很重要的。因為PAC系統使用的是市面上現有的硬仵，因此PAC控制器可以採用Pentium 4處理器配備1GB內存。

在數字與模擬的處理方面，傳統的PLC是惟一能夠以正確的電壓及電流為工業感測器及致動器提供數字I/O的平台。但是新的模塊提供24V數字LO，最高可達500mA電流驅動及光學隔絕，同時也提供各種功能，諸如看門狗（watchdog）定時器，可程序化的運轉狀態及輸入過濾器，以提高安全性和穩定性，其價格可低到每個通道5美元。傳統上，模擬I/O一直是PC平台的強項，主要是由於POI匯流排的速度。有些PLC提供模擬LO模塊，但是在設置時相當麻煩，而且沒有高解析度及數據流通能力，PAC提供的模擬輸入速度高達每秒2億個樣本，解析度可高達24位。

實時運算快速聯網

在應用部分，高數據傳輸速率一直是在PLC平台上加入視覺功能的絆腳石。今天，模擬、數字及FireWire攝影機的影像捕捉器已經可以供PXI平台上的視覺應用程序使用，無論是要查看汽車零件或驗證藥品的包裝都可。形態匹配、光學字元辨識、色彩匹配、測量及色彩偵測是可以整合至控制程序中許多演演算法的一部分。儀器控制也是PAC鎖定的重點發展對象，燃料處理公司開始將測試功能整合至自動化系統中，為客戶提供一個完整的測試及自動化方案。需要LO的儀器包括數字器、數據來源與任意波形產生器等等，這些I/O類型需要大量的數據流通量，只有PAC平台才能提供。

具各網路功能的PLC在這幾年被炒起來，PLC多採用各式工業匯流排，如Fotndation、Fieldbus、DeviceNet、CAN、Modbus、Ethernet、Profibus及串列埠等來提供連接。而PAC不但作為分散式I/O模塊的中心，也可以扮演受控制者，成為現有系統的一部分，在乙太網路的連接方面，PAC也比PLC要容易。

RT Linux、Pharlap ETS、QNX以及VxWorks都是PAC上常見的實時操作系統，實時系統一向難以用程序設置，當前市面仍以Linux、Windows CE． net、VxWorks為主，其中WindowsCE． net因為最為用戶所熟悉，所以也最為普及，不過穩定性仍是一大障礙。Linux也開始有多家廠商開始採用，至於VxWorks市面上則相當少見。實時控制系統開發工具雖然傳統的梯式邏輯程序設計適合用於設計數字I/0，但是在處理模擬LO、動作或視覺時可能略嫌笨拙。PAC可採用C與C++來作為程序語言，值得注意的是NI的Lab VIEW Real－Time一類的軟體已經改變了工程師對於實時控制系統開發的看法。

雖然PAC形式與傳統PLC很相似，但性能卻廣泛全面得多。PAC是一種多功能控制器平台，它包含多種用戶可按照自己意願組合、搭配和實施的技術和產品。與其相反，PLC是一種基於專有架構的產品，僅僅具備了製造商認為必要的性能。

PAC與PLC最根本的不同在於它們的基礎不同。PLC性能依賴於專用硬體，應用程序的執行是依靠專用硬體晶元實現，因硬體的非通用性會導致系統的功能前景和開放性受到限制，由於是專用操作系統，其實時可靠性與功能都無法與通用實時操作系統相比，這樣導致了PLC整體性能的專用性和封閉性。

PAC的性能是基於其輕便控制引擎，標準、通用、開放的實時操作系統，嵌入式硬體系統設計以及背板匯流排。

PLC的用戶應用程序執行是通過硬體實現的，而PAC設計了一個通用、軟體形式的控制引擎用於應用程序的執行，控制引擎位於實時操作系統與應用程序之間，這個控制引擎與硬體平台無關，可在不同平台的PAC系統間移植，如圖1所示。因此對於用戶來說，同樣的應用程序不需修改即可下載到不同PAC硬體系統中，用戶只需根據系統功能需求和投資預算選擇不同性能PAC平台。這樣，根據用戶需求的迅速擴展和變化，用戶系統和程序無需變化，即可無縫移植。

