如何在PLC、PAC和IPC之间做出最佳选择？

在项目一开始就选择最合适的控制平台，可以增加项目成功的机会。在控制器的选择上，系统集成商可以提供帮助。

　　现在的控制系统，功能更强大，更灵活、便于组态和编程，也更容易与之通讯。但是，如果选择太多的话，也可能会造成一些问题，尤其是在为项目选择合适的控制器的时候。如果了解了不同产品的特性、局限性和兼容性的话，在PLC、PAC、或者IPC之间，工程师就可以做出恰当的选择。

　　控制器替代继电器

　　直到1960年代末期，仍是由继电器组成的控制系统控制离散功能，独立的回路控制器控制模拟功能。这带来了很多挑战，包括继电器要占用大量空间，变更时费时、费力、费钱，故障诊断时也非常麻烦。

　　在1970年代早期，PLC横空出世，被广泛的应用于工业生产中CONTROL ENGINEERING China版权所有，逐步取代了继电器系统。第一代PLC体积庞大（尽管这样，仍然要比继电器墙要小），用专用的终端系统完成编程，指令集也非常小巧。

　　70年代末期，分布式控制系统（DCS）开始取代独立的回路控制器，将过程模拟控制环境集中化。典型的DCS系统包括多个输入/输出(I/O) 机架（布置在终端控制器附近），基于PC的可视化和工程师站。图形或工程屏幕是DCS系统不可分割的一部分，主要用于与过程的交互或者调节回路。在1980年代早期，PLC系统开始向DCS系统靠近，开始包含部分分布式部件和机架。

　　PLC发展很快，包括增强的处理能力、增大的内存和提升的位处理能力以及减小的体积。这些进步，使其远远超越了初始PLC的概念，并派生出几种新自动化控制系统。两类自动化系统包括PAC和IPC。尽管PLC的基本概念仍然同1970年代早期的一样，但是PAC和IPC增加了一些新的功能，使其与基本的PLC概念区分开来。

　　PLC

　　对很多小型自动化系统来讲，PLC仍然保持着最基本的组成模块。现在，PLC的控制器能力超强。通常的用途包括OEM设备，比如包装机、填料器、托盘堆垛机以及小型的过程装置。一般情况下，PLC与设备层的HMI配合使用，以便实现可视化和报警。PLC能够处理超高速I/O、顺序控制、PID控制、数字和模拟I/O以及指令集，这已经远远超越了1970年代和1980年代的PLC。根据不同的PLC模型和制造，经常会有很多其它特殊的模块以便实现高速计数、网络接口、运动控制和其它功能。

　　几乎所有的PLC都有内置的用于现场层面、设备层面和以太网层的通讯。这些网络包括，EtherNet/IP、 Profibus、Profinet、基金会现场总线以及 Modbus TCP等。这些网络协议可以使用点对点（PLC到PLC）通讯、分布式I/O功能以及HMI/SCADA通讯。尽管现在的PLC系统，与很多年前的系统相比，功能非常强大，但是也有其局限性。在这个竞争的年代，为了将价格保持在较低的水平，厂家限制了所能处理的I/O点的数量以及可以安装的逻辑的数量。

控制器选择决策矩阵表

表格所示的是一个技术选择矩阵的例子，黄色部分为最高等级。创建客观的表格，有助于用户在PLC、PAC和IPC之间选择时，消除主观因素的影响。当用户没有可用的衡量标准，或者系统集成商帮助推荐方案类型或者品牌时，这个表格非常有用。图片来源：Stone Technologies

　　PAC

　　与基本的PLC单元相比，大型项目通常需要几个分布式机架，而超大的应用一般需要更多的处理能力和内存。PAC除了具有上面的PLC系统所列的功能外，还有其它的特性。

　　PAC系统面向大型的分布式控制，比如大型包装线、离散的生产控制系统、大型装置或工厂的过程控制系统。现有的指令集更先进，并且是专门定制的，比如专门为过程控制、顺序控制、批处理和设备控制等定制。某些生产制造商则更近一步，开发并发布了专门为行业定制的指令集，比如油气行业、核电、酿造以及其它特殊的领域。这些特殊的指令集一般非常强大，需要较高的处理能力CONTROL ENGINEERING China版权所有，这就需要PAC具有较强的能力，以便正确的执行控制功能。PAC经常与企业级的SCADA系统配合使用，来实现全厂范围内的控制和数据收集。

　　PAC指令集的发展以及相应的HMI库，使得PAC和DCS之间的界线变得模糊。很多功能、电源以及DCS的集成，都是由PAC厂家完成。PAC 能够执行的先进控制控制工程网版权所有，原来一般是由DCS系统完成，比如模式预测控制（MPC）以及模糊控制。如果不能保证系统的稳定，或者在非常复杂的闭环控制回路中，单纯使用PID并不能实现其功能，就可以使用上述控制。

　　IPC

　　1990年代，自动化公司开始通过设计软件在标准PC上仿真PLC的环境，这就是工业PC的诞生。PC用于自动化初次尝试，经常会碰到稳定性方面的问题控制工程网版权所有，这主要是由于主机操作系统以及非工业计算机的故障率造成的。

　　从那以后，IPC领域获得了长足的发展，包括使用强化的工业计算机，更稳定的操作系统，甚至某些生产制造商采用了适用于自动化环境的实时内核，制造了它们自己的专用IPC。这些实时内核，使得自动化从操作系统环境中独立出来，从操作系统出获得优先级的控制权，比如I/O接口。因为IPC运行在PC平台上，因此和标准PLC相比，它们拥有更现代的处理器和更大的内存。IPC经常可以像自动化程序一样，在同一台设备上运行HMI应用，从而可以降低成本。IPC的应用包括OEM设备、撬装设备和空间受限的工程等。

　　选择合适的控制系统

　　事实上，并没有一个统一的标准，来确定什么时候使用PAC、PLC或者IPC。很多因素需要考虑，比如预算、规格大小、技术支持力度、复杂性以及未来的扩展需求等。对于那些需要安全等级水平（SIL）认证和平均故障时间（MTBF）过程的系统，需要投入更多的注意力。

　　通常，客户（内部或外部）至少需要确定控制系统的品牌。这主要取决于现有程序的授权、维护和工程培训、熟悉程度以及区域供应商对系统的支持等。

　　还不清楚？可以创建一个选择矩阵，列出权重标准，就可以对每一技术进行打分，为选择提供帮助。给重要的标准或者需求更大的权重，而对想要或者不是那么重要的标准较小的权重。客观的表格，有助于在做决定时，消除主观因素的影响。当客户没有可用的标准，或者当标准为系统集成商留下空间，可以推荐方案类型或者品牌时，这个表格非常有用。

　　解决方案可能是PLC、PAC、或者IPC的混合体。即使使用多个品牌的多个控制器，工业网络也可使得工厂车间紧密的结合起来。

　　具有丰富经验的系统集成商，应该能够基于需求和客户的期望，为工程制定正确的决定。从一开始的时候CONTROL ENGINEERING China版权所有，就选择正确的控制平台，可以增加项目成功的机会。（作者：Ryan Williams）