通过Don Pham，IDEC产品经理
选择正确类型的机器控制器将使成本和复杂性最小化，同时仍然提供应用程序所需的性能。
机器自动化有许多不同的控制器选项，使您有机会选择一个与应用程序紧密匹配的控制器。所有这些选择都可能导致困惑。控制器比较表列出了每种类型的控制器的一些主要特性，以帮助指导您的选择。
让我们从在简单的应用程序中经常使用的一类控制器开始，因为它的成本低，体积小，易于实现。
受过教育的继电器
基于继电器的控制器在首次引入时非常基础，只适合用于替代一些继电器和定时器。但现在，这些智能继电器的能力正在接近那些微型plc，使它们成为控制简单机器的良好选择。这些扩展的能力导致了需求的增长，每年购买超过100万台，预计年增长率为6%。
大多数智能继电器都有一个完整的前面板字母数字显示(图1)，有些还具有可选的外部文本显示面板。通常，两个显示器显示相同的信息，外部显示器用于基地单元安装在控制框内，因此在正常操作期间不可见。
图1所示。智能继电器通常提供一个集成显示器，通常还提供一个模仿相同信息的外部显示器。
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虽然大多数智能继电器可以通过它们的显示器进行编程，但更常见的是使用基于pc的编程软件，这通常是随继电器一起免费提供的。一旦编程，至少一些智能继电器的设置，如报警设置和其他值，通常可以修改其显示。
较新的智能继电器除了串行或专有通信协议端口外，还具有一个以太网端口。该以太网端口可用于连接PC进行初始编程，编程完成后再连接其他设备。这些其他设备可能包括外部文本显示面板、其他智能继电器或以太网交换机。
一些较新的智能继电器具有内置的网络服务器功能，允许对网页进行编程并存储在单元中，以便使用任何网络浏览器进行远程访问。这一功能通过互联网将智能继电器与世界连接起来，对于远程访问非常有用。一些供应商也在编写智能手机应用程序，使其智能中继能够与苹果和安卓手机进行通信，这大大提高了远程访问的速度和方便性。
梯形图逻辑或功能块是选择的编程语言，可以轻松地编写有效的程序以进行简单操作。内部程序存储有限，因此操作不能过于复杂。智能继电器I / O用于严格离散，但模拟I / O现已成为一些更新的单位。
关于最大允许的I / O，IDEC的FL1F SmartreLay可以通过其基本单元和扩展模型来处理最多60个I / O.这些60 I / O最多包括24个离散输入，20个离散输出，8个模拟输入和8个模拟输出。
当该I / O的数量不充分时，或者当需要其他特征，例如图形显示或更复杂的控制时，下一步是PLC或PAC。
是PLC还是PAC?
可编程逻辑控制器(plc)和可编程自动化控制器(PACs)是世界上主要的驱动机器控制引擎，并有很好的理由。从20世纪60年代引入PLC作为继电器的替代品开始，这些控制器已经成长为机器控制市场的主导。年销量超过800万台，增长率约为7%。
虽然没有明确的界限来定义PLC和PAC之间的区别，一般来说PAC比PLC增加了更多的功能，特别是在控制非常复杂的系统。pac可以处理高级运动控制，整合视觉系统和执行模拟回路的高级控制——这是一组可能会给PLC带来过度负担的任务。
这些控制器运行范围从微型plc约32个内置I/O点，到功能齐全的pac能够处理数万I/O。例如，图2所示的Micro PLC可以处理多达520个I/O，其中126个I/O点可以是模拟的。虽然该控制器被标记为微型PLC，但它在许多方面接近PAC电源，包括执行速度和程序内存。
图2。更新的微型plc正在接近老型号pac的能力，这给pac增加新功能和能力带来了压力。
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可用于plc和pac的多种操作界面选项。第一种是供应商的操作员界面图形终端，通常用专用接口连接到控制器。第二种是嵌入式人机界面，它由运行在某种嵌入式平台上的第三方人机界面软件组成。第三种是基于pc的人机界面。
plc和pac是用基于PC的软件编写的，对程序的任何更改通常都需要一台PC。编程PC通常通过以太网端口与PLC或PAC连接。虽然程序通常不能在没有PC的情况下改变，但许多参数可以通过操作界面装置进行调整，如设定值和报警值。当操作界面设备是基于PC的人机界面时，PC也可以用于编程。
plc和pac几乎可以控制任何机器，许多现在都有内置的PID和运动控制。丰富的板上存储器允许实时和高速控制许多I/O点和控制循环，甚至复杂的应用程序，如多轴运动控制。