同樣，作為可利用先進計算機技術高性能控制系統，PAC與PC Control也有著本質區別。

PAC使用實時操作系統，所有系統硬/軟體功能控制由控制引擎和應用程序負責，是實時、確定性控制系統。

PC Control使用普通商業操作系統，系統控制功能屬於操作系統任務的一部分，所有系統硬/軟體功能控制屬於操作系統的一部分，屬於非實時、非確定性控制系統。

PAC控制解決方案，如PACSystems可實現工廠和OEM廠商都需要的優點：

(1)提高生產率和操作效率：一個通用輕便控制引擎和綜合工程開發平台允許快速地開發、實施和遷移；且由於它的開放性和靈活性，確保了控制、操作、企業級業務系統的無縫集成，優化了工廠流程。

(2)降低操作成本：使用通用、標準架構和網路，降低了操作成本，讓工程師們能為一個體現成本效益、使用現貨供應的平台選擇不同系統部件，而不是專有產品和技術；只要求用戶在一個統一平台和開發環境上培訓，而不是幾種；且為用戶提供了一個無縫遷移路徑，保護在I/O和應用開發方面的投資。

(3)使用戶對其控制系統擁有更多控制力：使用戶擁有更多靈活性來選擇適合每種特殊應用的硬體和編程語言，以他們自己的時間表來規劃升級，並且可在任何地方設計、製造產品。

PLC的弱勢：

雖然PLC業界已經注意到了這一趨勢，並通過將PC技術應用於PLC產品，直接提供OPC Server、WEB Server及IEEE標準通訊介面等，以提供更高的應用靈活性。但是受限於傳統PLC專屬式的設計，其互操作性和靈活性限制（即使是對於同一品牌的PLC來說，也是這樣），並不能完全滿足用戶的要求：

◆傳統的PLC均不能提供主動的事件通知，系統的集中監視管理有賴於伺服器主機的主動定時查詢；

◆因為在實時信息上的欠缺，要實現跨PLC的事件處理比較困難，且速度延遲，效果不佳；

◆無法提供本地直接處理的預約控制，預約控制完全有賴於伺服器主機的集中處理，所以系統當機時，立刻停擺；

◆系統的建構由於採用了不同供應商的多種平台，為整合各種不同的專用匯流排，系統之銜接有賴於第三方提供的OPC Server或Gateway，故其實施並不是一件輕鬆和容易的事情；

◆系統升級將必須付出重新設計的成本和時間，其不可預見成本太高。

◆梯形圖程序的設計是基於個案進行，每一專案均無法完全複製應用，無法實現標準化，從而工程設計費用無法降低；

◆現行自動化系統的數據容量太小，在適應新的應用需求時顯得力不從心；

◆無法實現實時同步遠程的數據傳輸，與PDA、手機的連接比較困難；

◆需要通過PC或第三方設備來實現基於WEB的遠程數據發布。

雖然從外形上來看，PAC與傳統的PLC非常相似，但究其實質，PAC系統的性能卻廣泛得多。作為一種多功能的控制平台，用戶可以根據系統的需要，組合和搭配相關的技術和產品以實現功能的側重，因為基於同一發展平台進行開發，所以採用PAC系統保證了控制系統各功能模塊具有統一性，而不僅是一個完全無關的部件拼湊成的集合體。

