而對于對工業(yè)控制器來講,，“趨同”是描述市場狀態(tài)和現(xiàn)有特性的最佳詞匯,。“趨同”被定義為：越來越接近,，尤其是在特性或者理念上,。這更適合于定義目前工業(yè)自動化市場上，可編程邏輯控制器（PLC）,、可編程自動控制器（PAC）和工業(yè)PC（IPC）之間的關系,。讓我們近距離觀察一下，不同類型的工業(yè)控制器之間的趨同是如何實現(xiàn)的,。

首先,，Dick Morley發(fā)明了PLC。PLC的發(fā)明和Modicon的創(chuàng)建,，充分展示了什么是真正的創(chuàng)業(yè)天才,，它永久的改變了設備控制的方式。在過去45年間,，這種繼電器的替代品變換了無數(shù)種方式,，已經(jīng)從單純的邏輯計算，轉換為很多自動化系統(tǒng)所采用的真正的多任務處理核心,。

PAC,，該名稱最早于2001年，由ARC咨詢集團公司最先提出,，它在市場上提供了一些有別于PLC的特性,。一方面,，市場仍然存在很多傳統(tǒng)控制器，另一方面,，在工業(yè)控制領域內,，一大批新技術正被應用到控制中。

圖1：AutomationDirect P2000將PAC的強大功能和PLC的模塊化外形和可靠性結合起來,，就是基于PLC的PAC系統(tǒng)的典型例子,。圖片來源：AutomationDirect。

和PAC相關的大多數(shù)創(chuàng)新,，都源于PC技術以及其它商用技術的發(fā)展,，比如1990年代中期移動電話技術的發(fā)展。這些技術的飛速發(fā)展為工業(yè)新產(chǎn)品的革新帶來了契機,。由消費驅動的市場,，突然開始生產(chǎn)同時適應于工業(yè)控制的、體積更小,、價格更低,、速度更快的元器件。最初,，很多部件被認為并不具備工業(yè)品質,，但是這種情況很快就發(fā)生了變化。

實際上,，IPC的出現(xiàn)要早于PAC,，至少在1980年代中期就出現(xiàn)了。第一代IPC體積龐大,、價格昂貴,，比如IBM的IPC，其體積和50馬力的電機產(chǎn)不多,，價格約為10,000美元。但是隨著時間的發(fā)展,，IPC的體積和價格逐步接近,、甚至要優(yōu)于PLC 或 PAC。

由于微軟公司的臺式機操作系統(tǒng),，對于實時控制系統(tǒng)而言,，缺乏足夠的魯棒性或確定性，因此IPC存在的一個問題就是開放系統(tǒng),。解決方法就是創(chuàng)建實時操作系統(tǒng)主機,，這樣就將IPC硬件轉變?yōu)檫m用于工業(yè)應用的高性能控制設備。

在這些不同的平臺之間,，有某些獨特的特性,；但是正如過去幾年我們所見到的一樣,，彼此之間的界線正在加速模糊、逐步消失,。

表1：通用PLC,、PAC與IPC的比較

最新技術的發(fā)展，已經(jīng)使得PLC的功能越來越強大,，遠遠超過了45年前所設計的最原始的繼電器替代產(chǎn)品,。表1所列出的內容，不能代表每種控制器類型的特性,，但是可以從通用角度,，提供一種評估不同類型控制器的參考方法。

以最基本形式出現(xiàn)的PLC,，是很多工業(yè)控制應用的主力軍,，通常可以運行10年甚至更長的時間,，而僅需要很少的維護,。經(jīng)常與專用門陣列處理器和專有通訊協(xié)議配套使用，這些控制器在設備控制和簡單的過程控制應用,，比如水/污水泵站中,，比較受歡迎。它們的梯形圖邏輯編程,，非常適合于控制簡單和復雜的自動化順序控制,，但是在控制邏輯變量和數(shù)據(jù)處理方面則有所欠缺。

由于安裝空間或模塊化的外形較小,，因此PLC在空間受限的情況下,，非常受歡迎。盡管其擴展能力相對受限,，但是由于硬件和編程軟件的成本較低,，因此PLC在原始設備制造商（OEM）和其它應用場合大受歡迎。

盡管程序僅能配置低到中等大小的內存,，但是PLC可以和運動以及視覺系統(tǒng)集成,，以便提供更復雜的控制。

盡管PLC誕生于1960年代,，但是由于現(xiàn)代電子技術的發(fā)展,，為新一代控制器（見圖1）的發(fā)展提供了很好的氛圍。部件更小,、速度更快,、價格更低、而且比以往任何時候都更可靠,。這就使PLC具有以下能力：增加PLC的功能而不會導致價格更高,，或者降低典型高端控制系統(tǒng)的價格而不會以犧牲性能作為代價,，這樣就誕生了以PLC為基礎的PAC系統(tǒng)。

