罗克韦尔自动化PAC——日臻完美控制平台

　　从20世纪末到今天，工业信息化自动化技术得到了空前的关注和发展。从处理器、输入输出设备、现场总线、工业以态网、系统软件、变频器、传感器及执行元器件等各个自动化部件都有了飞速的发展。这也给各种自动化系统的高度集成奠定了基础。而在科技高度发展的今天，未来的制造业将朝着全球化、灵活生产、高效率，高集成方向发展，这就要求自动化不单是关注生产过程的控制本身，而且也要关注整个供应链从订单生成，原料供给，计划排产，物料跟踪，安全生产，质量监测，物流输送等所有应用的整个过程。这个过程关联各种控制应用， 把所有应用整合成一个系统，它就要求把可能的多种不同的控制过程无缝连接和互动，需要信息和控制系统整合和集成。PAC（Programmable Automation Controller）就是在这样的技术和应用要求环境下最好的解决方案。

　　一种控制器， 多种控制方式

　　对控制系统平台的挑战是整个工厂级的多种控制功能的集成，以及控制平台上如何集成信息系统的应用和通讯。强大的柔性扩展能力和系统可重用性体现也是PAC的重要特性。具有革命性的罗克韦尔自动化PAC控制平台完美诠释了当今全方位的自动化生产。（如图二）

　　

　　图一 生产供应链

　　

　　图二

　　现代制造工厂中很少只是进行单一的控制，通常是由逻辑控制，过程控制，运动控制，传动控制，安全控制，批次处理等控制过程中的两种或者多种控制的集合。过去这种多应用的工厂需要多种控制器来支持，PLC做逻辑控制、伺服控制器做运动控制、DCS做过程控制等等。这就意味着整个自动化工厂需要很多种系统来完成，他们可能是完全独立的， 系统间通讯连锁需要很多时间和工作量，还要很多的时间来编写不同的接口程序，更多的培训，更多的维护工程师，更多的备品备件。现在以罗克韦尔自动化PAC为代表的PAC可以将上述所有的控制功能整合在一个控制平台上（如图三），这会给制造厂商带来巨大的价值，通过可重用性的编程方式使项目实施更加迅捷，减少了额外的硬件，额外的接口程序，减少了维修维护成本，减少了备品备件。而在使用方面， PAC的编程环境在同类产品中独树一帜， 一个统一的编程环境能够对这几种控制同时进行编程和组态， 这才真正实现了一个平台多种控制的目的。 真正实现了不同控制之间的通透协调。 罗克韦尔自动化RSLogix 5000中的运动控制指令， 过程控制指令和批次控制指令等都是一个真正PAC所必须具备的基本特点。 此外， PAC所具备的标签编程， 标签全局调用是罗克韦尔自动化专有的领先优势， 这进一步从软件方面集成了人机界面和变频器， 成为市场上控制种类最灵活， 集成度最高的PAC.

　　

　　图三

　　单一开放网络

　　根据控制要求不同，在一个现代化工厂中总会有多种总线网络并存，网络之间的互连，信息的传输， 如何实现无缝连接是关键。罗克韦尔自动化采用的开放标准工业以太网（EtherNet/IP），控制网(ControlNet)及设备网(DeviceNet)都是使用了同一种应用层协议（CIP），使得网络之间的传递数据无需编程，真正实现了无缝连接（如图四）。随着工业以太网（EtherNet/IP）的稳步发展，在通讯效率、安全、同步，和多媒体数据传输等各个方面取得了实质的进步。使得在控制层、设备层使用工业以太网（EtherNet/IP）成为现实。罗克韦尔自动化和思科合作开发的企业网络参考架构（Reference Architecture）, 合作品牌Stratix 8000工业交换机等产品使得企业从信息系统，集成架构PAC控制平台到设备层执行机构实现了无缝的连接， 构成一个完整的企业信息化生产控制和执行系统。

　　

　　图四

　　控制器平台的可塑性

　　在PAC控制平台上罗克韦尔自动化提过了多种控制器类型（如图五），应用在大型系统的ControlLogix，针对OEM用户的CompactLogix，针对对于传动控制的DriveLogix，基于IPC的SoftLogix，用于安全控制的GuardLogix都应用同样的控制内核和统一的编程组态开发平台（如图六），使得项目的移植重用变得非常简捷。

　　

　　图五

　　

　　图六

　　未来PAC的发展

　　控制器从最初让机器自动运转的继电器版， 发展到今天的基于标签的多种控制方式和功能的PAC控制器， 它现在不光要完成对机器生产过程的控制， 还是整个业务流程的一部分。 当通过工业以太网 EtherNet/IP 连接到企业智能ERP系统时， PAC 可以提供生产管理者相关的重要生产信息如生产线或设备的产量， 生产效率， 机器利用率等数据帮助管理者合理分析和有效组织生产， 这些数据都是当今全球企业增强竞争力的信息化要求。

　　与此同时， PAC控制平台已经在向更加有效，更加完善的功能方面发展，它具有更加强大的处理能力，存储能力，Web-Base能力，单一网络通讯能力。一方面完善它在这多种控制方式下的各种专有功能， 另一方面，作为一个具有信息化使能接口能力的控制器， 它还会随着企业信息系统的演变和发展而发展， 从而最终为企业的业务发展和信息化更好地服务。 一场由PAC带来的现代自动化革命已经悄然开始，并且朝着它无限未来的方向飞驰。而在这场革命中罗克韦尔自动化凭借拥有100多年的自动化经验和技术积淀，正在引领PAC的发展新潮流。