綜合業界專家的意見，所謂PAC系統應該具備以下一些主要的特徵和性能：

◆提供通用發展平台和單一資料庫，以滿足多領域自動化系統設計和集成的需求

◆一個輕便的控制引擎，可以實現多領域的功能，包括：邏輯控制、過程式控制制、運動控制和人機界面等

◆允許用戶根據系統實施的要求在同一平台上運行多個不同功能的應用程序，並根據控制系統的設計要求，在各程序間進行系統資源的分配

◆採用開放的模塊化的硬體架構以實現不同功能的自由組合與搭配，減少系統升級帶來的開銷

◆支持IEC-61158現場匯流排規範，可以實現基於現場匯流排的高度分散性的工廠自動化環境

◆支持事實上的工業乙太網標準，可以與工廠的EMS、ERP系統輕易集成

◆使用既定的網路協議，程序語言標準來保障用戶的投資及多供應商網路的數據交換

◆美國OPTO22公司的SNAP-PAC-S1過程式控制制器CPU為主頻266MHz、32位、帶浮點協處理器，內存為32M的RAM、8M電池後備RAM、16M的Flash EEPROM,提供強大的處理能力和運算功能。PAC控制器可以同時運行32個任務，現場智能I/O單元完成PID功能，適應實時工業控制、遠程監控、數據採集的要求。能夠處理多種自動控制任務，包括開關量、模擬量、串列數據處理、PID調節。PAC控制器有支持多種通訊協議，帶有2個RS-232介面、1個RS-485介面。PAC-S1 控制器帶有兩個獨立的 10/100M 自適應 Ethernet網路介面，通過軟體配置及可以實 現控制器、智能I/O 處理器的冗餘，也可以通過網路分段的辦法把控制網路和生產管理網路可靠隔離。

◆GE Fanuc公司的PACSystemsRX3i/7i的CPU採用了Pentium III 300/700MHz處理器，操作系統為WindRiver的Vx Works，RX3i為VME64匯流排，RX7i為CompactPCI匯流排；

◆NI公司的Compact FieldPoint的CPU即將升級到Pentium IV-M 2.5GHz處理器，其特色在於整合了測試測量領域中應用非常廣泛的開發平台LabView；

◆Beckhoff公司 的CX1000的CPU為Pentium MMX 266MHz處理器；操作系統為Windows CE .net或Embedded Windows XP；

◆ICPDAS泓格科技的WinCon/LinCon的CPU為StrongRAM 206MHz處理器，WinCon的操作系統為Windows CE .net；LinCon的操作系統為Embedded Linux。

PAC的產生受益於嵌入式系統領域的發展與進步。在硬體方面，有重意義的包括：嵌入式硬體系統設計，其中具有代表意義的是CPU技術的發展；現場匯流排技術的發展；工業乙太網的廣泛應用。在軟體方面則包括：嵌入式實時操作系統；軟邏輯編程技術；嵌入式組態軟體的發展等。試分別說明如下：

◆跟隨摩爾定律的發展，最新的高性能CPU在獲得更高的處理能力的同時，其體積更小、功耗更低，從而在出眾的計算能力以及工業用戶最為關心的穩定性和可靠性方面獲得平衡，使製造廠商有可能去選擇通用的標準的嵌入式系統結構進行設計，擺脫傳統PLC因採用專有的硬體結構體系帶來的局限，使系統具備更為豐富的功能前景和開放性。在現有面世的PAC系統中，被廣泛採用的是低功耗、高性能的SOC (System On Chip) 核心處理器。這裡面既有採用CISC架構的CPU，如Mobile Pentium系列CPU，也有採用RISC架構的CPU，如ARM系列、SHx系列等，當然也有使用MIPS CPU的。綜合比較而言，由於RISC CPU在應用於工業控制系統時所具備的綜合優勢，採用RISC CPU的系統佔據了當前市場所供應的控制系統的多數。

◆經過14年的紛爭，最後IEC的現場匯流排標準化組織經投票，接納了8種現場匯流排成為IEC61158現場匯流排標準。IEC61158現場匯流排標準的最終塵埃落定，使在工業控制在設備層和感測器層有了可以遵循的標準。但是由於這8種現場匯流排採用的通信協議完全不同，因此，要實現這些匯流排的兼容和互操作是十分困難的。其可能的出路是採用已經是通用的國際標準Ethernet、TCP/IP等協議，並使其符合工業應用的要求，而且這種方案最容易被廣大國家的用戶、集成商、OEM及製造商接受和歡迎。

◆通用的嵌入式實時操作系統獲得了長足的發展，並獲得了廣泛的應用。傳統的美國風河公司的Vx Works、PSOS操作系統在高端領域還是有很高的佔有率；另一引人注目的趨勢是微軟公司的Windows CE在推出.net版本以後，有效解決了硬實時的問題，並以其低廉的價格和廣泛的客戶群獲得了用戶的青睞；作為開放源碼的代表，Linux操作系統也推出了其嵌入式版本，並以其在成本、開放性、安全性上面的優勢，獲得一些特殊應用客戶及中小製造商的歡迎。

