通常，我们对于“差异”的定义为：趋向不同或者沿着不同的方向发展；很多公司经常以一种细微的方式，努力实现差异化，以便赢得竞争，这是一种非常普遍的现象。
　　而对于对工业控制器来讲控制工程网版权所有，“趋同”是描述市场状态和现有特性的最佳词汇。“趋同”被定义为：越来越接近，尤其是在特性或者理念上。这更适合于定义目前工业自动化市场上，可编程逻辑控制器（PLC）、可编程自动控制器（PAC）和工业PC（IPC）之间的关系。让我们近距离观察一下，不同类型的工业控制器之间的趋同是如何实现的。
　　控制器的发展历史
　　首先，Dick Morley发明了PLC。PLC的发明和Modicon的创建，充分展示了什么是真正的创业天才，它永久的改变了设备控制的方式。在过去45年间，这种继电器的替代品变换了无数种方式，已经从单纯的逻辑计算，转换为很多自动化系统所采用的真正的多任务处理核心。
　　PAC，该名称最早于2001年，由ARC咨询集团公司最先提出，它在市场上提供了一些有别于PLC的特性。一方面www.cechina.cn，市场仍然存在很多传统控制器，另一方面www.cechina.cn，在工业控制领域内，一大批新技术正被应用到控制中。

图1：AutomationDirect P2000将PAC的强大功能和PLC的模块化外形和可靠性结合起来，就是基于PLC的PAC系统的典型例子。图片来源：AutomationDirect。

　　和PAC相关的大多数创新，都源于PC技术以及其它商用技术的发展，比如1990年代中期移动电话技术的发展。这些技术的飞速发展为工业新产品的革新带来了契机。由消费驱动的市场，突然开始生产同时适应于工业控制的、体积更小、价格更低、速度更快的元器件。最初，很多部件被认为并不具备工业品质，但是这种情况很快就发生了变化。
　　实际上，IPC的出现要早于PAC，至少在1980年代中期就出现了。第一代IPC体积庞大、价格昂贵，比如IBM的IPC，其体积和50马力的电机产不多，价格约为10,000美元。但是随着时间的发展，IPC的体积和价格逐步接近、甚至要优于PLC 或 PAC。
　　由于微软公司的台式机操作系统，对于实时控制系统而言，缺乏足够的鲁棒性或确定性，因此IPC存在的一个问题就是开放系统。解决方法就是创建实时操作系统主机CONTROL ENGINEERING China版权所有，这样就将IPC硬件转变为适用于工业应用的高性能控制设备。
　　在这些不同的平台之间，有某些独特的特性；但是正如过去几年我们所见到的一样，彼此之间的界线正在加速模糊、逐步消失。

表1：通用PLC、PAC与IPC的比较

　　最新技术的发展，已经使得PLC的功能越来越强大，远远超过了45年前所设计的最原始的继电器替代产品。表1所列出的内容，不能代表每种控制器类型的特性，但是可以从通用角度，提供一种评估不同类型控制器的参考方法。
　　最基础的PLC
　　以最基本形式出现的PLC，是很多工业控制应用的主力军，通常可以运行10年甚至更长的时间，而仅需要很少的维护。经常与专用门阵列处理器和专有通讯协议配套使用，这些控制器在设备控制和简单的过程控制应用，比如水/污水泵站中，比较受欢迎。它们的梯形图逻辑编程，非常适合于控制简单和复杂的自动化顺序控制，但是在控制逻辑变量和数据处理方面则有所欠缺。
　　由于安装空间或模块化的外形较小，因此PLC在空间受限的情况下，非常受欢迎。尽管其扩展能力相对受限，但是由于硬件和编程软件的成本较低，因此PLC在原始设备制造商（OEM）和其它应用场合大受欢迎。
　　尽管程序仅能配置低到中等大小的内存，但是PLC可以和运动以及视觉系统集成，以便提供更复杂的控制。
　　向基于PLC的PAC演化
　　尽管PLC诞生于1960年代，但是由于现代电子技术的发展，为新一代控制器（见图1）的发展提供了很好的氛围。部件更小、速度更快、价格更低、而且比以往任何时候都更可靠。这就使PLC具有以下能力：增加PLC的功能而不会导致价格更高，或者降低典型高端控制系统的价格而不会以牺牲性能作为代价，这样就诞生了以PLC为基础的PAC系统。
　　由于PAC发源于PLC，继承了PLC的很多最佳特性，比如可靠性、紧凑的外形等，使得PAC可以被称为基于PLC的PAC。这可以被看作工业领域内技术趋同的绝佳案例之一。这些控制器可以满足从简单、低成本的设备控制到具有很多输入/输出(I/O)点的大型系统等应用场合的复杂控制。
　　最新的技术发展，促成了基于PLC的PAC的出现。这些技术，使供应商能够以比传统的控制系统更低的价格，提供性能更好的控制器。这些控制器中所使用的技术，也变得更紧凑，使其可以适用于诸多设备控制和其它OEM应用。
　　在竞争激烈的市场，为了满足OEM厂商设定的设计规格，很多设备都需要具有较快的扫描速率。过去，设备制造商经常面临着这样一种窘况：需要使用PLC系统，以便满足I/O、外形等的需求，但是在性能方面则不得不妥协。
　　一般需要采用高端PAC或IPC的替代方案，以便满足设计工程师设定的目标。在很多情况下，由于这些大型控制器需要更大的外壳，更高的软、硬件成本，容易导致整个系统的设计成本急剧上升。但是，现在已经有了解决方案：基于PLC的PAC系统，它可以以紧凑的外形和具有竞争力的价格，提供用户所需的性能。
　　PAC的快速发展
　　除了完成设备控制，基于PLC的PAC系统，还可以很好的适应相当复杂的应用场合。比如，现代PAC能够扫描成百上千的模拟量通道，并将数据点存储到集成内存端口上的文件中，然后通过内置的网络服务器，经由标准的网络浏览器来获取这些数据（见图2）。

