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《工业控制网络安全技术与实践》一2.3.2 可编程自动化控制器

简介: 本文讲的是工业控制网络安全技术与实践一2.3.2 可编程自动化控制器,本节书摘来华章计算机《工业控制网络安全技术与实践》一书中的第2章,第2.3.2节,姚 羽 祝烈煌 武传坤 编著 译更多章节内容可以访问云栖社区“华章计算机”公众号查看。

2.3.2 可编程自动化控制器

本文讲的是工业控制网络安全技术与实践一2.3.2 可编程自动化控制器,可编程自动化控制器(PAC)的定义为:由一个轻便的控制引擎支持,且对多种应用使用同一种开发工具。PAC系统保证了控制系统功能的统一集成,而不仅仅是一个完全无关的部件拼凑的集成。
PAC定义了几种特征和性能:
1)多领域的功能,包括逻辑控制、运动控制、过程控制和人机界面。
2)一个满足多领域自动化系统设计和集成的通用开发平台。
3)允许OEM(Original Equipment Manufacturer,原始设备制造商)和最终用户在统一平台上部署多个控制应用。
4)有利于开放、模块化控制架构来适应高度分布性自动化工厂环境。
5)对于网络协议、语言等,使用既定事实标准来保证多供应商网络的数据交换[7]。
虽然PAC形式与传统PLC很相似,但其性能却比PLC广泛和全面得多。PAC是一种多功能控制器平台,它包含多种用户可按照自己意愿组合搭配和实施的技术和产品。与其相反,PLC是一种基于专有架构的产品,仅仅具备了制造商认为必要的性能。
PAC与PLC根本的不同在于它们的基础不同。PLC的性能依赖于专用硬件,应用程序的执行是依靠专用硬件芯片实现的。硬件的非通用性会导致系统的功能前景和开放性受到限制,由于是专用操作系统,其实时可靠性与功能都无法与通用实时操作系统相比,这样导致了PLC整体性能的专用性和封闭性。
PAC的性能基于其轻便控制引擎,标准、通用、开放的实时操作系统,嵌入式硬件系统设计以及背板总线。PLC的用户应用程序执行是通过硬件实现的,而PAC设计了一个通用、软件形式的控制引擎用于应用程序的执行。控制引擎位于实时操作系统与应用程序之间,这个控制引擎与硬件平台无关,可在不同平台的PAC系统间移植。因此对于用户来说,同样的应用程序不需修改即可下载到不同PAC硬件系统中,用户只需根据系统功能需求和投资预算选择不同性能的PAC平台。这样,根据用户需求的迅速扩展和变化,用户系统和程序无须变化,即可无缝移植[8]。
PAC具有如下优点。
1)提高生产率和操作效率:一个通用轻便控制引擎和综合工程开发平台允许快速地开发、实施和迁移;且由于它的开放性和灵活性,确保了控制、操作、企业级业务系统的无缝集成,优化了工厂流程。
2)降低操作成本:使用通用、标准架构和网络,降低了操作成本,让工程师们能为一个体现成本效益、使用现货供应的平台选择不同系统部件,而不是专有产品和技术(只要求用户在一个统一平台和开发环境上培训,而不是几种);且为用户提供了一个无缝迁移路径,保护在I/O和应用开发方面的投资。
3)使用户对其控制系统拥有更多控制力:使用户拥有更多灵活性来选择适合每种特殊应用的硬件和编程语言,以他们自己的时间表来规划升级,并且可在任何地方设计、制造产品。
随着市场的需要,PAC技术在未来的几年内将朝着以下几个方向进一步发展。
(1)设备规格的多样化
为了满足各种实际生产状况的需要,PAC的规格将会呈现出多样化的发展趋势。在具体的生产环境中,选择合适的控制系统要求的PAC,有利于降低成本。
(2)支持更多的控制功能
目前,PAC已经将逻辑、运动、过程控制等高级功能集成到了单一的平台上。而未来,PAC将进一步融合更多的功能,如对于安全性的考虑、批处理等。当信息被越来越广泛地使用时,其安全性将成为需要考虑的第一因素。
(3)商业系统的集成
为了实现真正的实时性,自动化设备供应商将在PAC内部继续创建商业系统的连接通道而不依赖于其他连接设备。PAC将内嵌制造执行系统(MES)的一些属性,如标准接口的建立,它将有利于更好地解决控制层和管理层之间的连接问题。
(4)简单的系统维护
PAC将往更小化、更智能化的方向发展,但同时它将拥有更出众的数据处理能力。其软件可以监控机器运转状况,硬件可以完成复杂的自检工作。为了提高生产率、增加利润,企业就必须及时有效地传递数据信息。PAC的这种数据处理能力可以满足用户在任何时间通过任何形式(如E-mail、网页)对数据进行维护。
(5)延长产品的生命周期
通过采用新技术来获得更高生产效率固然十分重要,但是新技术的使用是否会大幅增加成本和培训费也是厂家十分关注的问题。PAC未来平台将仍然采用标准化的设计,其买主可以继续使用原来的商业技术和以太网等标准,从而有效地降低对成本的投入[9]。

原文标题:工业控制网络安全技术与实践一2.3.2 可编程自动化控制器

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