1 引言

　　自從arc group提出pac （programmable automation controller）這個(gè)概念以來(lái)，作為近年來(lái)工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)最為重要的發(fā)展趨勢(shì)之一，pac受到了工業(yè)自動(dòng)化業(yè)界及終端用戶的廣泛關(guān)注。筆者試圖在本文里就pac的產(chǎn)生及其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行一些探討，以拋磚引玉。

2 為什么需要使用pac？

　　pac這個(gè)概念的提出是針對(duì)plc（programmable logic controller）的概念而來(lái)，作為一種快速和可靠的解決方案，plc的設(shè)計(jì)滿足了工廠對(duì)于使用環(huán)境和可靠性的要求，而且其編程方式也非常適合機(jī)電工程師的思維習(xí)慣，故plc自問(wèn)世以來(lái)在工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)領(lǐng)域獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷已經(jīng)有20多年的歷史了。目前的plc已經(jīng)不僅限于在邏輯控制的應(yīng)用，一些新一代的大中型plc已經(jīng)具備了比較強(qiáng)大的浮點(diǎn)數(shù)據(jù)運(yùn)算能力和較為豐富完備的通信介面，可以完成今日的系統(tǒng)化與復(fù)雜化的工業(yè)自動(dòng)控制技術(shù)。

　　在當(dāng)前的自動(dòng)化應(yīng)用里，對(duì)工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)已經(jīng)提出了更高的要求，圖1示出了這些要求帶來(lái)的變化。

　　雖然plc業(yè)界已經(jīng)注意到了這一趨勢(shì)，并通過(guò)將pc技術(shù)應(yīng)用于plc產(chǎn)品，直接提供opc server、web server及ieee標(biāo)準(zhǔn)通信接口等，以提供更高的應(yīng)用靈活性。但是受限于傳統(tǒng)plc專屬式的設(shè)計(jì)，其互操作性和靈活性很差（即使是對(duì)于同一品牌的plc來(lái)說(shuō)，也是這樣），并不能完全滿足用戶的如下要求：

　?。?） 傳統(tǒng)的plc均不能提供主動(dòng)的事件通知，系統(tǒng)的集中監(jiān)視管理有賴于服務(wù)器主機(jī)的主動(dòng)定時(shí)查詢;

　　（2） 因?yàn)樵趯?shí)時(shí)信息上的欠缺，要實(shí)現(xiàn)跨plc的事件處理比較困難，且速度延遲，效果不佳;

　?。?） 無(wú)法提供本地直接處理的預(yù)約控制，預(yù)約控制完全有賴于服務(wù)器主機(jī)的集中處理，所以系統(tǒng)當(dāng)機(jī)時(shí)，立刻停擺;

　?。?） 系統(tǒng)的建構(gòu)由于采用了不同供應(yīng)商的多種平臺(tái)，為整合各種不同的專用總線，系統(tǒng)之銜接有賴于第三方提供的opc server或gateway，故其實(shí)施并不是一件輕松和容易的事情;

　　（5） 系統(tǒng)升級(jí)將必須付出重新設(shè)計(jì)的成本和時(shí)間，其不可預(yù)見(jiàn)成本太高;#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

　　（6） 梯形圖程序的設(shè)計(jì)是基于專案進(jìn)行，每一專案均無(wú)法完全復(fù)制應(yīng)用，無(wú)法實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，從而工程設(shè)計(jì)費(fèi)用無(wú)法降低;

　?。?） 現(xiàn)行自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)容量太小，在適應(yīng)新的應(yīng)用需求時(shí)顯得力不從心;

　?。?） 無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)同步遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)傳輸，與pda、手機(jī)的連接比較困難;

　　（9） 需要通過(guò)pc或第三方設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)基于web的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)發(fā)布。

3 什么是pac？

　　雖然從外形上來(lái)看，pac與傳統(tǒng)的plc非常相似，但究其實(shí)質(zhì)，pac系統(tǒng)的性能卻廣泛得多。作為一種多功能的控制平臺(tái)，用戶可以根據(jù)系統(tǒng)的需要，組合和搭配相關(guān)的技術(shù)和產(chǎn)品以實(shí)現(xiàn)功能的側(cè)重，因?yàn)榛谕话l(fā)展平臺(tái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，所以采用pac系統(tǒng)保證了控制系統(tǒng)各功能模塊具有統(tǒng)一性，而不僅是一個(gè)完全無(wú)關(guān)的部件拼湊成的集合體。

　　圖2示出pac的功能定義，綜合業(yè)界專家的意見(jiàn)，所謂pac系統(tǒng)應(yīng)該具備以下一些主要的特征和性能：

　?。?） 供通用發(fā)展平臺(tái)和單一數(shù)據(jù)庫(kù)，以滿足多領(lǐng)域自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)和集成的需求;

　?。?） 一個(gè)輕便的控制引擎，可以實(shí)現(xiàn)多領(lǐng)域的功能，包括：邏輯控制、過(guò)程控制、運(yùn)動(dòng)控制和人機(jī)界面等;

　?。?）允許用戶根據(jù)系統(tǒng)實(shí)施的要求在同一平臺(tái)上運(yùn)行多個(gè)不同功能的應(yīng)用程序，并根據(jù)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，在各程序間進(jìn)行系統(tǒng)資源的分配;

　　（4） 采用開(kāi)放的模塊化的硬件架構(gòu)以實(shí)現(xiàn)不同功能的自由組合與搭配，減少系統(tǒng)升級(jí)帶來(lái)的開(kāi)銷;#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

　　（5） 支持iec-61158現(xiàn)場(chǎng)總線規(guī)范，可以實(shí)現(xiàn)基于現(xiàn)場(chǎng)總線的高度分散性的工廠自動(dòng)化環(huán)境;

　　（6） 支持事實(shí)上的工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，可以與工廠的ems、erp系統(tǒng)輕易集成;

　?。?） 使用既定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，程序語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)來(lái)保障用戶的投資及多供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換。