當今的自動化技術發(fā)展迅速，正處于一個快速變革的時代。從半導體到消費類電子產(chǎn)品、再到汽車和航空制造業(yè)、以及輕工業(yè)和物流行業(yè)等多種不同的工業(yè)領域都面臨著日益激烈的全球競爭壓力，他們需要進一步降低成本、縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，并能夠迅速完成產(chǎn)品的更新?lián)Q代。而采用最新的自動化技術正是解決這一系列問題的有效手段。
如今工控市場上PAC作為最新自動化技術顯得異常炙手可熱，在這里筆者先談一點對PAC概念的理解和對PAC產(chǎn)品的看法。最后介紹一下國內(nèi)組態(tài)軟件紫金橋對PAC產(chǎn)品的支持。
一、PAC概念的提出
PAC是2001年由ARC咨詢集團的高級研究員Craig Resnick提出的，定義如下:
1. 具有多重領域的功能，支持在單一平臺里包含邏輯、運動、驅(qū)動和過程控制等至少兩種以上的功能。2. 單一開發(fā)平臺上整合多規(guī)程的軟件功能如HMI及軟邏輯, 使用通用標簽和單一的數(shù)據(jù)庫來訪問所有的參數(shù)和功能。3. 軟件工具所設計出的處理流程能跨越多臺機器和過程控制處理單元, 實現(xiàn)包含運動控制及過程控制的處理程序。4. 開放式, 模塊化構(gòu)架, 能涵蓋工業(yè)應用中從工廠的機器設備到過程控制的操作單元的需求。5. 采用公認的網(wǎng)絡接口標準及語言，允許不同供應商之設備能在網(wǎng)絡上交換資料。
二、PAC技術的發(fā)展趨勢及其技術特點
PAC技術是一種新型的控制技術，與PLC相比，具有開放的體系結(jié)構(gòu)和優(yōu)秀的互操作性、靈活性；與PC相比，又具有更高的穩(wěn)定性和更好的實時性，因此能更好地滿足現(xiàn)代工業(yè)自動化的要求，是目前工業(yè)自動化領域研究的熱點之一。
1、PAC控制技術產(chǎn)生的背景
自20世紀70年代，PLC取代了原有的繼電器控制系統(tǒng)以來，被廣泛地使用到各種控制系統(tǒng)中，成為自動化領域中極具競爭力的控制工具。其優(yōu)勢為：高可靠性和穩(wěn)定性。但傳統(tǒng)PLC的體系結(jié)構(gòu)是封閉的，各PLC廠家的硬件體系互不兼容，編程語言及指令系統(tǒng)也各異，當用戶選擇了一種PLC產(chǎn)品后，必須選擇與其相應的控制規(guī)程，并且學習特定的編程語言。盡管如此，PLC還是在很多工業(yè)應用中被使用。據(jù)來自ARC、聯(lián)合開發(fā)公司（VDC）以及網(wǎng)上PLC培訓資源PLC．net的專家估計，80％的PLC用于小型應用（1～128I／O）；78％的PLC的I／O是數(shù)字的；80％的PLC應用問題可由20條梯形邏輯指令集來解決。但是，如果要在工程中開發(fā)剩余的20％的應用時，我們就不得不突破PLC的限制了。
20世紀90年代，隨著計算機技術的不斷提高與發(fā)展，人們開始考慮使用PC機來進行系統(tǒng)控制，以求通過PC來滿足剩余的20％的應用，給用戶帶來更多的選擇。在許多工程應用中，PC機已能實現(xiàn)原來PLC的控制功能。并且具有更強的數(shù)據(jù)處理能力、強大的網(wǎng)絡通訊功能以及能夠執(zhí)行比較復雜的控制算法和其近乎無限制的存儲容量等優(yōu)勢。但是基于PC的自動化控制也有其不足之處，其設備的可靠性、實時性和穩(wěn)定性都較差，而這3個方面正是在工業(yè)現(xiàn)場經(jīng)常需要克服的問題。
2、PAC控制技術的特點及其優(yōu)勢
由于PC和PLC都有其各自的優(yōu)缺點，因此，人們開發(fā)出了新的控制器來解決20％的應用，并把PLC和PC的特性最佳地結(jié)合在一起。市場調(diào)查公司ARC咨詢機構(gòu)首次采用了PAC或可編程自動化控制器這一術語，它定義了一種新類型的控制器，該控制器是由一個輕便的控制引擎作為支持，并且提供了多種功能的開發(fā)工具。這種控制器結(jié)合了PC的處理器、RAM和軟件的優(yōu)勢，以及PLC固有的可靠性、堅固性和分布特性。在ARC的“可編程邏輯控制器世界概覽”研究中，ARC提出了PAC的5個重要特點。分別為：①多功能性，在一個平臺上至少有兩個邏輯、運動、PID控制、驅(qū)動和處理功能；②單一的多功能開發(fā)平臺使用通用的標記和單個數(shù)據(jù)庫來訪問所有的參數(shù)和功能；③通過結(jié)合IEC61131—3，用戶向?qū)Ш蛿?shù)據(jù)管理，軟件工具能設計出在跨越多個機器和處理單元的處理流程；④開放的，模塊化結(jié)構(gòu)能解決從工廠機器布置到加工車間中單元操作的工業(yè)應用；⑤采用既定的網(wǎng)絡協(xié)議和程序語言標準來保障用戶的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)交換，如TCP／IP，OPC．XML和SQL查詢語言。
三、簡要介紹國內(nèi)外市場上出現(xiàn)的PAC產(chǎn)品
PAC概念提出后得到GE Fanuc公司的積極響應，并陸續(xù)發(fā)布了其PACSystems系列產(chǎn)品RX3i與RX7i。北美PLC主導廠商Rockwell Automation也于2003年11月宣布其ControlLogix和CompactLogix PLC事實上就是PAC。另外，NI、臺灣泓格等公司也都相繼推出各自的PAC系統(tǒng)。
