分布式控制系统供应商对PAC问题的回应

我们收到了四份回复，分别来自ABB、艾默生过程管理、霍尼韦尔过程解决方案和横河电气公司的高管。

以下是《自动化世界》执行主编Wes Iversen发给每家公司的电子邮件的部分内容，以及我们收到的回复:

“我正在为《自动化世界》(Automation World) 2月刊撰写一篇关于可编程自动化控制器(pac)的专题报道寻求一些意见。

PAC一词最初由ARC咨询集团在2002年定义，描述了一种最终将取代plc的新型控制器。ARC为pac定义了各种特性，包括多域功能——处理逻辑、运动和过程控制的能力，以及其他功能——所有这些都在一个单一的控制平台上。

作为本文研究的一部分，我从几个主要的PLC供应商那里得到了一些评论，这些评论指出，pac不仅在越来越多的应用中取代了PLC，而且pac还在与、和进行竞争在一些应用程序中取代dcs，尤其是“混合”应用程序。

他们说，在越来越多的情况下，主要的DCS和PLC供应商现在发现自己在竞标相同的工作，PAC解决方案赢得了以前属于DCS的合同。这种“混合”应用的例子可能包括食品加工厂，过去可能在工厂的一端使用DCS进行过程控制，而在另一端使用PLC处理包装线;今天，这个工厂可能会使用PAC技术来完成整个综合控制工作。根据一些PLC/PAC供应商的说法，同样的事情正在石油和天然气、制药和其他传统DCS据点发生。

我想知道你是否可以回答关于这个话题的几个问题:

1)作为一个主要的过程控制供应商，您是否更经常地与传统的PLC供应商竞争，为离散和过程控制需求的混合应用提供PAC解决方案?
2)你们的产品线与传统PLC供应商提供的PAC技术相比如何?
3)您是否加强了您的产品线或增加了新的控制器产品，以更有效地追逐集成控制的“混合”市场?如果有，请描述。
4)您如何描述您的产品线在单一平台上处理逻辑或离散控制以及过程控制的能力?运动控制呢?其他控制域?
5)对于-à-vis这类多域控制应用，你认为未来的控制市场将走向何方?”

以下是收到的答复:

ABB公司东区域渠道经理Jonathan Bretzius的回复
1)作为一个主要的过程控制供应商，您是否更经常地与传统的PLC供应商竞争，为离散和过程控制需求的混合应用提供PAC解决方案?

Bretzius:当然，与过去几十年相比，许多客户现在都在使用更小、更灵活、更分布式的系统，这为具有混合功能的PLC供应商打开了大门。传统上销售PLC的供应商肯定已经在推进过程自动化与混合系统，正如经典的大型DCS供应商已经通过重新包装DCS系统的控制器部分推进PLC和工厂/离散自动化领域。在控制层面，双方的差异或差距已经消除，重度过程自动化用户似乎仍然偏好强大的高级过程控制功能(和相关支持专业知识)，这仍然更容易在DCS控制器中实现。

在ARC的“PAC”术语被创造出来之前，PLC和DCS一直在竞争，混合控制器已经在使用。许多DCS和PLC具有许多先进的和“PAC-like”的功能，但不一定称自己为PAC。随着技术的进步，并不是每个人都有动力采用新的PAC术语。我们今天使用的术语是控制器或混合控制器。术语“混合”作为PLC/DCS融合的一个新术语已经足够了，直到ARC将运动作为一个新的考虑领域。运动通常更多地应用于PLC领域。

经典PLC供应商和经典DCS供应商之间的主要区别似乎是整个混合控制系统的信息紧密集成。例如，工程师应该能够搜索变量，不仅是控制逻辑，还包括图形、历史记录、批处理、资产优化和现场总线、现场设备配置。今天，集成化的信息是由DCS供应商最有效地交付的，特别是通过一个从头开始构建的集成系统——如ABB的扩展自动化系统800xA，或自由紧凑型DCS系统。

2)你们的产品线与传统PLC供应商提供的PAC技术相比如何?

