可編程自動(dòng)化控制器（PAC）是將最佳的PLC，DCS和PC技術(shù)融合在一個(gè)統(tǒng)一的、多功能的單元上，并用于滿(mǎn)足現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用中愈來(lái)愈多的復(fù)雜要求。
　　實(shí)施一個(gè)現(xiàn)代化的工業(yè)應(yīng)用會(huì)引出一系列問(wèn)題，有時(shí)甚至是艱巨的復(fù)雜要求。比如，眾所周知，典型的控制系統(tǒng)必須接收傳感器和激勵(lì)發(fā)出的信號(hào)，但對(duì)于許多現(xiàn)代應(yīng)用，這僅僅是一個(gè)開(kāi)始。先進(jìn)的控制功能、網(wǎng)絡(luò)連通性、設(shè)備的互操作性及企業(yè)數(shù)據(jù)整合都是工業(yè)應(yīng)用中所越來(lái)越強(qiáng)調(diào)的。
　　這些現(xiàn)代化的要求大大超出了傳統(tǒng)基于離散邏輯的可編程邏輯控制器（PLC）對(duì)I/O信號(hào)的控制。大多數(shù)PLC使用梯形邏輯編程，它起源于用來(lái)描述控制系統(tǒng)內(nèi)布局和連接的離散物理繼電器及定時(shí)器的接線(xiàn)圖。
　　對(duì)于這一模式的偏離或需要擴(kuò)展的應(yīng)用，梯形邏輯編程有些力不從心。例如，數(shù)學(xué)上的復(fù)雜應(yīng)用，如PID回路控制應(yīng)用于溫度控制包括浮點(diǎn)算法等。為了執(zhí)行這些計(jì)算， PLC往往須增加獨(dú)立和單獨(dú)編程的硬件卡。
使用PLC來(lái)滿(mǎn)足應(yīng)用中的網(wǎng)絡(luò)連通、設(shè)備互操作、企業(yè)數(shù)據(jù)整合等要求時(shí)可能會(huì)遇到問(wèn)題。這些類(lèi)型的任務(wù)往往更適合PC來(lái)處理。
　　為了在PLC的應(yīng)用中提供這些功能，需要在獨(dú)立PC中運(yùn)行更多的處理器、網(wǎng)關(guān)或轉(zhuǎn)換器、“中間件”軟件，且企業(yè)系統(tǒng)中的特殊軟件必須經(jīng)常與系統(tǒng)進(jìn)行整合。
　　另一方面，一臺(tái)用于工業(yè)環(huán)境下的PC能提供大量的現(xiàn)代應(yīng)用功能，尤其是那些需要聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)通訊功能的。如同將PLC擴(kuò)容至完成PC的任務(wù)，但是，工業(yè)用PC需要執(zhí)行類(lèi)似PLC的任務(wù)如機(jī)器或過(guò)程控制，同樣需要擴(kuò)展。
　　例如，一臺(tái)PC所使用的操作系統(tǒng)大多并不是高性能、確定性工業(yè)應(yīng)用的最佳選擇。附加I/O擴(kuò)展卡或特殊擴(kuò)展可能需要融入PC的操作系統(tǒng)中以提供高性能、確定性或類(lèi)確定性操作。

進(jìn)入PAC

　　隨著現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用需求范圍擴(kuò)大，自動(dòng)化生產(chǎn)商已經(jīng)做出積極回應(yīng)，一項(xiàng)融合PLC類(lèi)似確定性機(jī)器的工業(yè)控制設(shè)備或擁有靈活配置的過(guò)程控制，使企業(yè)能基于PC系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)勢(shì)整合的設(shè)備誕生。這個(gè)設(shè)備即被定義為可編程自動(dòng)化控制器，或者叫PAC。
　　來(lái)自ARC咨詢(xún)公司的工業(yè)分析家Craig Resnick在2002年首創(chuàng)了“PAC”的定義。ARC創(chuàng)造這一新名詞基于2個(gè)原因：幫助自動(dòng)化硬件用戶(hù)更好地確定他們的應(yīng)用需求；給予自動(dòng)化硬件商一個(gè)更明確的概念用于幫助他們闡述產(chǎn)品功能。
　　合并PLC和PC技術(shù)用于工業(yè)控制的想法之前已出現(xiàn)過(guò)，但是只有通過(guò)如前述的“添加”的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中附加的中間件、處理器與一個(gè)或多個(gè)PLC協(xié)同工作。一個(gè)PAC，擁有先進(jìn)的功能，需要納入設(shè)計(jì)中。
　　例如，執(zhí)行功能包括計(jì)數(shù)、閉鎖、PID回路控制、數(shù)據(jù)采集及傳輸，一個(gè)典型的PLC控制系統(tǒng)需要更多的、價(jià)格較昂貴的過(guò)程硬件。一個(gè)PAC則內(nèi)置了以上所有功能。
　　PAC的矚目之處在于模塊化的設(shè)計(jì)和架構(gòu)，同樣使用開(kāi)放式的架構(gòu)提供擴(kuò)展性和設(shè)備及商用系統(tǒng)的互聯(lián)性。特別的是，PAC冠以高效處理及I/O掃描的特點(diǎn)，并以多種方式使其能夠融入企業(yè)的商用系統(tǒng)。根據(jù)ARC，可編程自動(dòng)化控制器必須符合下列要求：
　　在多領(lǐng)域中的單一平臺(tái)上操作包括邏輯、運(yùn)動(dòng)、驅(qū)動(dòng)和過(guò)程控制
　　采用一個(gè)單一的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，使用通用的標(biāo)簽和一個(gè)單一的數(shù)據(jù)庫(kù)用于不同門(mén)類(lèi)的任務(wù)開(kāi)發(fā)
　　無(wú)縫集成控制器硬件和軟件
　　使用軟件工具進(jìn)行編程能設(shè)計(jì)控制程序以支持跨越多個(gè)機(jī)器或設(shè)備的“流程”
　　在開(kāi)放、模塊化的架構(gòu)中進(jìn)行操作反映了工業(yè)應(yīng)用中從設(shè)備布局到過(guò)程中的單元操作
　　采用事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)接口，語(yǔ)言和協(xié)議，使數(shù)據(jù)交換成為網(wǎng)絡(luò)化的多供應(yīng)商系統(tǒng)的一部分
　　提供高效的處理和I/O掃描

