一方面軟件是PAC和PLC主要的區(qū)別，而另一方面廠商在提供高級(jí)軟件的方式上也有所不同。通常他們以目前已有的控制軟件作為起點(diǎn)，不斷增加PAC編程所需的功能、可靠性和易用性。一般說(shuō)來(lái)，有兩種提供PAC軟件的方式：基于PLC控制的軟件和基于PC控制的軟件
(1) 基于PLC概念的軟件方案
傳統(tǒng)的PLC軟件廠商以可靠且易用的掃描式架構(gòu)軟件為起點(diǎn)，并逐漸增加新的功能。PLC軟件根據(jù)通用模型而建立：輸入掃描，控制代碼運(yùn)行，輸入更新，以及常規(guī)功能執(zhí)行。由于輸入循環(huán)，輸出循環(huán)和常規(guī)循環(huán)都是隱藏的，所以控制工程師只需關(guān)注控制代碼的設(shè)計(jì)。由于廠商已完成了大部分工作，這種嚴(yán)格的控制架構(gòu)使得建立控制系統(tǒng)更為容易和快速。這些系統(tǒng)的嚴(yán)格性也能讓控制工程師在開(kāi)發(fā)可靠的程序時(shí)無(wú)需深入了解PLC的底層操作。然而，作為PLC主要優(yōu)勢(shì)的這種嚴(yán)格的掃描式構(gòu)架也導(dǎo)致其靈活性的欠缺。絕大多數(shù)PLC廠商通過(guò)在已有的掃描式架構(gòu)中增加新的功能來(lái)建立PAC軟件，這些新功能包括以太網(wǎng)通信，運(yùn)動(dòng)控制和高級(jí)算法。然而，通常他們會(huì)保留PLC熟悉的編程方式以及其在邏輯和控制方面固有的特點(diǎn)。因此這種PAC軟件通常是為了適合特殊類型應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，如邏輯，運(yùn)動(dòng)和PID，但是對(duì)于定制的應(yīng)用則缺乏靈活性，如通信、數(shù)據(jù)記錄或定制的控制算法。
(2) 基于PC概念的軟件方案
傳統(tǒng)PC軟件廠商以非常靈活的通用編程語(yǔ)言為起點(diǎn)，能提供對(duì)硬件的深層次訪問(wèn)。該種軟件也具有可靠性、確定性以及預(yù)設(shè)的控制架構(gòu)。盡管工程師能為PLC編程人員建立起掃描式構(gòu)架，但是它并不是基于PC的軟件所固有的。這些使得PC軟件極為靈活，非常適合那些需要高級(jí)的架構(gòu)、編程技巧或者系統(tǒng)級(jí)控制的復(fù)雜應(yīng)用，但卻使本應(yīng)簡(jiǎn)單的應(yīng)用復(fù)雜化。
這些廠商首先要能提供通用操作系統(tǒng)如bbbbbbs所不具備的可靠性和確定性。它們可以通過(guò)采用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）如來(lái)自Ardence的Phar Lap或Wind River的VxWorks來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些RTOS能控制系統(tǒng)的各個(gè)層面，從I/O讀寫(xiě)速率到控制器上各個(gè)線程的優(yōu)先級(jí)。然后為了使工程師能更為容易地開(kāi)發(fā)出可靠的控制程序，廠商增加了抽象層和I/O讀寫(xiě)架構(gòu)。因而這種靈活軟件非常適合于定制控制，數(shù)據(jù)記錄和通信，但舍棄PLC編程架構(gòu)的代價(jià)是使程序的開(kāi)發(fā)難度增加。
NI已開(kāi)發(fā)出能運(yùn)行LabVIEW程序的一系列PAC運(yùn)載平臺(tái)。LabVIEW已成為測(cè)試和測(cè)量軟件的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。它具有直觀的類似于流程圖的圖形化編程方式，并通過(guò)易用的界面來(lái)提供高級(jí)編程語(yǔ)言所具備的所有功能。利用LabVIEW RT和LabVIEW FPGA，我們能結(jié)合LabVIEW和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)并直接下載到FPGA（現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列）平臺(tái)來(lái)提供可靠性和確定性。
基于PAC的視覺(jué)和測(cè)量應(yīng)用
NI具有測(cè)量的行業(yè)背景，它通過(guò)引入高速測(cè)量和機(jī)器視覺(jué)使PAC超越了簡(jiǎn)單的I/O。在許多工業(yè)應(yīng)用中需要高速采集測(cè)量結(jié)果以用于振動(dòng)或功率品質(zhì)分析。采集到的數(shù)據(jù)用來(lái)監(jiān)測(cè)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)，確定維護(hù)時(shí)間表，識(shí)別電機(jī)的磨損程度以及調(diào)整控制算法。工程師們通常使用專門的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)或獨(dú)立儀器來(lái)采集這些數(shù)據(jù)并利用通信總線把數(shù)據(jù)輸入到控制系統(tǒng)。而NI的PAC正可以以每秒百萬(wàn)個(gè)采樣點(diǎn)的速率直接進(jìn)行高精度的測(cè)量，并把數(shù)據(jù)直接傳送到控制系統(tǒng)來(lái)立即處理。