Bretzius:ABB将自动化市场分为四类:工厂自动化PLC、过程自动化PLC、紧凑型混合DCS系统和全功能DCS系统。我们的理念与采用PAC技术的传统PLC供应商一致。对于流程密集的客户需求，我们采用Compact 800、freelancer和System 800xA解决方案和支持。对于更分散的密集需求，我们采用AC500解决方案和支持。更棒的是，在必要时，这四种ABB系统都可以组合在一起，达到最好的效果(以及ABB驱动器、仪表、分析、电机等)。

我们所有的系统都支持IEC 61131-3逻辑工具，但每个细分市场仍然需要一些功能，这些功能需要特定的特性，而这些特性并不适用于每个细分市场。

• ABB的AC500是我们的工厂自动化PLC，提供微秒级的扫描时间，非常适合高速应用，如印刷机或精确的高速切割到长度应用，以及运动控制，这是PACs的假定领域。AC500擅长集成高速“离散”主/从总线能力(Modbus, Modbus RTU, Profibus DP, DeviceNet, CANOpen, ASibus…)以及DDE/OPC，以太网和ARCnet。集成的HMI紧密地连接了信息和控制逻辑。

• ABB的Compact 800是我们的过程PLC，为独立、高级过程控制、冗余和大多数混合应用的完整过程模拟提供入门级定价。该解决方案提供了一个具有成本效益但可扩展的基础，可以成长为一个完整的全厂控制系统，具有全系统信息的完整集成。

• ABB的自由系统是我们紧凑的DCS系统，控制、图形、历史记录、报警和事件、现场总线工程、现场设备管理之间的紧密集成是开箱即用的，不需要服务器数据库开销。

• ABB的System 800xA是我们的旗舰DCS系统，提供与上述混合DCS功能的完整企业集成，以及批处理、安全、实时生产智能的紧密集成，以及对第三方数据库应用程序(如Maximo、SAP或Intergraph SmartPlant Instrumentation等)的企业广泛集成。System 800xA使用我们的方面对象专利技术将基于对象的编程带到了企业级。

ABB的自由职业和800xA系统还专门从事“过程”总线功能(基金会现场总线H1/HSE、Profibus PA/DP、HART、Modbus、Modbus RTU、Modbus TCP/IP……)，通常用于过程应用。

如果PAC假定DCS和PLC应用程序都覆盖了域(更不用说运动了)，那么它应该同时提供离散总线和过程总线功能，这些功能既广泛又易于使用。这是一个艰巨的任务，ABB在我们的产品营销组合方面做得非常好。

3)您是否加强了您的产品线或增加了新的控制器产品，以更有效地追逐集成控制的“混合”市场?如果有，请描述。

Bretzius:Compact 800、freelancer和System 800xA都可以配置为混合系统，以很好地执行PAC功能。Control Builder工具集将梯形逻辑和指令列表离散编程语言与功能框图、结构化文本和顺序功能图的顺序编程语言无缝集成。所有ABB控制器都支持真正的多任务处理，以确保为每个关键的离散控制回路获得正确的过程扫描时间(可达10毫秒)，同时通过延长较慢的过程控制回路的扫描时间，允许广泛的过程控制能力。近年来，我们还开发了一系列工业现场面板，“Panel 800”，以支持整个工厂的分布式PLC/PAC的需求，因为整个工程/操作员工作站不太适合。此外，开放机架配置和远程I/O支持允许在一个公共平台上从低于100个I/O到超过1000000个I/O点的完全可伸缩性。

针对AC500 PLC，集成到编程软件中的HMI提供了比传统PLC更紧密耦合的操作界面，创造了一个混合环境。与ABB的Compact 800、freelator和800xA系统一样，AC500的多任务优势对程序执行效率和简化非常重要。通过高速cpu(微秒扫描)在高速总线上执行高速I/O，确保了快速循环执行。标准AC500 I/O可根据需要配置为高速执行。为了分散控制，以及为了模块化、安全性和/或执行速度，一个控制器中的大型程序可以很容易且成本低廉地分离到更小的、功能非常强大的控制器中，这些控制器可以通过无数的总线选项紧密集成，采用强大的本地和全局变量方案。对于分布式(去中心化)体系结构，AC500在精益成本和易于实现方面非常有效....需要的硬件接口非常少，软件非常灵活，所需的软件工作量也少得多。＼

ABB认证为“工业it支持”的许多ABB和第三方离散和过程设备，可以一起用于企业解决方案。这包括我们的控制器/设备来自离散世界(PLC的，开关，传感器，电机，启动器)和我们的控制器/设备来自过程世界(DCS，混合动力，分析仪，变送器，阀门)。实际上，我们可以将ABB DCS控制器与ABB PLC I/O混合匹配成一个统一的系统(在许多其他正在进行的开发中)。

4)您如何描述您的产品线在单一平台上处理逻辑或离散控制以及过程控制的能力?运动控制呢?其他控制域?