優(yōu)勢(shì)所在

　　定義一個(gè)PAC的典型同時(shí)也描述了在工業(yè)應(yīng)用中使用PAC的主要優(yōu)勢(shì)。這些特點(diǎn)包括獨(dú)立滿(mǎn)足復(fù)雜的要求而PLC需要額外的組件來(lái)完成，因?yàn)橛布蛙浖臒o(wú)縫集成，改善了控制系統(tǒng)的性能。
集成硬件和軟件在編程時(shí)也是一個(gè)優(yōu)勢(shì)：集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（IDE）用于對(duì)PAC編程包括所有開(kāi)發(fā)工具均能識(shí)別的通用標(biāo)記名數(shù)據(jù)庫(kù)。PAC使用一個(gè)軟件包而不是來(lái)自不同廠(chǎng)商的多個(gè)軟件包來(lái)解決現(xiàn)有及將來(lái)可能的自動(dòng)化需求。
　　PAC的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是控制系統(tǒng)的升級(jí)非常簡(jiǎn)單。模塊化的處理器硬件輕松替換，無(wú)需拔下傳感器和激勵(lì)的接線(xiàn)。由于其小巧的尺寸，一個(gè)PAC能為機(jī)柜節(jié)省寶貴的空間。
　　PAC擁有現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)和通信能力，還能實(shí)時(shí)的獲取信息。這反過(guò)來(lái)使得數(shù)據(jù)收集更準(zhǔn)確和及時(shí)，因此更有商業(yè)使用的價(jià)值。
　　至于價(jià)格上，PAC能夠提供多種經(jīng)濟(jì)方面的優(yōu)勢(shì)：
　　1.由于硬件的費(fèi)用較低，開(kāi)發(fā)和集成所花時(shí)間更少，所以控制系統(tǒng)的總成本降低。購(gòu)買(mǎi)PAC的價(jià)格往往比在PLC上增加類(lèi)似的功能更為經(jīng)濟(jì)。
　　2. 由于自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用范圍（也稱(chēng)為其專(zhuān)業(yè)知識(shí)）的延伸，PAC在資產(chǎn)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(xiàn)金流動(dòng)得到改善：添加I / O作為單獨(dú)的模塊意味著在初始的開(kāi)發(fā)階段只需要最少數(shù)量的模塊，剩下的模塊到項(xiàng)目結(jié)束前再添加。

