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配对可编程自动化控制器和网络

当使用结合了处理器和FPGA的可编程自动化控制器(PAC)时,处理组件提供了不同的优势,可用于不同的通信任务。

迈克尔·索科,国家仪器公司
迈克尔·索科,国家仪器公司

工业网络问题通常与控制器讨论分开处理,因为网络仅用于向控制器发送数据和从控制器发送数据。但是对于下一代控制器,比如pac,在这些控制器中发现的两个独立的处理单元——cpu和fpga——创造了各种各样的网络选项。

例如,运行实时操作系统的处理器非常适合与分布式系统通信,存储测量数据,实现复杂的控制算法,以及管理来自I/O的数据,根据Michael Sopko的说法国家仪器的CompactRIO。他说:“FPGA非常快速和可靠,非常适合预处理I/O,在I/O通道之间实现自定义触发,开发高速控制和DSP算法,以及为独特的传感器和传感器定制数字协议。”

利用FPGA的灵活性,可以将一系列I/O集成到控制系统中,并在硬件层面上进行同步。Sopko补充说:“这意味着开发人员可以选择一系列模拟I/O,如高压和电流测量,数字I/O,从高速TTL到24V工业数字,以及众多工业通信总线。”

随着制造应用变得越来越复杂,pac将需要一个组件生态系统,每个组件都有其特定的功能。控制器必须与这些设备中的每一个通信。根据应用程序的复杂性,系统可能需要许多附加组件,也可能只需要少数组件就可以组成工业网络。

这就引出了我们对工业网络的看法。在办公室里,电脑、打印机、服务器等都是连接在一起的。系统的每个组件都可以相互通信,来回传输数据。这与连接plc、传感器、电机、执行器和其他设备的工业网络的基本设置相同。然而,Sopko指出,在工业中,这些系统使用不同的协议来实现更快的数据速率、低延迟和确定性通信。“每个工业网络协议都是专门为优化这些特性而设计的。这是办公室网络和工业网络之间的主要区别之一。虽然每个项目的前提都是一样的,但要求却有很大不同。”

正是这种处理这些差异的能力,使得具有多处理器功能的pac越来越多地成为许多制造业的首选控制器。

例如,在汽车领域,CAN协议可以满足许多行业的特定应用需求。Sopko表示:“由于汽车应用中的子系统数量众多,CAN在子系统通信方面的能力使其成为该行业的理想选择。pac处理这些子系统通信的能力是导致其在该行业中使用越来越多的主要因素之一。

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