◆符合IEC-61131-3標準的軟邏輯編程語言的發展，有效的整合了傳統PLC在編程技術上的積累，使廣大的機電工程師可以在基於PC的系統上使用其熟悉的編程方式實現其控制邏輯。另一方面在PAC系統上，工程師也可以使用高階語言實現複雜的演演算法或通訊編程，例如EVC、VC#、JAVA等。

◆在人機界面的部分，一些軟邏輯開發工具均同時提供HMI開發套件，例如ISaGRAF、Micro Trace Mode、KW MultiProg等。如果有更進一步的需求，一些專業的SCADA/HMI軟體廠商也提供針對嵌入式系統開發的套裝軟體，例如組態王公司的嵌入版KingView、Indusoft等。

在可以預見的幾年內，對標準性、開放性、可互操作性、可移植性的要求將是用戶至為關心的自動化產品的重要特徵，作為融匯了IPC和PLC的優點的PAC系統有明顯的優勢。

PAC概念提出后得到GE Fanuc公司的積極響應，並陸續發布了其PACSystems系列產品RX3i與RX7i。北美PLC主導廠商Rockwell Automation也於2003年11月宣布其ControlLogix和CompactLogix PLC事實上就是PAC。另外，NI、台灣泓格等公司也都相繼推出各自的PAC系統。

中國市場對於PAC系統表現了很強的接受能力。

◆僅在2004年第一季度，GE Fanuc就宣布其PAC系統在中國的定單超過200套。其PACSystems系列產品在GE Fanuc產品結構中佔據了很重要的位置，它的市場份額逐年擴大。

◆從Rockwell公司發布的數據我們可以看到中國已成為ControlLogix系統全球第二大市場。

◆研華公司ADAM-5000, ADAM-6000等PAC產品的市場也在逐年上升。

◆泓格科技產品WinCON-8000基於32位RISC處理器與實時操作系統(RTOS)，及其CANopen/DevicNet解決方案，掀起了2006年度中國工控領域的一輪PAC旋風。

可編程自動化控制器（PAC）是將最佳的PLC，DCS和PC技術融合在一個統一的、多功能的單元上，並用於滿足現代工業應用中愈來愈多的複雜要求。

實施一個現代化的工業應用會引出一系列問題，有時甚至是艱巨的複雜要求。比如，眾所周知，典型的控制系統必須接收感測器和激勵發出的信號，但對於許多現代應用，這僅僅是一個開始。先進的控制功能、網路連通性、設備的互操作性及企業數據整合都是工業應用中所越來越強調的。

這些現代化的要求大大超出了傳統基於離散邏輯的可編程邏輯控制器（PLC）對I/O信號的控制。大多數PLC使用梯形邏輯編程，它起源於用來描述控制系統內布局和連接的離散物理繼電器及定時器的接線圖。

對於這一模式的偏離或需要擴展的應用，梯形邏輯編程有些力不從心。例如，數學上的複雜應用，如PID迴路控制應用於溫度控制包括浮點演演算法等。為了執行這些計算， PLC往往須增加獨立和單獨編程的硬體卡。

使用PLC來滿足應用中的網路連通、設備互操作、企業數據整合等要求時可能會遇到問題。這些類型的任務往往更適合PC來處理。

為了在PLC的應用中提供這些功能，需要在獨立PC中運行更多的處理器、網關或轉換器、“中間件”軟體，且企業系統中的特殊軟體必須經常與系統進行整合。

另一方面，一台用於工業環境下的PC能提供大量的現代應用功能，尤其是那些需要聯網和數據通訊功能的。如同將PLC擴容至完成PC的任務，但是，工業用PC需要執行類似PLC的任務如機器或過程式控制制，同樣需要擴展。

例如，一台PC所使用的操作系統大多並不是高性能、確定性工業應用的最佳選擇。附加I/O擴展卡或特殊擴展可能需要融入PC的操作系統中以提供高性能、確定性或類確定性操作。

進入PAC

隨著現代工業應用需求範圍擴大，自動化生產商已經做出積極回應，一項融合PLC類似確定性機器的工業控制設備或擁有靈活配置的過程式控制制，使企業能基於PC系統進行優勢整合的設備誕生。這個設備即被定義為可編程自動化控制器，或者叫PAC。

