PAC系统概述

    为了满足不断增长的机器和工业控制系统开发需要，处于领先地位的自动化厂商们已经开发出新一代的工业控制器,即可编程自动化控制器(PAC)。在一种开放灵活的软件构架下，PAC将PLC的稳定性和PC的多功能相结合。使用这些控制器，您可以开发高级应用系统，它不仅包括高级控制、通信、数据记录和信号处理等软件特性，还包括一个稳定的控制器以提供逻辑、运动、过程控制和视觉等高级功能。

    NI PAC系统构架

    NI PAC构架是由NI LabVIEW以及五中PAC硬件平台加上实时操作系统组成的。 LabVIEW不仅为您提供创建复杂测量控制系统的编译灵活性，同时因为它直观的图形化开发界面而非常容易使用。使用LabVIEW，您可以利用数百个内置的控制和分析函数，快速开发各种复杂程序。您还可以在LabVIEW中调用其他软件开发的程序代码，如LabWindows/CVI、C或MathWorks Simulink等，用于处理I/O、运动控制、机器视觉及仪器通信等各种应用。

    1 PAC系统开发软件

    简介

    NI LabVIEW是一个图形化的开发环境，为要求严格的工业测量、自动化和控制应用提供了独一无二的灵活性和易用性。使用NI LabVIEW，您可以为您的交互式控制系统快速创建用户界面。您只需简单地组合各个程序模块即可定义好系统的功能，并使用直观的LabVIEW图形开发范例创建控制应用程序，然后发布到分布式系统或独立系统中运行。通过一组多种多样的函数和工具选板——从简单的模拟PID过程控制环到高通道数混合控制系统，无论是简单或复杂的应用，LabVIEW都可以轻松胜任。

    LabVIEW 如何工作

    每个LabVIEW RT(实时)目标硬件都有一个运行实时操作系统的专用处理器，以保证可靠性、稳定性和确定性。通过在LabVIEW环境中添加LabVIEW FPGA模块，您可以创建直接运行在FPGA芯片上的代码，以获得优越性能和特定定时。在工业测量、自动化和控制应用中运用LabVIEW，依照如下三步进行：

    (1) 选择您的I/O - LabVIEW支持最广泛的I/O种类，从数据采集、运动控制和机器视觉，到机器视觉及用户自定义的I/O，非常广泛。

    (2) 选择您的分析或控制方法 - 使用超过450种LabVIEW分析和控制函数，来设计可满足您特殊需求的系统。

    (3) 选择您的实时硬件平台 - 一旦创建好了您的LabVIEW应用程序，即可将其发布到您所选择的硬件平台上实时地运行。

    2 PAC系统开发硬件

    (1) PXI/CompactPCI

    概述

    PXI是一个基于CompactPCI架构的多厂商工业标准。因为PXI提供了一个基于PC的模块化平台，它支持NI以及第三方的CompactPC和PXI插入式模块，所以PXI是中型及大型应用的理想之选。PXI提供了最广泛的I/O种类，包括1000 V隔离模拟输入、高密度数字I/O、用于机器视觉的模拟和数字图像采集设备以及并列多通道运动控制等。

    PXI极易使用，同时支持Windows和RT(实时)操作系统。对于工业级应用，PXI具备如下技术规范：宽泛的工作温度(0 - 55 °C)、可定义的冷却(25 W/slot)和功率要求以及强大的承受冲击和振动能力。可定义的冷却和功率规范确保PXI平台支持广泛的模块化I/O。PXI是一种带背板同步功能的稳定的工业级平台，可用于诸如视觉引导的运动控制及高通道相位同步测量等各种应用。

    (2) Compact FieldPoint

    概述

    Compact FieldPoint是一种易于使用、可扩展性强的可编程自动化控制器(PAC)，由稳定的I/O模块和智能通信接口组成。将您的NI LabVIEW应用程序下载到嵌入式控制器上即可保证可靠、独立的运行，同时可将您的传感器直接与高精度的模拟与离散I/O模块相连。这些工业I/O模块将原始传感器信号进行滤波、校准、调理等各种处理，将其变成适合处理的工程单位，并可进行自我诊断以查找问题，如断开的热电偶等。Compact FieldPoint的网络通信接口可通过以太网自动发布测量数据。您可以使用同样简单的读写软件框架访问附近或网络上数英里外的I/O点。

    益处

    使用Compact FieldPoint的下列特性快速构建坚固稳定的工业系统：

• 抗冲击50 G，抗振动5 G
• 工业级操作温度：-40°C 到 70°C
• 内置带隔离的信号调理功能
• 标准的以太网和Web通信

    (3) CompactRIO

    概述

    NI CompactRIO 可编程自动化控制器(PAC)组合RT(实时)和FPGA技术，用一种小型、坚固的工业控制与采集平台为用户提供超高性能。这个低成本结构包括一个可重配置I/O FPGA核（以提供专用硬件电路的可靠性和硅片上的并行执行性能）、一个实时嵌入式处理器（用于独立和分布式实时操作，通过一个内置的基于web的人机接口）和工业级可互换的模拟和数字I/O模块（以直接连接工业传感器和激励装置）。通过NI LabVIEW图形开发环境（可用于诸如机器控制、振动监测、独立/分布式控制和采集等各种工业应用），对整个NI CompactRIO嵌入式系统进行编程，从而大大缩短开发时间。

    益处

    使用CompactRIO，您可以快速开发各种复杂应用系统，因为它具备：

• LabVIEW快速图形化开发工具
• 直接连接传感器或执行装置的带隔离功能的工业I/O模块
• 低成本、立即可用于工作的外包装

    (4) Compact Vision System

    概述

    将您的NI LabVIEW应用程序发布到NI Compact Vision System(CVS)上运行，即可建立机器视觉和简单的控制应用。NI Compact Vision System将NI LabVIEW RT (实时)模块的应用拓展到了一个坚固稳定的机器视觉组合中，以适应工业检测中常见的恶劣环境。

    使用IEEE 1394 (FireWire) 技术，Compact Vision System兼容的工业摄像头超过100种，包括各种等级的价格、功能和性能。通过三个IEEE 1394(FireWire) 端口，您可以实现多达16个摄像头的多摄像头监测。而且，Compact Vision System提供可重配置的I/O FPGA，用于高速数字控制或步进马达控制的定制。

    益处

    使用Compact Vision System，您可以快速构建稳定的视觉系统，它具备：

• 1623 MIPS的高性能Intel处理器
• 多达16路IEEE 1394 (FireWire)摄像头输入
• 抗冲击50 G，抗振动5 G
• 29条隔离FPGA数字I/O线

    (5) 工业计算机

    概述

    NI提供开放的、基于PC的硬件和软件产品，以支持NI和第三方的硬件平台。工业计算机(Industrial PC)为布置模拟、数字、运动、视觉和可重配置I/O(RIO)等各种应用提供了一个良好的平台。工业计算机的生产厂商很多，而且与台式计算机相比，工业计算机提供的基于PC的技术更为坚固稳定。对于要求实时控制的应用，NI LabVIEW RT(实时)模块支持某些第三方工业计算机。

    对于要求可定义的冷却功能、高功率模块、集成式背板同步功能或实时支持的工业应用，PXI提供了一个开放式的、多厂商的、基于PC的平台。

    益处

    采用工业计算机构建的开放式系统具备以下特点：

• 集成I/O、运动、视觉以及工业通信的插入式PCI板卡
• NI软件和PCI硬件支持 (包括NI LabVIEW RT模块)
• 广泛的工业计算机厂商选择