基于NININI可编程自动化控制器概述在工业自动化控制领....pdf

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基于 NI PAC 平台扩展传统自动化系统功能
作者:俞涛
NI 中国技术市场工程师
可编程自动化控制器概述:
在工业自动化控制领域, PLC 与基于 PC 的控制争论持续了很长的时间。现状是,
制造商面临越来越多的对控制系统灵活性与多功能性的要求,却又绝对不愿意失
去传统 PLC 的高可靠性以及简单的架构。在这种背景下, 2001 年全球著名的自
动化研究机构 ARC 提出了 PAC(Programmable Automation Controller 可编程自
动化控制器)概念,并相应给出了 PAC 的五个主要特性定义,概括起来就是强调
在统一开放的软件平台以及模块化的架构下实现逻辑、运动、 PID 控制到驱动与
过程处理等多领域功能。随后,包括 Advantech ,ICPDAS ,GEFanuc ,NI,Rockwell ,
OPTO22 等在内的多家自动化厂商纷纷推出或定义了其相应的 PAC 产品,而有关
PAC 平台的技术与应用逐渐成为了工控领域的热点。
从最近几年 PAC 技术方展来看,各种厂商的系统无论是硬件架构还是软件开发环
境,都存在着一定的差别。有些在嵌入式 PC 技术基础上结合了模块化的 I/O,
也有在 PLC 逻辑扫描式架构上,通过提升处理器性能并增加控制和网络通信等功
能来实现其 PAC 系统。显然,技术的不同,提供的性能以及应用领域也就有所不
同。而其中, NI 以开放灵活的软件环境 LabVIEW 为核心的 PAC 平台(如图 1),
在兼备了 PLC 的可靠性与 PC 的多功能性的基础上,独创性的引入了 FPGA 技术,
从而实现最可靠高速的控制回路以及自定义电路的灵活性。可以说, NI PAC 平
台的推出为目前市场上较为宽泛的 PAC 规范给出了更近一步的诠释与事实参考
标准。
图 1. NI PAC 平台架构
基于 NI PAC 架构,用户可以通过 LabVIEW 以图形化的编程方式统一实现传统 PLC
力所不及的高性能测量、信号处理、控制、机器视觉以及企业级信息系统连接功
能,又可以将这些高级功能与传统工业自动化设备无缝集成起来,并保证系统运
行的可靠性。随着全球化市场的发展,对于制造商来说,为了保持其竞争力,就
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必须要不断的在其产品性能、生产效率、新功能投入中的一项或者多项有所提高。
与之而来的就是,对已有产线或者装备上的自动化系统性能的扩展要求以及在成
本、系统集成的各种困难。应对这种趋势,发挥上述 NI PAC 平台的特性与优势,
恰恰为当前工业自动化应用扩展需求与挑战给出了解决办法。也正得益于此, NI
PAC 平台在众多工控供应商中脱颖而出,在石油石化,电力能源,机械制造等各
个行业与领域都获得了众多成功应用。
下面,我们就通过具体的应用实例分析,探讨 NI PAC 平台如何帮助各行业的工
程师们扩展其传统自动化系统的性能,构建领先可靠的工业测控应用。
采矿业:重型电动挖掘机在线状态监控系统
这是一个非常具有代表性的案例,用来说明如何利用 NI PAC 平台在已有自动化
控制系统中引入新的复杂功能,从而实现提高装备的整体性能的提高。
在采矿业,一