工程師們也可以在他們的控制系統(tǒng)中使用視覺(jué)功能。過(guò)去十年中視覺(jué)在自動(dòng)化領(lǐng)域已得到了迅猛地發(fā)展。在生產(chǎn)環(huán)境中，有許多產(chǎn)品缺陷或錯(cuò)誤使用傳統(tǒng)的測(cè)量方法是很難識(shí)別出來(lái)的，而通過(guò)視覺(jué)方式則能檢測(cè)。常見(jiàn)的應(yīng)用包括用于生產(chǎn)或裝配檢驗(yàn)的零件檢測(cè)，如檢查電路板上器件的位置是否正確，識(shí)別光學(xué)字符（OCR）來(lái)檢查日期條碼或?qū)Ξa(chǎn)品進(jìn)行分類，以及進(jìn)行光學(xué)測(cè)量來(lái)找出產(chǎn)品的瑕疵或?qū)Ξa(chǎn)品按質(zhì)量等級(jí)進(jìn)行分類。目前許多工廠采用獨(dú)立的智能攝像頭，它要和生產(chǎn)處理控制器進(jìn)行通信。NI的PAC引入帶有邏輯和運(yùn)動(dòng)控制的視覺(jué)或是高速測(cè)量功能，從而使得工程師們無(wú)需集成其他的硬件和軟件平臺(tái)。
PAC免除了對(duì)于專門硬件的需要
PAC代表著可編程控制器的最新技術(shù)，它未來(lái)發(fā)展的關(guān)鍵取決于嵌入式技術(shù)的引入。比如要能通過(guò)軟件來(lái)定義硬件。電子廠商常使用現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）這樣的電子器件來(lái)開(kāi)發(fā)定制的芯片，它可以讓新設(shè)備智能化。這些設(shè)備包含有能執(zhí)行多種功能的可配置邏輯塊，連接這些功能塊的可編程交聯(lián)點(diǎn)以及為芯片輸入輸出數(shù)據(jù)的I/O塊。通過(guò)定義這些可配置邏輯塊的功能，其彼此連接以及相應(yīng)的I/O，電子設(shè)計(jì)人員即可以開(kāi)發(fā)出定制的芯片，而不需要花錢來(lái)生產(chǎn)專門的ASIC。FPGA如同有一個(gè)計(jì)算機(jī)，其內(nèi)部電路能被重新連接來(lái)運(yùn)行特定的應(yīng)用程序。
以前只有那些熟悉底層編程語(yǔ)言如VHDL的硬件設(shè)計(jì)人員才能利用FPGA技術(shù)。然而，現(xiàn)在工程師們已可以用LabVIEW FPGA來(lái)開(kāi)發(fā)出定制的控制算法并把它下載到FPGA芯片上。通過(guò)該特性工程師們可以使硬件具備實(shí)時(shí)的功能，如限度和接近傳感器檢測(cè)和傳感器狀態(tài)監(jiān)控。由于控制代碼直接在芯片上運(yùn)行，所以工程師們能快速開(kāi)發(fā)采用定制的通信協(xié)議或高速循環(huán)的程序：數(shù)字控制循環(huán)速度可高達(dá)1 MHz，模擬控制循環(huán)的速度可為200kHz。
LabVIEW用于自動(dòng)化控制
由于LabVIEW (ni.com/china/labview)具有強(qiáng)大的功能和圖形化編程的易用性，基于LabVIEW的PAC 非常適合有如下要求的應(yīng)用：
圖形化 由于LabVIEW 編程天生引入圖形用戶界面，您可以為控制系統(tǒng)提供圖形化人機(jī)界面。
測(cè)量（高速數(shù)據(jù)采集，視覺(jué)和運(yùn)動(dòng)）。NI在包括視覺(jué)采集的高速I/O方面有著長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn)，因此您可以在您的標(biāo)準(zhǔn)控制系統(tǒng)中使用振動(dòng)或機(jī)器視覺(jué)等功能。
處理能力 在某些應(yīng)用中，您需要有專門的控制算法、高級(jí)的信號(hào)處理或數(shù)據(jù)記錄。使用LabVIEW，您可以用NI或第三方的工具來(lái)建立定制的控制代碼，實(shí)現(xiàn)如JTFA的信號(hào)處理，或本地及遠(yuǎn)程記錄數(shù)據(jù)。
平臺(tái)： 利用 LabVIEW，您能開(kāi)發(fā)出用于各種平臺(tái)的代碼，這些平臺(tái)包括PC，嵌入式控制器，F(xiàn)PGA芯片或手持式PDA。
通信 利用LabVIEW的數(shù)據(jù)庫(kù)連接，OPC和基于網(wǎng)絡(luò)瀏覽器的操作界面，您能很容易地把數(shù)據(jù)傳送到企業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)中。
NI PAC系統(tǒng)
NI提供五種基于LabVIEW的PAC平臺(tái)。
