多年來，可編程邏輯控制器（PLC）給OEM 廠商和最終用戶提供了高可靠性的控制系統。然而，為了實現越來越多功能和不斷提高控制系統在工廠網絡上的通訊性能，PLC 的工程師們不得不考慮進行硬件和軟件的更新換代不斷地進行硬件的重新設計和軟件的重新編程。現在，一種全新概念的控制系統，可編程自動化控制器PAC 的出現，極大地提高了控制系統的靈活性、開放性和整體性能。PAC 可以使客戶不需重新設計整個系統，就可以不斷獲得越升的系統性能。在PAC 控制器中的操作系統之上設計了一個通用的、適合于多平臺的（包括硬件平臺和操作系統平臺），便于移植用戶應用程序的、輕便的控制引擎（control engine ），這樣保證使用PAC 系統的用戶可以使其編制的應用程序獲得最大的應用收益，并且還可以不斷地方便的優化其自動化平臺。

GE Fanuc 公司最新推出的革命性的新產品-PACSystems 系列,定位于工業領域的PAC產品,即能夠滿足用戶對系統性能的不斷提升的需要,而無需不斷地進行整個系統的更新換代。對于不同的硬件平臺，PAC 系統提供了一個同樣的控制引擎和通用的編程軟件，使用戶選擇硬件系統有很大的靈活性。

對PAC 的需求
使用PLC 作為控制系統已經有二十多年的歷史，PLC 為工業控制應用提供了快速和可靠的解決方案，其設計滿足了工廠對于使用環境和可靠性的要求。然而，過去人們很少關注到，實際上這些PLC 控制器都是建立在各廠家專有架構的基礎上，其編程和程序執行的實現也是對于特定的應用設計的。因此，為實現工業企業中各層次的數據通訊需求---設備層控制層和管理層---整個系統經常需要整體的升級。然而，在最近幾年，很多組織已經開始尋找不同的工廠底層設備和網絡系統，而且把它們連接到操作和企業級的系統和流程。這種集在化的程度預示了更多的商業利益，包括：
·更優越的操作性能有助于公司生產更高級的產品獲得利潤和擴展業務
·賦予制造業更多的靈活性業養浪費和對多變的市場做出迅速回應
·加強和提高核心競爭力業更加清晰的定義市場和業務
·在任何地點設計和生產來擴展產品流程和全球化
·采用通用和標準化的架構來降低成本
·使資產保值來保持利益

傳統的控制解決方案通常較難提供所需的開放性和靈活性的好處，因為大量的平臺和系統必須部署為整個企業的自動化。如果在某些設備不提供這些開放性和靈活性，在這些設備和系統之間實現住處交換就是一件非常困難的工作。因此，對于目前的工業自動化的需求，傳統的控制系統有以下一些局限性：
·由于使用了不同供應商的多種平臺，控制系統實施并不是一件輕松和迅速的事；對于邏輯控制、過程控制和運動控制都有需要不同的編程；
·當考察實施價值和新的自動化控制技術時，用戶可能對采用這些技術和產品比較猶豫，因為他們害怕技術會很快變得過時；
·升級系統性能所帶來的好處可能并不能補償對一個已存在的系統重新設計所花費的時間和開支；
·現行的自動化系統在容納不斷增長的數據量方面經常顯得力不從心；
·開發的數量、用戶和設計的工具和平臺導致在定義和實施自動化平臺時大規模無可逆轉的延遲；
·一旦實施完畢和運行，一個專門的控制系統可能在一種應用中表現良好，但是想把它成功的遷移到其它的應用中卻被證明是非常困難的。

考慮到這些局限性，PLC 的功能在最近幾年中已經擴展了不少，它提供了更多的應用靈活性和互操作性。然而大多數PLC 制造商直到現在并不能成功的定義和改變他們的控制器來適應這種革命性的變化，或者試圖擴展這些工業應用基石的功能，來滿足變革巨大的多種解決方案的需要。


PAC 的定義
由一個輕便的控制引擎支持，并且多種應用使用的一種開發工具，PAC 系統保證了控制系統各功能真的統一集成，而不僅僅是一個完全無關的部件的拼湊的集成。PAC 定義了以下幾種特征和性能：
·多領域的功能包括邏輯控制運動控制過程控制和人機界面在統一平臺；
·一個滿足多領域自動化系統設計和集成的通用開發平臺；
·允許OEM 廠商和最終用戶在統一平臺上部署多個控制應用；
·有利于開放模塊化的控制架構來適應高度分布性的自動化工廠環境；
·對于網絡協議語言等等使用既定的事實標準來保證多供應商網絡的數據交換。