由于PAC發(fā)源于PLC,，繼承了PLC的很多最佳特性,，比如可靠性、緊湊的外形等,，使得PAC可以被稱為基于PLC的PAC,。這可以被看作工業(yè)領域內技術趨同的絕佳案例之一。這些控制器可以滿足從簡單,、低成本的設備控制到具有很多輸入/輸出(I/O)點的大型系統(tǒng)等應用場合的復雜控制,。

最新的技術發(fā)展，促成了基于PLC的PAC的出現(xiàn),。這些技術,，使供應商能夠以比傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)更低的價格，提供性能更好的控制器,。這些控制器中所使用的技術,，也變得更緊湊，使其可以適用于諸多設備控制和其它OEM應用,。

在競爭激烈的市場,，為了滿足OEM廠商設定的設計規(guī)格，很多設備都需要具有較快的掃描速率,。過去,，設備制造商經(jīng)常面臨著這樣一種窘?jīng)r：需要使用PLC系統(tǒng)，以便滿足I/O,、外形等的需求,，但是在性能方面則不得不妥協(xié)。

一般需要采用高端PAC或IPC的替代方案,，以便滿足設計工程師設定的目標,。在很多情況下，由于這些大型控制器需要更大的外殼,，更高的軟,、硬件成本，容易導致整個系統(tǒng)的設計成本急劇上升,。但是，現(xiàn)在已經(jīng)有了解決方案：基于PLC的PAC系統(tǒng),，它可以以緊湊的外形和具有競爭力的價格,，提供用戶所需的性能。

除了完成設備控制,，基于PLC的PAC系統(tǒng),，還可以很好的適應相當復雜的應用場合,。比如，現(xiàn)代PAC能夠掃描成百上千的模擬量通道,，并將數(shù)據(jù)點存儲到集成內存端口上的文件中,，然后通過內置的網(wǎng)絡服務器，經(jīng)由標準的網(wǎng)絡瀏覽器來獲取這些數(shù)據(jù)（見圖2）,。

圖2：PAC控制器提供了強大的功能,，適用于從簡單到復雜的設備和過程控制應用。

這些功能更強大的PAC控制器,，一般包含一個通用的處理器,。還會提供各種標準通訊協(xié)議，使其可以與不同的設備連接,。它們還配置了IEC61131-3標準中所定義的多種編程語言,，這樣就具有大量的控制功能。這些具有中到大型規(guī)模的外形,，采用機架安裝的系統(tǒng),，可以為I/O點數(shù)和內存提供更高的擴展能力。

雖然這些功能使其硬件和編程軟件價格要高于PLC,，但是基于PLC的PAC卻可以為某些特定應用提供更高水平的性能,。

例如，大內存能力,，使其非常適用于創(chuàng)建一維或二維矩陣,，以便在某些詳細的應用場合追蹤產(chǎn)品的數(shù)據(jù)，如質量特性,、運輸數(shù)據(jù),、客戶信息等等?；赑LC的PAC具有標簽名功能,，使其與人機界面/監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集(HMI/SCADA)、OPC服務器,、數(shù)據(jù)庫ERP軟件,，以及運動和視覺應用之間的接口變得更容易。

對于某些更專業(yè)化的自動化和集成領域,，IPC可以帶來特殊效益（見圖3）,。先進的運動控制和視覺系統(tǒng)，是兩個非常好的例子,，因為受益于IPC內置的運動控制功能,，可以實現(xiàn)多軸協(xié)調控制。如果需要利用編程環(huán)境來設計視覺應用系統(tǒng),，那這些優(yōu)點就可以發(fā)揮作用了,。

圖3：通常,，只有最大型和最復雜的應用才需要IPC功能。

IPC處理器,，一般是基于PC,、多核處理器，其通訊選項從本質上講是開放的,，僅有的限制就是通訊協(xié)議需要專門的硬件,。到目前為止，以太網(wǎng)是最常使用的連接方式,，支持的通訊協(xié)議也非常廣泛,，比如EtherNet/IP、ModbusTCP和 Profinet等,。

IPC的編程功能,，是所有控制器中最強大的。不僅提供IEC61131-3編程語言,，還包括基于PC的編程語言,，比如C++、微軟的.NET框架,。正是由于其PC基因,，基于PC的HMI可以配置在同樣的機架上，并在多核系統(tǒng)中運行其專用處理器,。

IPC一般通過總線連接器和I/O點連接,，這樣就實現(xiàn)了分布式控制系統(tǒng)。它們的設計還使其成為市場上最具擴展性的控制器,，通常只會受到總線規(guī)格的限制,。

伴隨著這些廣泛的控制功能和高性能而來的是高價格，無論是硬件還是編程軟件,，價格都比較高,。而回報則是IPC提供了更高的編程內存，而且可以按需擴展,，從而可以提供最好的集成運動和視覺功能,。

盡管很多應用，都跨越了不同分類之間的界線,，但是總有一些特殊的需求,，更適用于某一個平臺。PLC和PAC具有更多的共同點,，最新的硬件技術只是加強了兩者之間的重疊,，從而產(chǎn)生了基于PLC的PAC、以及IPC這一現(xiàn)狀。

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