Bretzius:ABB的每个自动化解决方案都完全支持IEC 61131-3逻辑开发、创建功能块和代码库的工具以及DDE/OPC。此外，它们都具有多程序、多任务处理能力，支持高速计数器、事件序列，以及有能力的工程开发和测试/模拟工具。每个控制器将支持来自过程和离散制造市场的广泛的工业现场总线架构。运动控制是AC500日益增长的专长，它很好地使用PLC-Open运动控制功能块和ABB ACS/M1高性能驱动器，以满足当今运动和定位控制应用的需求。由于ABB在变频驱动、仪器仪表、分析、电源和电机控制方面的市场领先地位，ABB能够提供非常复杂的机器、开关设备和电机控制的交钥匙自动化解决方案，无论是否使用ABB控制器，它们都与整个控制系统紧密结合。

5)对于-à-vis这类多域控制应用程序，您认为控制市场未来的发展方向是什么?

Bretzius:ABB已将我们的自动化产品组合与四个不同的品牌相结合，以满足我们上文所定义的每个细分市场的特定需求。而不是假设一种类型的控制器可以做所有的事情(对供应商有吸引力)，市场将有可能继续需要一个解决方案，精确地满足个别客户的需求。在所有供应商中，ABB作为DCS和PLC以及所有相关的离散/过程现场设备的长期供应商有着独特和悠久的历史。

我们认为，市场需求是独特的，需要多控制器策略，这一趋势将继续需要每个行业的特定功能，这将使遵循“一刀切”的战略非常困难。就像老虎伍兹或任何高尔夫球手都知道的那样，你需要合适的工具来适应你所处环境所需的景观和距离。

市场部副总裁Duncan Schleiss的回复。艾默生过程管理
关于PAC(可编程自动化控制器)概念的一些思考。让我们把PAC看作是一个具有某种功能能力的CPU。对于CPU消耗较少的应用程序，将需要小型pac，同时也需要大型pac。同样，并不是所有的计算算法都可以用PC来解决，一些琐碎的应用程序也不需要Cray计算机。同样地，一些会专门建造，例如SIS(安全集成系统)，运动，高级控制，或嵌入式批处理。有些需要在室内，有些需要在室外，有不同的环境条件。人们所看到的是各种各样的pac用于各种各样的应用。在某些情况下，可以使用类似或相同的硬件，而在其他情况下，经济不允许这样做。尽管如此，在IT计算世界为各种应用程序提供各种硬件解决方案的同样意义上，也出现了一系列CPU需求。

在软件方面，需要各种各样的软件应用程序来解决应用程序空间——从运动计算、MES、PID、同步驱动器等。在功能上可能会出现一些重叠，但在大多数情况下，适合用途的应用软件应占主导地位。

这样就留下了各种各样的物理cpu和各种各样的应用程序软件，一些供应商覆盖特定的领域，而另一些则试图覆盖整个或部分领域。

在艾默生，我们有意识地决定专注于那些不具备包装或汽车行业运动控制需求的关键行业。考虑到这一点，通过将此功能集成到专门为过程控制设计的控制器中，我们几乎看不到额外的客户价值。

在极少的情况下，需要将客户的包装应用程序作为基本过程控制系统的扩展。在这些情况下，包单元通常带有PLC的安装。在这种情况下，与PLC的集成比其他任何事情都重要，这是我们一直关注的领域。与艾默生的本地解决方案相比，在以太网/IP、ProfiNET、HSE等方面的紧密集成解决方案对我们的客户更有价值，我们专注于简化这种集成。这种方法与我们的客户产生了共鸣。

在这种背景下，我们不认为有必要在艾默生所服务的市场中专门设立PAC，也不认为需要多领域功能。我们宁愿把额外的努力花在为传统空间的客户提供额外的价值上。

在这样的背景下，我们在下面回答了大家的问题。

1)作为一个主要的过程控制供应商，您是否更经常地与传统的PLC供应商竞争，为离散和过程控制需求的混合应用提供PAC解决方案?

Schleiss:不。我们专注于非常特定的市场，发现自己在与传统的竞争对手竞争。我们很少在这个领域看到PLC供应商。

2)你们的产品线与传统PLC供应商提供的PAC技术相比如何?

Schleiss:在我们服务的市场上，我们不与plc竞争。

3)您是否加强了您的产品线或增加了新的控制器产品，以更有效地追逐集成控制的“混合”市场?如果有，请描述。

Schleiss:自推出以来，我们的产品线在服务市场中得到了加强、扩展和改进。我们将继续改进这些产品。在混合市场中，我们专注于让客户根据某些特性(通常是价格，因为这些应用程序主要由商用plc处理)选择供应商，并确保我们对这些选项有世界上最好的集成。

4)你如何描述你的产品线处理逻辑或离散控制的能力?运动控制?其他控制域?