PAC 與PLC 的區別
雖然PAC 形式與傳統的PLC 很相似，但PAC 系統的性能卻廣泛全面的多。PAC 是一種多功能控制器平臺，它包含了多種用戶可以按照自己意愿組合、搭配和實施的技術和產品。但與其相反，PLC 是一種基于專有架構的產品，僅僅具備了制造商認為必要的性能。

PAC 與PLC 最根本的不同在于它們的基礎不同。PLC 的性能倚賴于專用的硬件，PLC
的應用程序的招待是依靠專用的硬件芯片來實現的，對于PLC 的功能的改進，如增加運動控制、過程控制或通訊功能，都需要使用不同的硬件，即使對于同一PLC 廠家，這種專用的硬件很難移植到不同性能的PLC 中，而且傳統的PLC 廠家的硬件結構體系都是專有的高計，甚至于處理器芯片都是專用的芯片，這樣就導致了隨著PLC 功能需求的不斷提高，PLC的硬件體系變得越來越復雜，而且由于硬件的非通用性會導致系統的功能前景和開放性受到很大的限制，這是為什么PLC 的CPU 的性能通常比PC 機的CPU 要落后得多的原因；另外PLC 的操作系統通常都是各PLC 廠家的專用操作系統，與目前流行的實時操作系統不兼容，由于是專用的操作系統，其實時可靠性與功能都無法與通用的實時操作系統相比，這要就導致了PLC 的整體性能的專用性和封閉性。

PAC 的性能是基于它的輕便控制引擎和標準的、通用的、開放的實時操作系統、嵌入式硬件系統設計以及背板總線。PAC 的杰出輕便控制引擎是非常杰出的特點，在PAC 之前的PLC 等控制系統，用戶應用程序的招待是通過硬件實現的，在PAC 設計了一個通用的、軟件形式的控制引擎用于應用程序的執行，控制引擎們于實時操作系統與應用程序之間，這個控制引擎與硬件平臺無關，可以在不同平臺的PAC 系統間移植，因此對于用戶來說，同樣的應用程序不需根據系統的功能需求和投資預算選擇不同性能的PAC 平臺。這樣，根據用戶需要的迅速的擴展和變化，用戶的系統和程序無需變化，即可無縫移植。

PAC 的操作系統采用通用的實時操作系統，如GE Fanuc 的PACSystems 系列產品即采用通用的、成熟的WindRiver 公司的Vx Works 實時操作系統，其可靠性已經得到全球大量的應用的證實，如美國火星探測器“奮進號”和“勇氣號”所采有的實時操作系統即為Vx Works。 PAC 系統的硬件結構采用標準的，通用的嵌入式系統結構設計，這樣其處理器可以使用最新的高性能CPU， 如GE Fanuc 的PACSystems 系列產品的CPU 即采用了Pentium 300/700MHz 處理器而且即將推出Pentium M 處理器的CPU。

PAC 系統的背板總線通常采用標準的、開放的背板總線，如GE Fanuc 的PACSystems
系列的RX7i 采用了VME64 總線；RX3i 采用了cPCI 總線，這兩種總線是目前嵌入式控制領域中最流行的總線標準，均可以支持多CPU 并行處理功能，而且由于采用了標準的開放的背板總線，使得GE Fanuc 的PACSystems 系列的產品可以支持大量的第三方模塊集成到PACSystems 產品中，如CPU 模板、通訊模板、I/O 模板等，體現了開放性的優越性。一個典型的例子是PACSystems 系列可以支持2.1G 的通訊速率。PAC 系統的編程軟件為統一平臺，集成了多領域的功能——包括邏輯控制，運動控制、過程控制和人機界面等各功能，對于數據點Tags 使用統一的數據庫，并且在一個工程中支持多個PAC 目標編程，既適合于過程控制系統的應用，也適合于工廠生產線多設備統一編程。PLC 基于專有技術建立，而PAC 的軟件和硬件由于采用了標準的通用的部件，可以使用COTS （商品現貨供應）產品和技術，這樣：
·有助于確保系統的可靠性和可用性因為可以保證硬件和軟件的迅速和方便的維
護；
·降低了系統價格和減少了停機時間因為可以隨時得到現貨；
·提高了開放性靈活性和可擴展性。

PAC 與PC Control 的區別
同樣作為可以利用最先進的計算機技術的高性能控制系統，PAC 與PC Control 也有著本質的區別。PAC 使用實時操作系統，所有系統硬件/軟件功能的控制引擎和應用程序負責，是真正的實時的，確定性的控制系統。PC Control 使用普通的商業操作系統，系統的控制功能屬于操作系統任務的一部分，所有系統的硬件/軟件功能的控制屬于操作系統的一部分，屬于非實時、非確定性的控制系統。