RTU和PAC

　　遠(yuǎn)程終端設(shè)備(RTU)類(lèi)似控制器設(shè)備，安裝在遠(yuǎn)程位置以收集傳感器和其他數(shù)據(jù)。流行了幾十年后，RTU通常被用來(lái)作為監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集（ SCADA系統(tǒng)）網(wǎng)絡(luò)，RTU向SCADA發(fā)送數(shù)據(jù)。RTU從SCADA主控接收信息而操控遠(yuǎn)程位置上的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備上。
　　RTU主要在遙遠(yuǎn)的地理區(qū)域部署，以監(jiān)測(cè)，采集和控制遠(yuǎn)程分散設(shè)備，如管道、井、起重機(jī)、或電信設(shè)施等。傳統(tǒng)的PLC在這些類(lèi)型的應(yīng)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(huán)境條件，也沒(méi)有多數(shù)RTU應(yīng)用中所需的靈活I(lǐng)/O配置。
　　總的說(shuō)來(lái)，RTU更強(qiáng)調(diào)其通訊功能的開(kāi)發(fā)，適用于嚴(yán)酷環(huán)境，擁有靈活的I/O配置。
　　然而，傳統(tǒng)的RTU通信能力通常是過(guò)時(shí)的，因?yàn)樗鼈兪窃谒綘I(yíng)無(wú)線(xiàn)電或租用專(zhuān)線(xiàn)通訊網(wǎng)時(shí)期發(fā)展起來(lái)的。如今開(kāi)放的，基于IP的有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)本地和廣域的網(wǎng)絡(luò)則更加靈活，而且價(jià)格更便宜。由于這一原因，改造現(xiàn)有的RTU或執(zhí)行新的應(yīng)用程序時(shí)，使用過(guò)時(shí)的RTU技術(shù)在商業(yè)或技術(shù)上是沒(méi)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(xiàng)，寬溫和振動(dòng)規(guī)格，并使用當(dāng)今領(lǐng)先的通信標(biāo)準(zhǔn)。這些特點(diǎn)使得PAC適合替代傳統(tǒng)戶(hù)外RTU，尤其是舊網(wǎng)絡(luò)，專(zhuān)有網(wǎng)絡(luò)等由于維修費(fèi)用增加或過(guò)時(shí)廢棄的網(wǎng)絡(luò)。
數(shù)據(jù)采集
　數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAQ）基于PC設(shè)備，提供快速的信號(hào)采集、基本信號(hào)調(diào)試、數(shù)據(jù)保存功能和有限的聯(lián)網(wǎng)能力。多數(shù)DAQ系統(tǒng)是基于PC，在物理環(huán)境或遠(yuǎn)程位置上的使用有一定限制。大多數(shù)DAQ系統(tǒng)更喜歡呆在實(shí)驗(yàn)室里而非戶(hù)外的環(huán)境。
　　PAC提供通用且靈活的信號(hào)偵測(cè)、調(diào)試及多線(xiàn)路。其擁有強(qiáng)大的處理器和大量的內(nèi)存，獲得的原始數(shù)據(jù)可以在傳送至數(shù)據(jù)庫(kù)用于其他應(yīng)用之前進(jìn)行累加、校對(duì)或其他處理（例如，將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成工程單位）。
　　另外，數(shù)據(jù)可以保存在本地。由于PAC不是PC ，故不像PC需要較高的成本，它可以在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中隨意部署。所以PAC是個(gè)不錯(cuò)的選擇。
　　各種工業(yè)自動(dòng)化供應(yīng)商現(xiàn)在提供PAC或類(lèi)似PAC產(chǎn)品。在某些情況下，這些產(chǎn)品更像PLC，，而在其他情況下則更象是工業(yè)用PC 。如前所述，PAC與這些設(shè)備集成，從而使側(cè)重PLC或PC功能的設(shè)備可能會(huì)并不適用于你的應(yīng)用需求。
　　在評(píng)估PAC或類(lèi)似PAC自動(dòng)化控制器時(shí)，只需考慮這一經(jīng)驗(yàn)方法：為了滿(mǎn)足您的要求，你是否需要添加附加的處理器，網(wǎng)絡(luò)接口或中間件使得控制器擁有PLC或PC類(lèi)似的特點(diǎn)？
　　如果是，查看一下控制器是否更符合如前所述的PAC特點(diǎn)？
　　對(duì)于任何產(chǎn)品，一些廠(chǎng)商可能從業(yè)已久。許多供應(yīng)商最近引入了新PAC或PAC類(lèi)似產(chǎn)品，有幾個(gè)候選公司，包括OPTO 22，在PAC進(jìn)入主流的前幾年就已經(jīng)用出色的銷(xiāo)售業(yè)績(jī)證明了其強(qiáng)大功能。
　　在1990年，在PAC概念誕生前的11年，Opto 22引進(jìn)了PAC雛形—以電腦為形式的硬件設(shè)備—mistic控制器。現(xiàn)在Opto 22 SNAP PAC系統(tǒng)以mistic為基礎(chǔ)，其他PAC設(shè)備應(yīng)用包括半導(dǎo)體處理、原料加工、水和水處理、管道監(jiān)測(cè)等。
　　總之，PAC提供了一個(gè)擁有先進(jìn)控制功能的緊湊型控制器，網(wǎng)絡(luò)連接，設(shè)備互操作，以及企業(yè)數(shù)據(jù)集成功能，都能在PLC或基于PC的控制器中找到。有了這些功能，PAC在現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用中已經(jīng)成為滿(mǎn)足各種工業(yè)需求不可獲缺的部分。

PAC蓄勢(shì)待發(fā)

　　仔細(xì)看看如何使PAC適用于現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用

　　如下圖所示的單一的PAC正在多域內(nèi)進(jìn)行操作以監(jiān)測(cè)管理生產(chǎn)線(xiàn)，包括化學(xué)工藝、測(cè)試臺(tái)、物流等。為了完成以上任務(wù)，PAC必須同時(shí)管理模擬值如溫度、壓力；數(shù)字量閥門(mén)的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)，開(kāi)關(guān)及儀表；庫(kù)存跟蹤和測(cè)試設(shè)備中的串行數(shù)據(jù)等。
　　PAC與OLE交換數(shù)據(jù)用于過(guò)程控制服務(wù)器（OPC）、操作界面及SQL(結(jié)構(gòu)式查詢(xún)語(yǔ)言)數(shù)據(jù)庫(kù)等。且PAC能同時(shí)處理這些任務(wù)，無(wú)需附