图2：PAC控制器提供了强大的功能，适用于从简单到复杂的设备和过程控制应用。

　　这些功能更强大的PAC控制器，一般包含一个通用的处理器。还会提供各种标准通讯协议，使其可以与不同的设备连接。它们还配置了IEC61131-3标准中所定义的多种编程语言，这样就具有大量的控制功能。这些具有中到大型规模的外形，采用机架安装的系统，可以为I/O点数和内存提供更高的扩展能力。
　　虽然这些功能使其硬件和编程软件价格要高于PLC，但是基于PLC的PAC却可以为某些特定应用提供更高水平的性能。
　　例如，大内存能力，使其非常适用于创建一维或二维矩阵，以便在某些详细的应用场合追踪产品的数据，如质量特性、运输数据、客户信息等等。基于PLC的PAC具有标签名功能，使其与人机界面/监控和数据采集(HMI/SCADA)、OPC服务器、数据库ERP软件，以及运动和视觉应用之间的接口变得更容易。
　　功能强大的IPC
　　对于某些更专业化的自动化和集成领域，IPC可以带来特殊效益（见图3）。先进的运动控制和视觉系统，是两个非常好的例子，因为受益于IPC内置的运动控制功能，可以实现多轴协调控制。如果需要利用编程环境来设计视觉应用系统，那这些优点就可以发挥作用了。

图3：通常，只有最大型和最复杂的应用才需要IPC功能。

　　IPC处理器，一般是基于PC、多核处理器，其通讯选项从本质上讲是开放的，仅有的限制就是通讯协议需要专门的硬件。到目前为止，以太网是最常使用的连接方式，支持的通讯协议也非常广泛，比如EtherNet/IP、ModbusTCP和 Profinet等。
　　IPC的编程功能，是所有控制器中最强大的。不仅提供IEC61131-3编程语言，还包括基于PC的编程语言，比如C++、微软的.NET框架。正是由于其PC基因，基于PC的HMI可以配置在同样的机架上，并在多核系统中运行其专用处理器。
　　IPC一般通过总线连接器和I/O点连接，这样就实现了分布式控制系统。它们的设计还使其成为市场上最具扩展性的控制器，通常只会受到总线规格的限制。
　　伴随着这些广泛的控制功能和高性能而来的是高价格控制工程网版权所有，无论是硬件还是编程软件，价格都比较高。而回报则是IPC提供了更高的编程内存，而且可以按需扩展，从而可以提供最好的集成运动和视觉功能。
　　尽管很多应用，都跨越了不同分类之间的界线，但是总有一些特殊的需求，更适用于某一个平台。PLC和PAC具有更多的共同点，最新的硬件技术只是加强了两者之间的重叠www.cechina.cn，从而产生了基于PLC的PAC、以及IPC这一现状。（作者：Jeff Payne）