PAC 的優點
PAC 的控制解決方案，例如GE Fanuc 的PACSystems，實現了工廠和OEM 廠商都需
要的優點：
·提高了生產率和操作效率：一個通用的輕便控制引擎和綜合工程開發平臺允許快速的開發、實施和遷移；并且，由于它的開放性和靈活性，確保了真正的控制匯集點和與操作以及企業級的業務系統的無縫集成，優化了工廠的流程。
·降低了操作成本：使用通用、標準的架構和網絡，降低了操作成本，讓工程師們能夠為一個體現成本效益、使用現貨供應的平臺選擇不同的系統部件，而不是專有的產品和技術；只要求用戶在一個統一的平臺和開發環境上培訓，而不是幾種；并且為用戶提供了一個無縫遷移路徑，保護了用戶在I/O 和應用開發方面的投資。
·使用戶對他們的控制系統擁有更多的控制力：PAC-Systems 使用戶擁有了更多的靈活性來選擇適合每種特殊應用的硬件和編程語言，以他們自己的時間表來規劃升
級，并且可以在任何地方設計和制造產品。


GE Fanuc 公司的PACSystems 解決方案
最新的GE Fanuc 公司的PACSystems 產品系列，作為世界上第一代PAC 產品，其出
色的性能和結構贏得了包括控制工程等雜志的多項大獎（如圖3 ）。PACSystems 以基于標準嵌入式的商品化運行系統架構的控制引擎為特征，使引擎對多種平臺來說都十分輕便靈活，并使得用戶可以選擇適合特殊應用的硬件和編程語言。系統通過標準的通信機制如以太網、Profibus、DeviceNet 和智能網支持分布式的I/O。

PAC-Systems 的編程開發使用GE Fanuc 公司的CIMPLICITY Machine Edition 軟件。
這個開發軟件為開發、配置和診斷提供了通用的工程開發環境。用戶可以通過方便使用的基于Windows 的軟件開發控制軟件，并把它應用到他們的控制系統中。標記式開發語言、可重用代碼庫和用于改善在線故障分析的測試編輯環境，這些都說明CIMPLICITY Machine Edition 軟件是一種可以增加設計靈活性和改善工程效率和生產率的用戶友好的開發環境。GE Fanuc 公司的PACSystems 產品線由以下控制器組成，它們每一個都提供了不同的應用優點：
·基于VME64 的RX7i 提供了所有標準VME 模塊，包括90-70 系列I/O 和VMIC 模
塊；
·RX3i，提供了高速PCI 總線數據傳輸率和更廣泛的擴展功能來支持90-30 系列I/O
模塊；
·工業PC，一個全集成的顯示屏面和完全的工業PC；
·PCI 總線和VME 總線的可插拔卡為多種設備提供標準接口。


RX7i 和RX3i
GE Fanuc 公司的PACSystems 系列產品目前RX7i 和RX3i 兩個系列。高性能的RX7i，2003 年4 月面世。它擁有4 倍于已有PLC 底板的速度和10MB 的可用來編程和文件存儲的內存，PACSystems RX7i 是基于VME64，的支持各種標準VME模塊（包括90-70 系列I/O 和多CPU 結構可以進行并行運算處理），包含業界領先的嵌入式系統技術，使用Intel Pentium 300MHz 或700MHzCPU,內置PMC 子板的10/100MHz以太網卡，并且通過光纖影像內存技術支持冗余系統。RX3i，2004 年中面世，使用PCI 總線底板來支持高速PCI 數據傳輸率。支持標準底板使第三方可以方便的開發I/O、 通信、動作控制、可視和其它模塊。第三方可以從GE Fanuc公司購買一個開發工具箱來修改配合RX3i 使用的標準的PCI 總線卡。RX3i 底板也可匹配90-30 系列I/O 模塊。目前的RX3i 模塊使用或者Intel Pentium 處理器。


遠景展望
在可以預見的未來幾年內，開放型、標準化、可移植性等特征對于用戶越來越重要，
并且由于對最新嵌入式系統和軟件技術的快速融合，PAC 系統會逐步取代PLC 系統成為控制系統的主流產品，在廣泛的領域內給用戶提供最領先的技術，GE Fanuc 公司計劃引入附加PACSystems 模塊。除了發布工業PC 以及PCI 總線和VME 總線的可插拔卡之外，對產品線的支持將會包括控制器、對RX3i的中斷支持和其它功能。