I/O的范围可达数万个点，并可以包括许多类型的本地和远程I/O模块。非常高速的应用程序可以通过具有快速扫描时间的特殊I/O模块来解决，当需要精度时，可以使用高分辨率模块。远程I/O模块通常有机器安装版本，不需要安装在机柜中。
网络选项很多，几乎所有的plc和pac都配备了多个以太网端口，并支持各种以太网协议。与这些端口的通信通常可以用脚本语言编写，对于这些类型的任务，脚本语言比阶梯逻辑功能更强大，也更容易使用。
说到编程，许多控制器支持IEC 61131语言套件，包括梯形图、功能框图、结构化文本、指令表和顺序功能图。
即使有了所有这些选项，有些应用程序要求更高的性能，因此工业PC是最佳选择。
图3。对于许多生产简单机器并希望降低成本的原始设备制造商来说，将操作界面和PLC组合成一个单元是一个有吸引力的选择。
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电脑的性能
工业PC (ipc)在机器控制方面处于领先地位，它将PC的电源和连接与PLC的坚固性相结合。正如人们所期望的那样，成本相应较高，使这些控制器的经济只适用于最苛刻的应用。
许多现代工业pc现在都有机架安装版本，使它们的外观和形状类似于PLC或PAC。IPC I/O看起来也类似，具有本地机架安装和远程选项，很容易扩展到数万个I/O点。ipc是所有控制器中最开放的，所以添加几乎任何类型的I/O都是可能的，通常通过添加一个插件卡来处理特定的协议。
由于ipc是如此开放，连接很容易，几乎可以连接到任何类型的HMI、控制器、视觉系统或高级计算平台，如数据库、ERP系统或制造执行系统。
与pc一样，ipc也可以配置为虚拟机，这意味着它们可以同时承载多个操作系统。例如，实时操作系统可用于控制，Windows操作系统可用于运行HMI，第三个操作系统可用于专用任务，如机器视觉。
在编程语言方面，IPC应该能够容纳所有IEC 61131语言，以及基于pc的语言，如c++和Virtual Basic。由于可以使用如此多的不同语言，IPC编程软件的成本通常相当高。
程序和数据存储存储器可以根据需要进行扩展，既可以执行大型实时控制程序，也可以存储制造数据。存储数据也有很多选择，包括内部磁盘驱动器、cd和跳转驱动器。
使用IPC获得更大效果的一种方法是将控制与HMI功能结合起来。完成此操作后，创建一个强大的图形界面所需要的就是一个工业监视器。正如combo Controllers侧边栏中所讨论的，这一概念也正以combo PLC+HMI单元的形式渗透到更多的应用中。
你的机器控制的三个主要选项是智能继电器，plc / pac和IPCs。每种选择都有它的位置，做出正确的选择将有助于降低成本和复杂性，同时为您的特定应用程序提供所需的性能水平。
组合控制器
特种控制器包括组合，运动和液压控制器。
组合PLC+HMI控制器将操作界面、控制器和I/O整合到一个单元中(图3)。与单独的控制器和操作界面相比，组合单元降低了成本，减少了所需的占地面积，并简化了集成。
成本减少，因为前期购买价格较少，安装和电线的组件较少，股票的组件较少。集成更容易，因为无需在控制器和操作员接口设备之间建立连接。
虽然组合单元传统上不如plc或pac强大，但在过去几年里，它们的功能已经扩展到模拟I/O和控制、以太网连接和web服务器功能。
运动控制器非常适合具有大量运动功能，但很少有其他实时控制要求的机器。虽然这些单元主要擅长运动控制，但许多还包括I/O和逻辑能力，以控制有限数量的离散和模拟输入和输出。
尽管许多plc、大多数pac和所有ipc都可以执行运动控制，使用专用运动控制器可以简化编程、启动和维护。
另一种类型的专用控制器是专用于液压系统，使它们成为控制液压机械的正确选择。正如工程师喜欢说的那样，只要有足够的时间和预算，几乎任何控制器都可以通过编程完成任何任务，包括对复杂液压系统的控制。但是，使用专用于这一特定功能的控制器为该工作提供了最佳工具，减少了设计和编程时间和成本，并简化了启动。
像运动控制器一样，大多数液压控制器包含逻辑和额外的I/O来控制除了液压系统之外的其他点。
扩展选项，包括专业单位，如组合plc +人机界面，运动控制器和液压控制器给设计师增加了灵活性，使他们能够更紧密地匹配机器需求的控制器功能。
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