集成工業(yè)系統(tǒng)（I2S），一家數(shù)十年來(lái)專門生產(chǎn)現(xiàn)有金屬軋機(jī)設(shè)備與控制系統(tǒng)的私營(yíng)美國(guó)OEM公司，為我們提供了一個(gè)關(guān)于如何改善現(xiàn)有PLC系統(tǒng)的極佳范例。多年來(lái)，I2S一直使用PLC實(shí)現(xiàn)其所產(chǎn)軋機(jī)的自動(dòng)化和控制。近年來(lái)，該公司業(yè)已開(kāi)始嘗試升級(jí)其軋機(jī)控制系統(tǒng)以改善效率與質(zhì)量。為了升級(jí)該系統(tǒng)并改進(jìn)其機(jī)器設(shè)備，I2S需要這樣一個(gè)解決方案，它能提供更高的模擬輸入精度以便實(shí)現(xiàn)與其伽馬測(cè)量傳感器的接口，以及高級(jí)信號(hào)處理功能，以提取來(lái)自傳感器的模擬信號(hào)并將該信號(hào)轉(zhuǎn)換為一個(gè)極為準(zhǔn)確的厚度測(cè)量值（PLC將在軋機(jī)控制循環(huán)中使用這一測(cè)量值）。
圖 您可以利用NI LabVIEW工具與CompactRIO中的FPGA，定制每個(gè)I/O模塊的定時(shí)特性。
I2S將CompactRIO模擬輸入模塊連接至伽馬厚度傳感器，以提供執(zhí)行必要精度測(cè)量所需的高速定時(shí)與精度。由于每個(gè)I/O模塊直接與FPGA相連，I2S工程師們可以利用LabVIEW FPGA方便地定制CompactRIO模擬I/O速率。
從伽瑪傳感器采集模擬數(shù)據(jù)之后，CompactRIO實(shí)時(shí)處理器利用內(nèi)置的LabVIEW實(shí)時(shí)浮點(diǎn)功能模塊，將來(lái)自傳感器的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為一個(gè)準(zhǔn)確的厚度測(cè)量值。CompactRIO運(yùn)行FPGA與實(shí)時(shí)處理器中的I/O與信號(hào)處理的所有功能，并將一個(gè)極為準(zhǔn)確的厚度測(cè)量值發(fā)送至所連接的PLC，絲毫沒(méi)有降低現(xiàn)有PLC控制循環(huán)的速率。
將PAC連接至現(xiàn)有PLC架構(gòu)的三種基本方法：
1、基本模擬與數(shù)字I/O——可以將模擬和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)從PAC輸出至PLC。這也是I2S將處理后的數(shù)據(jù)從CompactRIO PAC輸出到運(yùn)行軋機(jī)控制循環(huán)的PLC所采用的方法，
2、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)——大量的PAC產(chǎn)品支持工業(yè)協(xié)議，如DeviceNet、Profibus和CANopen，以及基于以太網(wǎng)的協(xié)議（如TCP/IP、UDP和Modbus TCP/IP）。I2S選用以太網(wǎng)協(xié)議實(shí)現(xiàn)CompactRIO PAC間的數(shù)據(jù)傳輸，以及PAC、PLC與聯(lián)網(wǎng)HMI間的接口。
3、OPC連接——PAC也可以充當(dāng)過(guò)程控制（OPC）客戶或服務(wù)器的OLE，與PLC或其它使用OPC標(biāo)記的PAC收發(fā)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。OPC標(biāo)準(zhǔn)提供了一組通用的例程，該例程給出了方便實(shí)現(xiàn)來(lái)自不同廠商的自動(dòng)化系統(tǒng)的接口。
在I2S，每臺(tái)軋機(jī)包含三個(gè)聯(lián)網(wǎng)的CompactRIO系統(tǒng)。其中，連接至基于伽馬的傳感器的兩個(gè)CompactRIO系統(tǒng)，執(zhí)行模擬輸入測(cè)量和高級(jí)信號(hào)處理功能，以計(jì)算精確的厚度測(cè)量值。第三個(gè)CompactRIO系統(tǒng)接受來(lái)自其它兩個(gè)系統(tǒng)的厚度測(cè)量值，并將一個(gè)模擬測(cè)量值輸出至控制軋機(jī)的PLC。
處理后的數(shù)據(jù)通過(guò)以太網(wǎng)，以小于20毫秒的間隔在聯(lián)網(wǎng)的CompactRIO系統(tǒng)間傳送。CompactRIO測(cè)量值的采集、處理和傳送，均以足夠快的速度將精確的厚度測(cè)量值輸入至PLC控制循環(huán)，而不會(huì)降低控制循環(huán)的速度。利用帶有10/100 Mbps以太網(wǎng)端口的基于LAN的CompactRIO系統(tǒng)，I2S可以通過(guò)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議，方便地連接至聯(lián)網(wǎng)的Allen-BradleyPLC和HMI系統(tǒng)。
在未來(lái)的數(shù)年中，工程師與科學(xué)家們將繼續(xù)使用PLC實(shí)現(xiàn)我們所處環(huán)境的自動(dòng)化，但隨著機(jī)械裝置的進(jìn)步和自動(dòng)化效率的提高，PLC往往無(wú)法單獨(dú)完成所有任務(wù)。PAC技術(shù)為PLC提供了很好的互補(bǔ)，它增加了傳統(tǒng)PLC無(wú)法提供的高性能I/O和處理能力。通過(guò)多種可用于連接PAC與現(xiàn)有PLC架構(gòu)的方法，工程師們現(xiàn)在擁有了一種提高其基于PLC的自動(dòng)化系統(tǒng)的簡(jiǎn)便方法。
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