PXI是由多個(gè)廠商制定的基于CompactPCI架構(gòu)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化PAC硬件平臺(tái)，它能提供模塊化、緊湊而堅(jiān)固的工業(yè)化系統(tǒng)。PXI系統(tǒng)的嵌入式控制器內(nèi)置上GHz的高性能處理器。您可以選用來(lái)自NI或第三方廠商的PXI和CompactPCI模塊。PXI能提供最為廣泛的I/O，包括有1000 V的隔離式模擬輸入，高容量數(shù)字I/O，用于機(jī)器視覺(jué)的模擬/數(shù)字幀抓取器，聯(lián)合多軸運(yùn)動(dòng)模塊。PXI模塊的前端都配置有方便電纜連接的接口。PXI平臺(tái)提供全面的測(cè)量模塊，以及包括CAN，DeviceNET，RS-232，RS-485，Modbus和Foundation Fieldbus的廣泛連接性。
Compact FieldPoint產(chǎn)品系列包括有可熱抽換的模擬和數(shù)字I/O模塊和控制器，并帶有以太網(wǎng)和串行總線接口。其中I/O模塊能直接連接熱電偶、RTD、應(yīng)力計(jì)、4-20 mA傳感器、5-30 V的直流信號(hào)以及0-250 V的交流信號(hào)。Compact FieldPoint網(wǎng)絡(luò)通信接口能自動(dòng)通過(guò)以太網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù)。您也可以以讀寫(xiě)本地I/O的方式來(lái)讀寫(xiě)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膸子⒗镏獾腎/O。由于軟件的接口非常簡(jiǎn)單，您可以快速地建立和編寫(xiě)Compact FieldPoint應(yīng)用程序，但又不失復(fù)雜控制，數(shù)據(jù)記錄和通信的強(qiáng)大功能。
Compact Vision System整合了高性能Intel處理器、FPGA，數(shù)字I/O和三個(gè)1394端口。這種PAC天生就可以通過(guò)FireWire（IEEE1394）技術(shù)在控制應(yīng)用中使用視覺(jué)功能，并兼容80多種工業(yè)攝像頭。利用CVS上的可重復(fù)配置FPGA和數(shù)字I/O通路，您也可以進(jìn)行低通道數(shù)的數(shù)字和步進(jìn)電機(jī)控制。當(dāng)使用LabVIEW編程時(shí)，您還能配置該系統(tǒng)以得到高性能的視覺(jué)以及高速的數(shù)字控制和步進(jìn)電機(jī)控制。
CompactRIO是基于FPGA的可重復(fù)配置控制和采集系統(tǒng)，它是為需要高度定制和高速控制的應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。該架構(gòu)采用實(shí)時(shí)嵌入式處理器，并結(jié)合可重復(fù)配置I/O（RIO）的FPGA內(nèi)核來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的算法和定制的計(jì)算。CompactRIO平臺(tái)可使用多達(dá)八個(gè)模擬或數(shù)字I/O模塊。這些模塊可由NI或其它廠商提供。CompactRIO平臺(tái)非常適合如機(jī)器控制這樣的復(fù)雜和高速應(yīng)用，并且，對(duì)于那些通常需要開(kāi)發(fā)專門的硬件的應(yīng)用，結(jié)合了FPGA的這種系統(tǒng)也是非常好的選擇。
標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)計(jì)算機(jī)也可以使用NI所提供的廣泛的PCI模塊。這些插入式板卡包含有為模擬和數(shù)字I/O，運(yùn)動(dòng)控制和機(jī)器視覺(jué)而設(shè)計(jì)的硬件。要得到確定性、實(shí)時(shí)的性能，可結(jié)合PCI硬件和運(yùn)行于基于PC的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)上的LabVIEW來(lái)實(shí)現(xiàn)。LabVIEW RT可被加載到絕大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)PC上，從而能提供用于工業(yè)測(cè)量和控制的低成本平臺(tái)。
由于NI能提供廣泛的測(cè)量和控制平臺(tái)，這使得PAC可用于幾乎所有的應(yīng)用。您可以使用網(wǎng)上的評(píng)估版進(jìn)行編程以了解有關(guān)LabVIEW的更多信息，或致電 (800) 820-3622或021-65557838向NI工程師了解更多有關(guān)PAC產(chǎn)品與技術(shù)信息。
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