來自ARC諮詢公司的工業分析家Craig Resnick在2002年首創了“PAC”的定義。ARC創造這一新名詞基於2個原因：幫助自動化硬體用戶更好地確定他們的應用需求；給予自動化硬體商一個更明確的概念用於幫助他們闡述產品功能。

合併PLC和PC技術用於工業控制的想法之前已出現過，但是只有通過如前述的“添加”的方法來實現，其中附加的中間件、處理器與一個或多個PLC協同工作。一個PAC，擁有先進的功能，需要納入設計中。

例如，執行功能包括計數、閉鎖、PID迴路控制、數據採集及傳輸，一個典型的PLC控制系統需要更多的、價格較昂貴的過程硬體。一個PAC則內置了以上所有功能。

PAC的矚目之處在於模塊化的設計和架構，同樣使用開放式的架構提供擴展性和設備及商用系統的互聯性。特別的是，PAC冠以高效處理及I/O掃描的特點，並以多種方式使其能夠融入企業的商用系統。根據ARC，可編程自動化控制器必須符合下列要求：

在多領域中的單一平台上操作包括邏輯、運動、驅動和過程式控制制

採用一個單一的開發平台，使用通用的標籤和一個單一的資料庫用於不同門類的任務開發

無縫集成控制器硬體和軟體

使用軟體工具進行編程能設計控制程序以支持跨越多個機器或設備的“流程”

在開放、模塊化的架構中進行操作反映了工業應用中從設備布局到過程中的單元操作

採用事實上的標準網路介面，語言和協議，使數據交換成為網路化的多供應商系統的一部分

提供高效的處理和I/O掃描

優勢所在

定義一個PAC的典型同時也描述了在工業應用中使用PAC的主要優勢。這些特點包括獨立滿足複雜的要求而PLC需要額外的組件來完成，因為硬體和軟體的無縫集成，改善了控制系統的性能。

集成硬體和軟體在編程時也是一個優勢：集成開發環境（IDE）用於對PAC編程包括所有開發工具均能識別的通用標記名資料庫。PAC使用一個軟體包而不是來自不同廠商的多個軟體包來解決現有及將來可能的自動化需求。

PAC的另一個優勢是控制系統的升級非常簡單。模塊化的處理器硬體輕鬆替換，無需拔下感測器和激勵的接線。由於其小巧的尺寸，一個PAC能為機櫃節省寶貴的空間。

PAC擁有現代化的網路和通信能力，還能實時的獲取信息。這反過來使得數據收集更準確和及時，因此更有商業使用的價值。

至於價格上，PAC能夠提供多種經濟方面的優勢：

1.由於硬體的費用較低，開發和集成所花時間更少，所以控制系統的總成本降低。購買PAC的價格往往比在PLC上增加類似的功能更為經濟。

2. 由於自動化系統的應用範圍（也稱為其專業知識）的延伸，PAC在資產收益率，降低生命周期成本，降低總擁有成本（ TCO ）等方面都有提高。

3. 現金流動得到改善：添加I / O作為單獨的模塊意味著在初始的開發階段只需要最少數量的模塊，剩下的模塊到項目結束前再添加。

RTU和PAC

遠程終端設備(RTU)類似控制器設備，安裝在遠程位置以收集感測器和其他數據。流行了幾十年後，RTU通常被用來作為監控和數據採集（SCADA系統）網路，RTU向SCADA發送數據。RTU從SCADA主控接收信息而操控遠程位置上的現場設備上。

RTU主要在遙遠的地理區域部署，以監測，採集和控制遠程分散設備，如管道、井、起重機、或電信設施等。傳統的PLC在這些類型的應用中不具備天然的通訊功能。另外， PLC一般不提供承受惡劣的野外環境條件，也沒有多數RTU應用中所需的靈活I/O配置。

總的說來，RTU更強調其通訊功能的開發，適用於嚴酷環境，擁有靈活的I/O配置。

然而，傳統的RTU通信能力通常是過時的，因為它們是在私營無線電或租用專線通訊網時期發展起來的。如今開放的，基於IP的有線和無線本地和廣域的網路則更加靈活，而且價格更便宜。由於這一原因，改造現有的RTU或執行新的應用程序時，使用過時的RTU技術在商業或技術上是沒有太大意義的。

