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關(guān)鍵詞：
PAC
- 摘要：為解決PLC與PC Based的整合問題，美國研究機(jī)構(gòu)ARC提出了PAC架構(gòu)，PAC英文全名是Automation Research Corporation，中文則是可程式自動化控制器
如果依照維基百科對嵌入式系統(tǒng)的定義，“嵌入式系統(tǒng)通常執(zhí)行的是帶有特定要求的預(yù)先定義的任務(wù)，由于嵌入式系統(tǒng)只針對一項特殊的任務(wù)，設(shè)計人員能夠?qū)λM(jìn)行優(yōu)化，減小尺寸降低成本。”PLC可說是最早的嵌入式設(shè)計之一，它只針對工業(yè)控制為單一應(yīng)用，設(shè)計完全以此為基準(zhǔn)，內(nèi)部元件大量精簡，整體運(yùn)作機(jī)制高度簡化，因此穩(wěn)定度也可達(dá)到工業(yè)等級。
不過PLC歷史已久，在1969年就已問世，當(dāng)時PC技術(shù)尚未成形，制造現(xiàn)場的整合概念也不多，因此自動化系統(tǒng)多為單獨運(yùn)作（Stand Alone），1980年PC技術(shù)開始起飛，PC Based在20世紀(jì)末期開始跨入自動化領(lǐng)域，由于PC已是企業(yè)作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)平臺，利用PC的高相容性來將作業(yè)現(xiàn)場與企業(yè)e化系統(tǒng)整合，已成制造業(yè)系統(tǒng)建置重點之一。
PC Based在自動化應(yīng)用初期被PLC陣營高度質(zhì)疑，至今市場上仍有相關(guān)疑慮，主要問題有三點：
1. 穩(wěn)定性─PC作業(yè)系統(tǒng)向來給人穩(wěn)定性不足的印象，不能做為控制之用。
2. 可靠性－PC使用非工業(yè)強(qiáng)化元件，容易發(fā)生當(dāng)機(jī)的情形。
3. 程式設(shè)計環(huán)境不熟悉－工廠操作員必須有能力掌控系統(tǒng)，以便進(jìn)行維護(hù)或故障排除。使用階梯邏輯時，他們可以手動強(qiáng)迫1個線圈到達(dá)需要的狀態(tài)，并迅速修補(bǔ)受影響的程式碼，以便迅速控制系統(tǒng)，但是PC系
統(tǒng)要求操作員學(xué)習(xí)更新、更高階的工具。
不過在整合層面的考量下，也有工程師將PLC配合PC使用，以進(jìn)行資料記錄、連接至條碼掃瞄器、將資料加入資料庫，以及將資料公布至網(wǎng)站之故。這種架構(gòu)最大的問題在于，這些系統(tǒng)往往難以組裝、故障排除及維護(hù)。系統(tǒng)工程師往往必須處理整合不同廠商間的軟硬體，然而這些設(shè)備在設(shè)計時并未考量到整合面，因此在系統(tǒng)整合時會遇到相當(dāng)大的問題。
為解決PLC與PC Based的整合問題，美國研究機(jī)構(gòu)ARC提出了PAC架構(gòu)，PAC英文全名是Automation Research Corporation，中文則是可程式自動化控制器，美國國家儀器（NI）指出在ARC透過軟體功能的定義，來列出PAC的五大控制特性，包括：
1. 多領(lǐng)域的功能性。在1個平臺上至少有2種功能，包括邏輯、運(yùn)動、PID控制、磁碟以及處理，除了部份在I/O上做變動以配合特殊協(xié)定之需要外，邏輯、運(yùn)動、處理，以及PID，都只是軟體的1個函數(shù)。
2. 單一的多元化開發(fā)平臺，結(jié)合一般標(biāo)簽及單一資料庫，以存取所有的參數(shù)及功能。由于PAC是為了高階應(yīng)用而設(shè)計的，因此它們需要更先進(jìn)的軟體。為了讓系統(tǒng)設(shè)計更有效率，軟體必須是一款單一整合軟體套件，而不是未經(jīng)處理、無法合作無間的分散式軟體工具。
3. 透過處理跨越多部機(jī)器或處理元件之資料流，并配合IEC61131-3、使用者導(dǎo)引，以及資料管理，使之能夠完成設(shè)計的軟體工具。另外一個簡化系統(tǒng)設(shè)計的元件是高階圖形化開發(fā)工具，它能夠輕易將工程師對于過程的概念轉(zhuǎn)變成實際控制機(jī)器的程式碼。
4. 反應(yīng)出工業(yè)應(yīng)用環(huán)境的開放、模組化架構(gòu)，從工廠中的機(jī)器配置到處理廠中的元件操作皆含括在內(nèi)。由于所有工業(yè)應(yīng)用都需要大量的自訂功能，因此硬體必須提供模組化功能，工程師可以選擇適用的元件。軟體必須讓工程師能夠增加及移除模組，以設(shè)計所需的系統(tǒng)。
5. 采用實質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)做為網(wǎng)路界面、語言等，例如TCPIP、OPC &XML以及SQL查詢。對于現(xiàn)代控制系統(tǒng)而言，和企業(yè)網(wǎng)路的通訊是非常重要的。雖然PAC含有乙太網(wǎng)路連接埠，但是通訊用軟體是與機(jī)構(gòu)其它部份順利進(jìn)行整合的關(guān)鍵。
PAC融合PLC與PC Based兩種技術(shù)，在PC層面，會大量應(yīng)用嵌入式技術(shù)，擁有使用軟體來定義硬體的能力就是其一，PAC將采用FPGA作為控制元件，FPGA是消費性電子廠商用來制作客制晶片常用的電子元件，可使設(shè)備中重設(shè)組態(tài)邏輯電路，執(zhí)行多種功能，用于連接功能區(qū)塊的可程式接點，以及將資料輸入及輸出晶片的I/O區(qū)塊。只要定義可重設(shè)組態(tài)邏輯電路的功能，以及彼此之間和I/O間的連接方式，電子設(shè)計者就可以創(chuàng)造客制晶片，而不需要生產(chǎn)客制的ASIC。FPGA就像擁有1部可以重新布署內(nèi)部電路以執(zhí)行特定應(yīng)用程式的電腦。
過去只有熟悉低階程式設(shè)計語言（如VHDL）的硬體設(shè)計師才能運(yùn)用FPGA技術(shù)。但之后系統(tǒng)控制工程師可以利用PC軟體撰寫程式如NI的LabVIEW FPGA來建立客制控制運(yùn)算法，將下載至FPGA晶片。此功能讓工程師得以將執(zhí)行上對時間極度要求的功能結(jié)合至硬體中，例如極限開關(guān)及鄰近感測器的偵測以及健康狀態(tài)監(jiān)視的應(yīng)用等。由于控制程式直接在晶片中執(zhí)行，因此工程師可以迅速建立具備客制通訊協(xié)定或高速控制回路的應(yīng)用程式。
雖然部份PLC廠商認(rèn)為，PAC仍屬于PC Based產(chǎn)品，只是換了另一種包裝，但就市場整體面來看，PAC的確已逐漸成形，包括西門子在內(nèi)的大廠，均已紛紛推出產(chǎn)品，未來嵌入式技術(shù)將會被大量應(yīng)用在PAC，成為自動化系統(tǒng)的重要技術(shù)之一。
