可编程自动化控制器常见问题解答

发布日期: Jul 24, 2017 | 0 Ratings | 0.00 out of 5 | 打印

概览

可编程自动化控制器是具有更高性能的工业控制器,在保留了PLC可靠性的同时,更添加了PC的强大的运算能力。阅读本文,了解可编程自动化控制器常见问题解答。

目录

  1. PAC和PLC以及DCS相比有什么不同?
  2. 在构建基于PAC 的现代化工业系统时,需要考虑哪些因素?
  3. NI的PAC与其他的PAC系统相比有什么优势?
  4. PAC会不会取代现在的PLC ?
  5. PAC支持哪些工业总线?其扩展性如何?
  6. 是否可以使用NI PAC构建一套完整的生产管理自动化系统?
  7. 我想进一步了解NI PAC的产品与技术,请问有什么途径?

1. PAC和PLC以及DCS相比有什么不同?

PLC(可编程逻辑控制器)的出现取代了原来的工厂的继电器,一直占据着工业控制的主流地位。然而在当前,人们需要的功能越来越多,例如快速运算、海量存储、与其他硬件平台以及网络的连接等,因而传统的PLC已不能满足所有的控制需求。

PAC(可编程自动化控制器)在2001年由权威咨询机构ARC Group提出。PAC是具有更高性能的工业控制器,在保留了PLC可靠性的同时,更添加了PC的强大的运算能力,为实现高级工业自动化应用铺平了道路。

PAC的概念一经推出,得到了行业内众多厂商的响应。包括NI、倍福、研华等在内的众多知名厂商纷纷推出各自的PAC控制器。而像GE、RockWell 等老牌PLC厂商也陆续跟进,推出了全新的PAC产品。目前PAC产品已经被应用到冶金,化工,纺织,轨道,建筑,水处理,电力与能源,食品饮料,机器制造等诸多行业中。

与PAC和PLC不同的是,DCS(集散控制系统)的核心在于系统网络,它和PLC或PAC的差异类似“系统”和“装置”的区别,系统可以实现任何装置的功能与协调,而装置只实现本单元所具备的功能.。在实际应用中,我们可以采用PLC和PAC构成DCS网络,并将网络中的复杂控制交给PAC完成。

 

至页首

2. 在构建基于PAC 的现代化工业系统时,需要考虑哪些因素?

无论您是在考虑升级现有的工业控制器还是准备构建一套全新的工业系统,您都需要考虑以下几点因素:

-、控制系统的循环速率(Loop Rate):无论是采用开环控制还是闭环控制系统,您都需要考虑系统的循环速率。工业系统的一个循环周期通常包括采集、分析处理和控制输出三个环节,而循环速率则由输入的采样率,控制器的运算速度以及输出的刷新率所决定。

二、分析和控制算法的应用:当获取来自工业现场的各种信号之后,需要应用相关的分析算法提取信号中有用的信息,用以实时监测和故障诊断等应用。不仅如此,分析的结果还可以作为控制系统的判决条件,通过合适的控制算法,实施决策性的控制,确保控制应用的稳、准、快。在开发合适的算法时,还需要考虑如何能将算法快速应用到物理I/O上,获取实际的运行结果。

三、与现有工业系统的连接:工业系统通常牵涉到多种工业设备的协同工作,所以控制系统必须能够与各种传感器,以及现有的工业设备进行快速连接,以确保已有的投资。

在选择PAC平台时,不仅需要考虑处理器以及I/O的性能以满足系统对循环速率的要求。更重要的是,选择一个合适的PAC开发平台,发挥其强大的软件能力,确保控制的性能和系统的连接性。

 

至页首

3. NI的PAC与其他的PAC系统相比有什么优势?

作为基于计算机的测量与自动化技术的领导者,NI一直致力于将全新的科技带入工业领域。从处理器、I/O到开发软件,NI PAC均提供了高性能的产品供您选择。

NI PAC集成了工业实时的处理器和基于FPGA的硬件级的处理器,满足您对于高速工业控制应用的需求。常见的工业控制系统的循环周期一般为毫秒级,工业实时处理器则能提供微秒级的响应时间,而采用基于FPGA的NI PAC系统,能够在一秒钟内实现超过400亿次的运算,以及百万次以上的PID闭环控制,从而获得纳秒级的时间确定性。在高性能处理器的平台上,NI还提供了丰富的I/O模块可供选择,涵盖模拟、数字、总线通信以及其它可自定义的I/O,可以实现高达800kS/s的模拟采样速率,100kS/s的输出刷新率以及10M的高速数字I/O通信速率等。

