新興的可編程自動控制器PAC特征與應(yīng)用

　　PAC平臺

　　快速增長的PAC平臺是基于PXI。由于PXI結(jié)合了PCI總線的電路特性和Compact PCI堅固的歐羅卡機(jī)械結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)已在工業(yè)環(huán)境中成功使用了許多年,當(dāng)今NI，Chroma，LeCroy和JTAG等供應(yīng)商現(xiàn)在可提供1,000多種獨(dú)特的I/O模塊，包括模擬I/O、數(shù)字I/O、視覺、運(yùn)動和高精度數(shù)據(jù)采集。典型的可提供以下四種PAC硬件平臺。

　　PXl對工業(yè)化PC做了改善，具有實(shí)時OS，標(biāo)準(zhǔn)的散熱，可選的不旋轉(zhuǎn)固態(tài)硬盤和內(nèi)置的模塊間同步。PXl標(biāo)準(zhǔn)要求所有的機(jī)箱能為每個模塊插槽提供25W的空氣流制冷，這樣甚至在使用高功率繼電器，高速PXl或CompactPCI卡時也不會使工作系統(tǒng)過熱或者縮短壽命。PXl也提供也提供了能嚴(yán)格同步各個模塊的功能，因此工程師可以為高速控制應(yīng)用設(shè)計運(yùn)動，視覺和I/O系統(tǒng)，這些應(yīng)用包括產(chǎn)品包裝和半導(dǎo)體器件處理。

　　Compact FieldPoint使用工業(yè)級的部件來抗強(qiáng)沖擊和振動，其工作溫度范圍為-40℃到70℃。它也采用傳導(dǎo)式制冷來代替旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇，由于不使用活動部件而提高了可靠性。由于有運(yùn)行實(shí)時OS的浮點(diǎn)處理器，Compact FieldPoint系統(tǒng)具有PC功能，用于記錄數(shù)據(jù)的CompactFlash驅(qū)動和用于通信的以太網(wǎng)口。

　　Compact Vision系統(tǒng)是為機(jī)器視覺而專門設(shè)計的堅固的控制器。它使用IEEE標(biāo)準(zhǔn)1394 FireWire接口，可以在視覺應(yīng)用中和16臺攝像機(jī)通信。Compact Vision系統(tǒng)也采用不活動的部件和傳導(dǎo)式制冷，因此可以把系統(tǒng)固定在機(jī)器附近。它提供29個內(nèi)置的數(shù)字I/O通路，這些通路可由LabVlEWRT或使用LabVlEWFPGA的嵌入式FPGA來直接控制。

　　CompactRIO是新型的可重復(fù)設(shè)置的嵌入式系統(tǒng)，它基于LabVlEWFPGA和LabVlEW實(shí)時技術(shù)。CompactRIO系統(tǒng)采用具有3百萬門的FPGA芯片來控制模塊化的數(shù)字和模擬I/O。這些FPGA芯片可以運(yùn)行嵌入在芯片里的代碼，它的數(shù)字循環(huán)的速率高達(dá)MHz，模擬循環(huán)的速率為150kHz。FPGA可以把信息傳回到運(yùn)行LabVlEWRT的浮點(diǎn)處理器以進(jìn)行高級計算和數(shù)據(jù)記錄和通信。由于有金屬外殼和傳導(dǎo)式制冷，該控制器非常適合用于嚴(yán)酷的環(huán)境。

　　PAC特征性能

　　PAC特征性能(圖2)如下：

　　供通用發(fā)展平臺和單一數(shù)據(jù)庫，以滿足多領(lǐng)域自動化系統(tǒng)設(shè)計和集成的的通用開發(fā)平臺；

　　一個輕便的控制引擎，可以實(shí)現(xiàn)多領(lǐng)域的功能：邏輯控制、過程控制、運(yùn)動控制和人機(jī)界面等,為統(tǒng)一平臺；

　　允許用戶根據(jù)系統(tǒng)實(shí)施的要求在同一平臺上運(yùn)行多個不同功能的應(yīng)用程序，井根據(jù)控制系統(tǒng)的設(shè)計要求,在各程序間進(jìn)行系統(tǒng)資源的分配；

　　采用開放的模塊化的硬件架構(gòu)以實(shí)現(xiàn)不同功能的自由組合與搭配，減少系統(tǒng)升級帶來的開銷；

　　支持IEC 61158現(xiàn)場總線規(guī)范，可以實(shí)現(xiàn)基于場總線的高度分散性的工廠自動化環(huán)境；

　　支持事實(shí)上的工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，可以與工廠的EMS，ERP系統(tǒng)輕易集成；

　　對于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、語言等，使用既定事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)來保證多供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換。

　　PAC可執(zhí)行較多的高級任務(wù)：

　　實(shí)時的振動分析、圖像處理、運(yùn)動控制和CAN;

　　執(zhí)行自動調(diào)節(jié)的PID控制，或可調(diào)增益的PID控制、模糊邏輯；

　　使用內(nèi)置Web服務(wù)器、FTP服務(wù)器和e-mail功能進(jìn)行通訊。