1 引言
如今，pc机担当了一系列人机交互、沟通、准备、处理、产品数据存储或者问题监测和识别的接口的角色。pc机产业非常的经济有效，因为它的标准化软、硬件 元素在it界办公应用的市场上很有潜力。将pc机用做机器控制器的能力给传统的PLC市场带来很大压力。pc机代替plc的功效不仅节约了费用还提供了一 个pc机的最佳功能集成方案。
2 从plc到pc机
从plc到基于pc机的控制器的转变在图1中有展示。传统的plc是直接连在机器的活动器和感应器上的，它的模块结构使得它可以非常简单的联接各种i/o 接口，仿照原来的目的来代替硬线逻辑电路，运用一个外部可分离的编程单元和单机系统，现在这样的静态逻辑或者简单控制序列可以用典型、便宜的微软plc芯片来实现。
从灵活性和经济的角度考虑，越来越多的复杂自动化系统建造在现场总线上，连接在活动器和感应器上的i/o接口集成在“智能夹”上(集成扫描场总线接口的夹 子)，可以安装在驱动器附近。传统的plc与物理i/o接口和计算机在一个模块单元中的作用已经丧失了它的优势，现今，传统的plc的很多应用已经减少 cpu、交互和场总线接口的模块，很典型的传统工业pc利用图形软件在windows或 os/2下运行，来实现视觉和操作的接口服务，如图一的中间。
3 基于pc机的控制器
把plc的功能集成到已经存在的pc机上可以实现一个典型的基于pc机的控制器，在图1的底部显示出来。无论是双处理器还是主cpu来执行plc程序。把 系统集成到局域网，而其他的功能让廉价的pc插槽卡来代替专业的plc设备来实现。
这样的话，在硬件这方面来说，现场总线为基于pc的自动化作好准备，因为它取消了外设到现场设备的出入需要以及那些导致pc机内部问题的潜在危险。在软件 这方面来说,在iec1131中的plc编程语言的标准化为其作好最佳准备，在市场上有一系列通用的内嵌在iec1131中的plc编程语言工具，这些工 具可以产生不同厂家生产的plc的代码，甚至可以在一个工程项目里把它们联合起来，所以这些控制器的软件的发展可以在很大程度上与硬件无关，这种标准化使 得基于pc机的控制器的转变成为可能，用户不会注意程序在外设的plc的还是直接在pc中运行造成的引擎与运行时间的不同。
4 基于pc机控制器的理念
最主要的功能是执行pc机平台上的控制程序:
(1) 控制软件直接被运行在标准化,多任务的操作系统上,比如windows nt和win os/2。不同于dos以及早期的windows 版本,这些操作系统提供了多任务和保护系统的任务执行体系。这些被视为机器控制的最低要求，然而,他们并没有提供及时的反馈装置。当然这与运行速度没有直接关系,但与软件执行与技术运行过程的同步程度有关.而通用的操作系统没有这种功能。
(2) 实时操作系统提供了这些能力:在pc机上用这种操作系统是执行控制程序的传统方式.用实时系统,pc机就如同一个专门的控制器处理器.这样只买了一半的功 能:标准化的元气件的使用可以在硬件方面降低成本.但是很遗憾的是windows的主流软件都不能在实时操作系统上运行.这样解决方案上的灵活性和成本都会受到限制。
(3) 用一块特殊的可以产生周期性不可屏蔽中断的插卡，通过转换可以在两种不同的操作系统间实现各自的优势。实时事件的最大反应时间取决于转换周期，转换率的越高，反应时间越少，当然，成本也水涨船高，其他电路可以为对外设产生的中断的快速反应提供额外的中断管理。这种结构在中等功能和可靠性满足的基础上为基于 pc机的控制器提供了一个廉价的解决方案，因为两个操作系统同时共享pc机的资源，控制程序和标准的pc应用程序会被完全的被减弱。
(4) 大量买进pc机的应用软件，或者更更重要的驱动程序(比如打印机，显示器等)，会毁坏控制程序的集成度。如果软硬件的安装步骤被完全测试过，并且没有变化，那么运行的可靠性问题的几率就会缩小。
(5) 双处理器插槽中运行实时操作系统，这是一个在性能和可靠性方面都显示出最佳的方案，双处理器可以优化在专门的实时操作系统上运行的控制应用程序，pc机运 行所有非优先的任务像hmi或者数据管理，两个区域通过pc机和双处理器卡间的总线快速通信集成，用一些双处理器卡，性能可以被测量而且在不同控制任务中 完全减弱。
附表可以比较不同的基于pc机的控制器的理念。
5 开放式控制器
基于pc机的自动化系统的优势超过了纯粹的硬件成本的降低，完全建立的软硬件标准的pc机环境为不同自动化应用软件间的兼容提供了可能性。1996年 春，ibm和phoeNIx合作发现开放式控制器的用户市场，于是在基于pc机自动化领域建立了开放式的接口和标准。大概100个开放式的控制器单元是自动化软硬件的供应商和用户。这个组规范了接口和通用数据结构来在工程环境和在运行时间应用程序和用扫描场总线表现外设之间的通信之间共享数据。最后的控制 应用连接层的规范被展示在今年的hanover产业展览会。call包括三部分:call的工程，call的运行时间，call的外设，它描述了通信接口和数据结构。它是至今为止一个基本的运用现存的显现的标准的开放式控制器的原理。比如，call运行时间包含opc(处理控制的ole)，微软和许多 scada供应商们规范的通信接口。
现在，开放式的控制器把call接口安装入软件。一个保证开放式的软硬件遵循规范的认证，就像在搭积木，联结其他开放式的元素来建造一个优化的开放式的系统。今年会生产一系列开放式适应性产品。当然，ibm自己的双处理器解决方案也符合开放式控制器的要求。作为ibm的核心能力的是网络和网络管理。ibm 技术会有利于优化通信、减轻大型开放式安装管理压力的开放式控制平台。
6 强大的pmc槽中的协处理器卡
作为基于pc机自动化系统的基本积木提供了强大的协处理器解决方案。ibm 403 cop 协处理器卡是power pc 403嵌入式cpu的isa插槽卡。和iec1131开发系统一起，这块卡联合了传统的plc和pc机的优势:因为在控制和视觉、功用等方面有非常严格的划分，所以非常可靠。尽管因为cmos技术risc功能比较热门，cpu稳定，后者使得cpu很可靠并允许放进很多403 cop 卡到机器里，来代替几个外部的plc。外设接口可以在pmc槽里实现。图2给我们展示了刚刚描述的ibm 403 cop 协处理器卡和旁路pmc 模块。
7 在pmc模块上的旁路产生器
为了工业自动化应用程序，ibm开发了插入 ibm 403 cop 槽的pmc旁路产生器4 扫描场总线 主适配器。 这种卡生产了很多感应器，动力器或者智能磁场装置像轴控制器，识别系统或者旁路操作面板。瘦协处理器/pmc三明治只有一个isa插槽。但支持其他磁场总 线是可以做到的。
一个集成的基于pc机的自动化系统拥有一个或者几个ibm403 cop 卡, 如图3所示,比较耐振，可以处理棘手的机器环境。19寸的ibm 7585 工业计算机不仅在技术性数据和它的处理器性能，可扩展性温度，而且在抗振，空气过滤的制造工艺上让人信服。他的硬件方面的优良服务和可靠性让它与众不同。