更重要的是,配合高性能的硬件平台,NI还提供了图形化的编程软件LabVIEW作为PAC的软件开发平台,可以针对多种工业处理器进行开发,并能够满足用户对高级算法应用以及与现有工业系统连接的要求。

LabVIEW中内置了丰富的分析和控制的算法供用户选择,并能快速在硬件上实现。如下图所示,在LabVIEW图形化的开发平台下,算法的实现能够直观的对应于系统的框图,从而工程师得以快速完成代码的开发。

不仅如此,在LabVIEW的平台下您还可以非常方便地集成各种工业总线,并通过OPC Server快速连接到现有的PLC系统。此外,LabVIEW还提供了对机器视觉、运动控制以及人机交互界面(HMI)等硬件的支持,确保工程师在统一的平台下完成对整个工业系统的开发。

 

至页首

4. PAC会不会取代现在的PLC ?

PAC诞生的目的是为工控系统添加更高的测量和控制性能,所以它不会取代现有的PLC系统,并且能够作为您升级现有系统的首要选择。

在对PLC系统进行升级的时候,首要考虑的是对于PLC系统的连接性,NI的PAC平台能够通过NI OPC server或多样的工业总线连接到几乎所有的现有PLC系统,确保您已有的对于PLC系统的投资,并将PAC高速模拟量的输入输出,多平台的联合工作、大容量存储能力、复杂高确定性的控制等性能添加到系统中。

例如:I2S钢铁公司需要在生产线上实现对钢板的厚度的精确测量和轧钢控制,原有PLC系统采样率无法满足要求,NI CompactRIO则以800k/s的模拟采样率和200k的PID循环速率胜出。

 

至页首

5. PAC支持哪些工业总线?其扩展性如何?

PAC能够方便地连接到多样的控制设备,确保您已有的投资,同时方便升级和扩展。

NI PAC平台可以直接连接到串口、以太网、CAN、CANopen、DeviceNet、FOUNDATION Fieldbu、PROFIBUS、I2C/SPI、EtherCAT等工业总线。还可以通过第三方的Gateway连接到AS-Interface、CC-Link、ControlNet、EtherNetIP、FIPIO、InterBus、LonWorks、Modbus Plus、PROFINET I/O等工业网络。

不仅如此,NI PAC平台的开放性还体现在与视觉系统,PDA远程控制,HMI人机交互等多样的连接性上,从而保证未来对于系统升级和扩展的需求。

 

至页首

6. 是否可以使用NI PAC构建一套完整的生产管理自动化系统?

是的。NI 的PAC平台不仅可以方便地集成到各种工业网络中,还能够以NI LabVIEW为架构,快速组织成一套完整的企业监控网络。

通过工业网络,用户可以在主控制器中将通过PAC传输来的数据进行快速处理、显示和分析,实现多点记录和监控功能。并完成快速的企业数据库连接、历史数据的记录和报警、安全管理机制(加密)、专业的工业界面设计工具、Word/Excel/Html报表生成以及网络发布的功能,从而构建一个完整的监控系统。

例如:世界第五大石油集团——墨西哥国家石油集团公司采用NI的监控系统及PAC硬件管理原油的运输和分配,实现超过4000个监控点,大于100公里的传输距离、以及对于上千种不同第三方硬件的连接。

 

至页首

7. 我想进一步了解NI PAC的产品与技术,请问有什么途径?

欲了解更多NI PAC产品和技术,您可以采用以下几种方式:

  •  登陆ni.com/pac/zhs,查看更多关于NI工业自动化行业应用案例,最新技术,以及PAC平台硬件的详细介绍;
  •  在线报名(ni.com/china/events)参加针对PAC应用的研讨会;

至页首

Bookmark & Share


Ratings

Rate this document

Answered Your Question?
Yes No

Submit