Schleiss:我们的自动化系统通过编程或使用预先构建的逻辑块来实现逻辑功能。我们有能力很好地处理离散控制。我们可以解决我们的重点客户的所有需求，注意到运动控制市场不是我们的重点。

5)对于-à-vis这类多域控制应用程序，您认为控制市场未来的发展方向是什么?

Schleiss:市场保持不变，并没有从这些多域控制器中受益。这个问题有点类似于问一个介于橘子和苹果之间的东西是否能满足消费者的口味。我们认为，相信这不会奏效是一个相当不错的赌注——市场不同，消费者寻求不同的解决方案。

霍尼韦尔过程解决方案发展中市场细分市场经理Jamie Bohan的回答
1)作为一个主要的过程控制供应商，您是否更经常地与传统的PLC供应商竞争，为离散和过程控制需求的混合应用提供PAC解决方案?

汉:假设你说的离散指的是包装，答案是否定的。我们确实看到PLC供应商在竞争混合机会，但我们没有看到他们提供PAC类型的解决方案。

2)你们的产品线与传统PLC供应商提供的PAC技术相比如何?

汉:ARC定义的PAC概念是基于互操作性的工具，这些工具将逻辑控制、过程控制、运动控制和驱动控制等多种学科结合在一个单一的、开放的平台上，具有公共标签和单一的数据库。这种类型的系统长期以来一直是DCS世界的需求。事实上，“混合”一词是由DCS供应商在多年前率先提出的，他们能够在一个平台上同时提供顺序控制和过程控制。

我们看到PLC供应商在处理小过程的过程控制需求方面取得了长足的进步。然而，当涉及到过程控制(相对于PLC发展起来的运动/离散控制)时，PLC和DCS之间存在一些非常真实的差异，这在基于PLC的平台上是无法克服的。正是在这方面，我们看到了目前PAC产品的最大差距。

3)您是否加强了您的产品线或增加了新的控制器产品，以更有效地追逐集成控制的“混合”市场?如果有，请描述。

汉:霍尼韦尔在混合动力汽车市场已经有20多年的历史，与批量制造领域的一些大公司合作。正如下面所描述的，我们的平台目前提供了所需的集成。

4)你如何描述你的产品线处理逻辑或离散控制的能力?运动控制?其他控制域?

汉:我们平台的目标是提供一个“操作驾驶舱”，操作员可以从这里看到所有必要的工厂信息。数据的来源与操作员无关，而高效和有效地监控和运行工厂的能力才是最重要的。可以将来自任何来源的数据引入平台，并使用全局数据库进行集成。这提供了从任何来源以一致的方式访问信息、管理告警、查看图形等的能力。从控制的角度来看，我们推荐并提供过程和运动控制的专用控制处理器，因为这两个领域是非常不同的。

5)对于-à-vis这类多域控制应用程序，您认为控制市场未来的发展方向是什么?

汉:霍尼韦尔在这些市场的经验是，客户对过程和运动控制的自动化都有特定的要求，他们不愿意为了一个单一的控制器而在这两个方面做出妥协。因此，在提供集成平台的同时，维护每个域的控制和操作特性是至关重要的。我们不认为这种情况会消失。这个范例非常类似于IT与工厂控制的集成。这两个领域具有不同的驱动因素和不同的操作理念。尽管在过去的几年中，这两者已经有了一些融合，但仍然需要保持工厂的完整性。

美国横河公司系统营销和销售支持经理Bruce Jensen的回复

1)作为一个主要的过程控制供应商，您是否更经常地与传统的PLC供应商竞争，为离散和过程控制需求的混合应用提供PAC解决方案?

詹森:有时我们会在小型系统应用领域或如您所述的特定行业进行竞争。

然而，在炼油、石化领域，项目往往是大型的，这种情况就不那么严重了。通常PLC/PAC作为I/O子系统增加整体解决方案，横河的DCS是流程操作员的主要HMI。

决策因素通常包括冗余程度、单源还是多源、初始价格、谁负责应用程序、模拟和/或数字响应所需的速度以及使用哪些行业经验。

在小型系统应用程序中，它们可能不是因素。正如你在《制药和食品》中提到的，他们可能想在加工和包装领域有一个统一的系统和架构。在较大的应用程序中，影响因素包括所需的工程级别、单一责任来源、10年以上期间的总拥有成本、冗余级别和性能。

2)你们的产品线与传统PLC供应商提供的PAC技术相比如何?