1、GE Fanuc的PAC
PAC操作系統(tǒng)采用通用實時操作系統(tǒng)，如GE Fanuc的PACSystems系列產(chǎn)品即采用通用、成熟的 WindRiver公司VxWorks嵌入式實時多任務操作系統(tǒng)，AC系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)采用標準、通用嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計，這樣其處理器可使用最新的高性能CPU，如PACSystems系列產(chǎn)品的CPU即采用Pentium III 300/700MHz處理器。
PAC系統(tǒng)通常采用標準、開放的背板總線，如PACSystems系列RX7i采用VME64總線；RX3i采用cPCI總線，這兩種總線是目前嵌入式控制領域中流行的總線標準，均可支持多CPU并行處理功能，且由于采用標準開放背板總線，使得PACSystems系列產(chǎn)品可支持大量第三方模塊集成到PACSystems產(chǎn)品中，如CPU模板、通信模板、I/O模板等，體現(xiàn)了系統(tǒng)的開放性、優(yōu)越性。一個典型例子是PACSystems系列可支持2.1G通信速率，使用光纖映射內(nèi)存技術。
中國市場對于PAC系統(tǒng)表現(xiàn)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(tǒng)在中國的定單超過200套。其PACSystems系列產(chǎn)品在GE Fanuc產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中占據(jù)了很重要的位置，它的市場份額逐年擴大。
2、NI公司的PAC-Compact FieldPoint和Compact RIO和Compact Vision System, 前兩者特別強調(diào)的是搭配Labview軟件的, 目前NI公司在測量自動化領域具有相當高的地位, NI的視覺系統(tǒng)則是說明了PAC系統(tǒng)在單一平臺上可以運行視覺/運動控制/人機界面等等能力。
3、研華公司ADAM-5000, ADAM-6000等PAC產(chǎn)品。
研華公司的PAC, 主要是ADAM-5000和UNO系列, 使用80188/80186 CPU，ADAM-5510KW采用的是RTOS搭配KW-software公司的ProConOS軟邏輯運行引擎, UNO系統(tǒng)采用Windows CE.net實時操作系統(tǒng), 也可搭載ProConOS, 軟邏輯編程工具MulitiPROG有別于傳統(tǒng)PLC編程工具, 它在這種平臺上特別針對實時多任務提供給用戶可選的多任務優(yōu)先級別設置, 多看門狗以確保系統(tǒng)的實時性, 這些都是一些有別于PLC/IPC系統(tǒng)的突破, 當然一些想用高級語言編程的傳統(tǒng)IPC用戶, 則可以選用微軟公司的Visual Studio.net(EVC++/VB.net/C#.net)自行開發(fā)。
4、泓格科技產(chǎn)品WinCON-8000基于32位RISC處理器與實時操作系統(tǒng)(RTOS)。泓格的PAC系統(tǒng)以WinCon(Windows CE.net)/LinCon(Embedded Linux)/KinCon(含KW-software)具代表性,為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性, BIOS在RISC系統(tǒng)里稱作BootLoader, 與Windows CE.net的映像文件(image file)是被放置于32MB的Flash ROM里面, 至于其他的驅(qū)動程序/應用軟件/存儲數(shù)據(jù)等等則置放于CF Card內(nèi), 這種設計有別于IPC, 操作系統(tǒng)是可以保證不受病毒感染的, 此外在通訊方面, 此系統(tǒng)可以支持一個以上的乙太網(wǎng)口, 目前非常多的系統(tǒng)里要求遠程監(jiān)控, 這類PAC要連接GPRS modem可以說是輕而易舉, 但是要達到雙向傳輸, 可就不是一件容易的事, 由于WinCon-8000采用的是開放式的架構(gòu), 可以內(nèi)置一些原來IT業(yè)界很好的軟件, 為了突破GPRS在電信運營商在通訊上網(wǎng)關動態(tài)IP的限制, 內(nèi)置了一套iPush信息傳遞引擎, 透過iPush Server, 可以容易的讓用戶透過GPRS modem從遠端下載程序到控制器上, 也可以透過Web service很容易的同時監(jiān)看到所有遠端設備的實時狀態(tài)。
四、紫金橋組態(tài)軟件對PAC的支持
紫金橋組態(tài)軟件支持絕大部分通用的PAC，如完全支持GE Fanuc公司的PACSystems系列產(chǎn)品RX3i與RX7i，包括SNP串行通訊和以太網(wǎng)兩種方式；紫金橋組態(tài)軟件對Rockwell Automation公司ControlLogix等支持也比較好。