PLC、PAC和IPC—谁才是最佳的控制器？

要想弄清楚每种控制器适用于哪种应用，需要考虑不同工业控制器的功能特性和典型应用环境。你的工厂所需要的是PLC、PAC，还是IPC？参见本文中PLC、PAC和IPC详细功能对照表。

图1：现在，有很多种类型的控制器，用户可以根据其特定应用选择合适的控制器。所有图片来源：AutomationDirect

作为最初继电器的替代产品，PLC面世于近50年前。PLC适用于控制各种各样的应用。虽然很多应用PLC的场合，输入/输出（I/O）形式固定，扩展性很小，但最常见的PLC是模块化的机架式设计（通常被称为模块式PLC），可以根据系统需求灵活配置I/O。PLC的中央处理单元（CPU），是典型的定制控制器，因此具有较少的串口和以太网通信功能。虽然也有其它选项，但PLC一般采用梯形图编程，这是一个在价格上非常有竞争力的机器控制选择。

PAC是新一代PLC。尽管这些控制器外形和设计与PLC相似，但PAC所应用的最新技术，则来自于个人消费领域电脑和移动设备的创新，从而使其具有更先进的功能。与PLC相比，PAC系统通常有更强大的通信和数据记录功能。

PAC系统也具有多种编程语言，这些编程语言一般满足国际电工委员会（IEC）61131-3的编程标准，该标准将控制功能延伸到高端应用中。但即使具备高端编程能力，PAC最基本的编程语言仍然是梯形图逻辑。

表1：PLC、PAC和IPC的主要特性比较

要注意的是，任何排名都会带有不同程度的主观分析，不同的人可能会给出不同的结果。

内置数据记录，提供了将系统I/O点直接送入PLC内存进行存储的能力（见图2）。IIoT应用要访问大量数据，因此需要更先进的功能，来实现数据复制、存储、发布、数据库访问、远程访问和电子邮件推送通知等。数据和应用安全方面的增强功能，可以通过用户名和密码进行内置，但它通常在控制器的上一层：如人机界面（HMI）来实现。最后列出的功能，在某些情况下可能是最重要的功能，就是基于系统平均成本价格。

图2：高端PLC在工业物联网（IIoT）领域运行的很好，主要是因为配置了内置数据记录、数据处理以及先进的通信功能。

从应用环境考量

根据不同的应用需求，有的控制系统的功能要好于其它的系统，但这种判断往往会因人和每种工作环境的不同而有所差异（见表2）。

表2：工业控制器在典型应用中的性能表现

再次提醒，所有这些排名都是主观的，对于不同的应用，结果可能因人而异。

图3：由于具有广泛的特性和功能， PAC涵盖了PLC和工业IPC之间的地带，并与两者功能显著重叠。

PAC通常可以处理多轴运动控制以及两轴或更高层级的协调运动。如果需要，有些PAC可以进行环形内插法，控制八个或更多轴的运动。PAC配置的高速通信，使其可以与智能视觉传感器进行通信，来回传递实时数据。这也使得在PAC内实施视觉运动控制成为可能。

用于过程控制的IPC系统

IPC非常适合具有比例-积分-微分（PID）和其它算法控制要求的过程控制应用。这些项目更复杂，往往具有更多的模拟I/O点数，因此通常需要更高水平的数学和先进PID控制功能。

由于具有强大的数据采集能力和丰富的通信选项，分布式数据采集与控制应用场合非常适合于IPC。在许多工厂中，较小的装置系统通常分布在整个设施内，一般拥有自己的基于PLC的控制，并利用这些PLC与中央IPC进行通信。

混合控制应用

尽管与PAC功能多有重叠，IPC仍然非常适合批量和连续过程控制，以及与自动化机器一起协同工作，从原料进入到产品输出，形成一个完整的生产制造过程。在整个工艺过程内，这些应用的控制系统，可以连接位于多个装置内的扩展应用，也可以使用多个协调处理器。

选择最优控制器，从应用开始，需要考虑很多因素。很多应用程序可以通过PLC、PAC、或IPC控制，但通常会有某种控制器最适合。花费一定的时间，为应用程序选择合适类型的控制器，就可以获得最简单、性价比最好的控制系统。