相反地，PAC能提供卓越的通信能力，通用I / O選項，寬溫和振動規格，並使用當今領先的通信標準。這些特點使得PAC適合替代傳統戶外RTU，尤其是舊網路，專有網路等由於維修費用增加或過時廢棄的網路。

數據採集

數據採集系統（DAQ）基於PC設備，提供快速的信號採集、基本信號調試、數據保存功能和有限的聯網能力。多數DAQ系統是基於PC，在物理環境或遠程位置上的使用有一定限制。大多數DAQ系統更喜歡呆在實驗室里而非戶外的環境。

PAC提供通用且靈活的信號偵測、調試及多線路。其擁有強大的處理器和大量的內存，獲得的原始數據可以在傳送至資料庫用於其他應用之前進行累加、校對或其他處理（例如，將原始數據轉換成工程單位）。

另外，數據可以保存在本地。由於PAC不是PC ，故不像PC需要較高的成本，它可以在現場應用中隨意部署。所以PAC是個不錯的選擇。

各種工業自動化供應商提供PAC或類似PAC產品。在某些情況下，這些產品更像PLC，，而在其他情況下則更象是工業用PC。如前所述，PAC與這些設備集成，從而使側重PLC或PC功能的設備可能會並不適用於你的應用需求。

在評估PAC或類似PAC自動化控制器時，只需考慮這一經驗方法：為了滿足您的要求，你是否需要添加附加的處理器，網路介面或中間件使得控制器擁有PLC或PC類似的特點？

如果是，查看一下控制器是否更符合如前所述的PAC特點？

對於任何產品，一些廠商可能從業已久。許多供應商引入了新PAC或PAC類似產品，有幾個候選公司，包括OPTO 22，在PAC進入主流的前幾年就已經用出色的銷售業績證明了其強大功能。

在1990年，在PAC概念誕生前的11年，Opto 22引進了PAC雛形—以電腦為形式的硬體設備—mistic控制器。Opto 22 SNAP PAC系統以mistic為基礎，其他PAC設備應用包括半導體處理、原料加工、水和水處理、管道監測等。

總之，PAC提供了一個擁有先進控制功能的緊湊型控制器，網路連接，設備互操作，以及企業數據集成功能，都能在PLC或基於PC的控制器中找到。有了這些功能，PAC在現代工業應用中已經成為滿足各種工業需求不可獲缺的部分。

PAC蓄勢待發

單一的PAC正在多域內進行操作以監測管理生產線，包括化學工藝、測試台、物流等。為了完成以上任務，PAC必須同時管理模擬值如溫度、壓力；數字量閥門的開/關狀態，開關及儀錶；庫存跟蹤和測試設備中的串列數據等。

PAC與OLE交換數據用於過程式控制制伺服器（OPC）、操作界面及SQL(結構式查詢語言)資料庫等。且PAC能同時處理這些任務，無需附加任何處理器、網關或中間件等。

PAC、操作員、工作台、測試設備、生產線、過程感測器、激勵及條形碼識別等一起連接在遍布設備區的標準10/100Mbps乙太網上。在一些實例中，一些無內置乙太網連接功能的設備如溫度感測器等是通過一個中繼乙太網激活I/O單元從而連接在I/O模塊上，再依次與PAC通訊。

使用乙太網，使PAC與遠程I/O模塊通訊，對模擬、數字和串口信號進行讀、寫操作。乙太網同時把PAC和OPC伺服器連接起來，故PAC也可以和類似升降機、臨時工作台等移動設備通訊。

PAC能控制、監測，並與各種設備和系統交換數據，源於PAC與它們使用相同標準的網路技術和協議，包括有線和無線乙太網、IP網路傳輸、OPC及SQL等。

在另一種控制情況中，需要應用到基於的應用層的協議如Modbus、SNMP（簡單的網路管理協議）及通過數據機的PPP(點對點協議)。而PAC能夠滿足這些不同的通訊要求。

在一些工廠實例中，PAC與企業SQL資料庫交換製造、生產及清單數據。這樣依次與幾個關鍵商務系統交換數據，包括企業資源計劃（ERP）系統、總體設備效率（OEE）系統及供應鏈管理（SCM）系統等。因為從工廠車間來的數據不斷由PAC更新，所以整個商務系統的信息是實時、有價值的。