詹森:这些因素通常与初始价格和总拥有成本有关，较少与技术有关。由于DCS中用于控制器和I/O以及现场网络的外形因素较小，DCS系统的每点价格已经下降，使其与PAC/PLC体系结构具有竞争力。

PAC/PLC已经发展了自己的体系结构，以处理更大的I/O、现场网络的集成和更完整的控制算法库。我们现在称之为可扩展。

DCS系统相对于PAC的优势是对非常大的I/O计数的可伸缩性。控制器、网络和固件被设计为高通信和处理负载，使它们更可靠，具有更高的性能(特别是在HMI级别，数据必须从控制器通信和显示到HMI，以及在循环性能级别)，其中PAC在离散级别处理更快的处理。

但本质上，系统架构涉及1)HMI, 2)控制器3)I/O，以及4)将I/O与控制器、控制器与其他控制器和HMI以及信息基础设施连接起来的网络。主要的区别在于如何将这些组件组合在一起，以及配置和工程工具和复杂程度是什么。

通常，PLC/PAC需要控制器数据库和HMI数据库的配置/工程。在DCS中，这是一个全局数据库，由系统自动创建诊断显示。但对我来说，DCS、混合式、PAC、PLC这些术语并没有太多意义，关键是用户需要什么样的功能，以及需要什么样的硬件和软件工具来实现这些功能。

目前的情况是，系统通过I/O、控制器和HMI执行的功能正在趋同，尽管仍存在一些体系结构上的差异，以及软件工作的方式。

3)您是否加强了您的产品线或增加了新的控制器产品，以更有效地追逐集成控制的“混合”市场?如果有，请描述。

詹森:横河在2001年为其CENTUM CS 3000 DCS系统引入了更紧凑的控制器和I/O，并从那时起增加了不同种类的I/O。

这些模块大多是模拟和数字卡，具有不同的隔离特性和不同的密度。此外，一组通信I/O模块来讨论各种现场网络，基金会现场总线，Profibus，现在甚至是以太网/IP。其中一个最近的I/O，将于2月发布的是一个特定的涡轮控制I/O模块-伺服模块(LVDT或1至5 V DC标准化信号的位置反馈信号和24V DC ON/OFF信号的快速关闭和输出高达+- 50mA信号的伺服控制)。

在此期间，通过NT、Windows 2000、XP、2003 Server和现在的Vista增强了HMI和集成能力。2005年，横河引入了GB网络和其他扩展，包括用于子系统的OPC客户端能力和迁移其他供应商系统。此外，还引入了一种可处理14个额外I/O节点的紧凑控制器，以获得更高的容量。

4)您如何描述您的产品线在单一平台上处理逻辑或离散控制以及过程控制的能力?运动控制呢?其他控制域?

詹森:横河为不同市场和不同行业所需的功能提供全方位的产品:CENTUM cs3000 -分布式控制系统;ProSafe-RS -安全仪表系统-使用1131-3配置工具集;Stardom - SCADA RTU, 1个小型控制器砖和一个灵活的I/O控制器，可以描述为一个PAC;FA-M3——一种用于工厂自动化的PLC——在日本比在美国更受欢迎，包括运动控制I/O;DAQstation和MW100 -记录和数据采集站。

因此，横河拥有一系列流程自动化系统，涵盖了公司不同部门的全部应用程序和用户需求。

因此，每个系统的功能在不同的过程工业和不同的应用中都有优势。所以在内部，我们有一些相同的问题，在我们自己的组合中为应用程序和行业定制正确的产品。

但说到你的问题指向的地方，我假设是DCS，所以在单一平台上处理逻辑、离散控制和过程控制的能力是大多数DCS设计中固有的，大多数DCS/混合供应商已经扩展了体系结构，以处理多场网络，并设计用于处理子系统和监控系统的集成。政治行动委员会也在朝这个方向发展

5)你认为控制市场在-à-vis的未来走向如何这类多域控制应用程序?

詹森:DCS、Hybrid、PAC、PLC甚至SCADA在行业中产生了更多的情感反应，用户倾向于将这些术语与他们从使用过的具有这些名称的遗留系统中了解到的体系结构和软件等同起来。

实际上，这是关于如何将体系结构组合在一起，以及如何使用软件工具集来创建更直观、更省力的应用程序。

此外，未来的网络体系结构和以太网协议将具有更好的内置安全功能，而不是附加功能，从而使内部和外部访问的体系结构配置更容易。

要查看这条边栏的主要故事——“pac获得动力”——请访问www.myenum.com/view - 3895．