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基于PC－Based PLC的控制系統(tǒng)的解決策略與實例 
      
       導讀： PC-Based PLC也稱嵌入式控制器，它不再像IPC那樣以機箱加主板為主體結構，再搭配諸如A/D、D/A、DI/DO等功能I/O板卡的組合產(chǎn)品，而是一個獨立的基于嵌入式PC技術的專用系統(tǒng)，適合應用于小型的SCADA系統(tǒng)。

1 PLC 、IPC、PC-Based PLC

　　隨著PC技術的飛速發(fā)展，使得IPC（工業(yè)控制計算機）以及基于IPC的應用技術同樣也得到了突飛猛進的發(fā)展。同時，隨著Internet技術的應用和所有生產(chǎn)信息過程和控制信息過程的集成與發(fā)展，并可通過Internet/Intranet瀏覽生產(chǎn)過程信息流中的制造過程、操作和監(jiān)控現(xiàn)場智能設備等，IPC越來越多地承擔著SCADA的人機交互控制任務和協(xié)同下級小型控制器或智能現(xiàn)場設備的控制任務?？傮w而言，IPC還是最適合應用于自動化控制平臺的。但作為傳統(tǒng)主流控制器的PLC，它擁有穩(wěn)定性好、可靠性高、邏輯順序控制能力強等優(yōu)點，在自動化控制領域具有不可替代的優(yōu)勢。但有一大遺憾：其封閉式架構、封閉式系統(tǒng)（研發(fā)必須具備自己或OEM的CPU、芯片組、BIOS、操作系統(tǒng)、梯形圖編程軟件）、較差的開放性勢必會造成其應用上的壁壘，也增加了用戶維修的難度和集成的成本。有人斷言，在不久的將來，基于PC的控制器將會逐步取代PLC而成為主流控制設備。為了改善這種局面，傳統(tǒng)PLC生產(chǎn)廠家正在逐步將PLC的功能PC化（如Siemens的WinAC）、而IPC廠家也逐步將IPC的邏輯控制功能PLC化，使PLC和IPC在功能和規(guī)格方面越來越接近，由此就出現(xiàn)了基于PLC和IPC技術的中間控制器：PC-Based PLC。

　　PC-Based PLC也稱嵌入式控制器，它不再像IPC那樣以機箱加主板為主體結構，再搭配諸如A/D、D/A、DI/DO等功能I/O板卡的組合產(chǎn)品，而是一個獨立的基于嵌入式PC技術的專用系統(tǒng)，適合應用于小型的SCADA系統(tǒng)。如泓格的I-8000系列， 其主機內(nèi)部是40MHz主頻的80188 CPU，操作系統(tǒng)為兼容DOS的MiniOS7，其編程環(huán)境是基于PC的標準C語言程序，程序開發(fā)過程與PLC極其相似：首先在PC上編寫常駐任務程序，并將其編譯好后傳送到主機內(nèi)的Flash上、再讓其脫機運行。另外為了使其具備PLC的優(yōu)勢特性，PC-Based PLC也可使用梯形圖編程，如泓格的ISaGRAF（配合I-8417/8817主機），相對于PLC而言，PC-Based PLC的優(yōu)勢在于擁有IPC強大的Computing、Data Processing和Communication功能，在軟件方面，PC-Based PLC支持IEC-61131-3（LD、SFC、FBD、IL、ST）的五種國際標準語言和軟邏輯。由于以上特點，PC-Based PLC將會更加開放和標準化，能適應更加復雜的控制和管控一體化信息的需求。

　　總的來說，IPC是開放式架構、開放式系統(tǒng)，PLC則是封閉式架構、封閉式系統(tǒng)，而PC-Based PLC介于二者之間，是開放式架構、封閉式系統(tǒng)。嚴格地說，IPC一般承擔著管理控制任務和協(xié)同下級小型控制器或智能現(xiàn)場設備的控制任務，而PLC一般用作現(xiàn)地控制器。由于PC技術、信息技術、通信技術的交替發(fā)展，使得研發(fā)PC-Based PLC的投資相對減少，會有更多的廠家來共同推進PC-Based PLC的發(fā)展。因此，PC-Based PLC會有非常好的發(fā)展前景，但這并不意味著在短時間內(nèi)PC-Based PLC會取代PLC，PLC和PC-Based PLC將會在競爭的發(fā)展中逐漸走向融合［1 、2］。

2　基于PC-Based PLC架構系統(tǒng)的應用技巧

　　2.1　AI模塊

　　AI（Analog bbbbbs）的多寡對系統(tǒng)的運行的實時性和穩(wěn)定性有較大的影響，尤其是當AI模塊較多時其影響更大。主要原因為：I-8000模塊的CPU僅僅是一款主頻只有40MHz的80188的控制器，其數(shù)據(jù)處理能力、存儲空間有限，導致其運算、邏輯處理以及事件響應的快速性就沒有IPC那么強大，由于CPU要完成一次A/D的整個過程必須要進行采樣、保持、同步、轉換、存儲、處理以及運算等一系列的過程方可完成，比較費時，因此，當要完成的AI通道數(shù)較多時，必然會影響采樣的實時性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。通常而言，在一個I-8000模塊中，一般不要超過兩塊如I-8017H系列的AI模塊為佳。

　　2.2　繼電器輸出模塊

　　繼電器輸出模塊對整個系統(tǒng)的影響最大，處理不好，將會導致整個系統(tǒng)崩潰和經(jīng)常出現(xiàn)當機、主機板燒壞等現(xiàn)象，由于I-8000模塊的供電一般為10～30VDC，總的輸入功率為20W，不像IPC的輸入功率為250W那么大，假如繼電器輸出模塊尤其是大功率繼電器模塊插放的太多，由于系統(tǒng)供電能量不足，將會導致其輸出不正常，控制系統(tǒng)經(jīng)常誤動作，導致系統(tǒng)崩潰、當機，甚至會導致主控板燒壞，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性以及可靠性存在許多隱患因素。一般而言，像I-8060、I-8058、I-8063、I-8064、I-8065、I-8066、I-8068、I-8069等不要超過兩塊，尤其是I-8060、I-8063、I-8064、I-8065、I-8069這些功率模塊最好為一塊。假如系統(tǒng)要控制的功率繼電器較多，可以采用普通光隔開關量輸入/輸出模塊如I-8042利用多級放大的原理連接。