Introduction to PAC
從成熟的PLC演變而來的PAC，在完整的PC產業軟硬體技術的加持下，進化成兼具PLC與PC優點的新一代的控制器，PAC的應用範圍更是大大地超越傳統的PLC而擴散到各個領域與行業的更複雜的自動化應用之上，隨著PAC 產品本身的持續進步與各種應用的逐漸擴大，相對於PLC、PAC已經可以說是名符其實的〝青出於藍更勝於藍〞的可程式自動化控制器了，在國際一流大廠相繼推出自家PAC產品的情況下，例如GE FANUC的RX3i/7i、Beckhoff 的CX1000 / CX10200 、Rockwell 的CompactLogix ，ICPDAS也於2003 年的第一季推出台灣第一個基於EPC(Embedded PC)— Strong ARM RISC CPU + WinCE.NET Real time OS--架構的WinCon系列的PAC，EPC跟眾所熟知的IPC架構的最主要差別在於系統可靠性與即時性，IPC的系統可靠性的瓶頸在於儲存的硬碟，散熱的風扇以及龐雜的多工作業系統Windows,這三者是息息相關而且是系統可靠性的最關鍵因素之所在,對所有的工業自動化的應用而言，系統的可靠性與即時性的優先權是最高的，基於系統可靠性與即時性的考量，WinCon的設計是捨IPC架構而採用EPC架構。
依據ARC 對PAC 的廣義的定義，PAC 應該具有以下五項的功能特點：
1. 多功能性，在同一個平台上有邏輯、運動、PID控制、驅動和處理中的至少兩種以上的功能。
2. 單一的多規程開發平台，使用通用標簽和單一的資料庫來讀取所有的參數和功能。
3. 通過?合IEC61131-3的軟邏輯，客戶導向與資料管理，軟體工具能設計出跨越多個機器和處理單元的處理流程。
4. 開放的模組化架構能解?的工業應用範圍，可以從分佈於工廠的機器到工廠間的操作單元。
5. 採用既有的網路接口標準及語言等，如TCPIP，OPC&XML和SQL語言。
參考資料一：ARC 的原始文件來源
Mechtronics and Infotronics
參考這樣的PAC的廣義定義，我們可以進一步對不同領域的自動化應用範籌，訂出符合該行業或領域的狹義的但更具體的定義，以MA為例，在MA (Machine Automation)機器自動化的領域上，我們先簡短地回顧機器自動化發展與演進的一些事實與趨勢，機器自動化的演進，可以從機電整合的發軔到成熟一窺究竟，為了要在大量製造生產時節省對勞動人力的需求以及個人技能的依賴,機電整合的觀念與技術被廣泛的運用到各種機器自動化的應用上，隨著少量多樣生產時代的來臨，彈性而即時的生產製造是目前業界所最需要的，因此，除了個別機器的加工效能的提升之外，如何把資訊產業的軟體技術以及生產管理的知識整合進來以取得最優化的生產綜效是目前機器自動化領域的當務之急
機電整合〈Mechatronics〉這個複合字，是1975年日本安川電機公司結合機械〈Mechanics〉與電子〈Electronics〉兩字而創造出來的。機器的自動化控制從1950年代中期開始，早期是以繼電器組成之邏輯元件和功率型電氣元件的組合方式為主流，而在1970年代開始，PLC 與NC開始被大量使用，這是在機器的機械結構中加入電子裝置之機電整合技術的開始。機電整合的應用，是在機械技術中加入電機/電子/軟體技術以提高附加價值，參考下圖,可以得知機器自動化的發展必然是會更進一步從〝機電整合〞朝向〝資電整合〞的方向來發展。
泓格科技參考安川創造Mechatronics的作法，以Information + Electronics 兩個字組合起來而創造Infotronics 資電整合這個複合字，用資電整合來描述MA未來在提高附加價值的發展重心與方向，Infotronics 資電整合最主要的精神是在於讓機器在基本的自動控制之外發展出更多的智能以便讓機器的使用者能透過管理而獲得生產上更為有效與即時的產出。
參考資料二：安川的Mechatronics
Machine Automation and Machine Control
MA領域所需要的PAC是要能符合與滿足MA 在Infotronics 方向的發展需求的,基於以上所述，我們可以用這樣的方式來為MA的PAC下一個更為具體的定義。
MA所需要的PAC是要能同時支援及整合以下四項功能的一種控制器：
a.Logic Control of DIO for Sensor/Actuator
b.Motion Control of Axes for Motor/Driver
c.HMI Control of Operator for Display
d.Management of Database for Production
a/b/c 三項是屬於基本的控制功能，d這項是屬於管理功能。
我們可以用下列的混合控制回路圖來表示這幾個控制項目的整合關係：
要達成這樣的控制要求，具有1ms等級的硬即時的作業系統是必需的， 把管理的功能列入考慮之後，目前Microsoft所推出的WinCE是最合適的選擇之一。
參考資料三：WinCE 的real time test report
PAC for MA
PLC 與 IPC 是目前在MA 的應用上主流的系統架構。
我們可以用以下的圖來將PAC與PLC及IPC base的架構做一個比較：
PLC與IPC各有其優缺點，若是要同時滿足前面四項要求而言，以Embedded PC為基礎的系統是最適合被用來發展PAC的，Embedded PC 又可以用RISC及Low Poser x86來做一個大區分，最主要的差別是在於功耗/功能/價格這三個要素，RISC及x86各有其擅長的地方，但是無論是採用RISC或x86為系統架構，其產品構型Form factor的設計都必需滿足工業界操作環境及使用習慣的要求。
參考資料四：RISC與x86的比較資料
Introduction to Wincon
ICPDAS的WinCon控制器，目前是採用Strong ARM來做為CPU模組的核心，採用WinCE.NET的硬即時作業系統，並支援豐富的I/O擴充功能，例如： DIO、AIO、Counter、Motion、Comm等等，在開發軟體的支援上，跟一般的EPC系統一樣，WinCOn以SDK的方式提供使用者以C語言來做系統整合的二次開發，此外，WinCon更支援客戶以符合IEC-61131-3標準的Soft Logic軟邏輯的方式來進行二次開發，請參考以下的系統架構圖：
ICPDAS除了現有的以Strong ARM為CPU核心的W8x3x與W8x4x系列的WinCon PAC之外，也已經在進行以Xscacle PXA270為CPU核心的WinCon PAC 的開發測試，在I/O擴充功能方面，更開發出帶CPU的智能型運動控制模組I-8094H以滿足更多MA客戶的高階應用需求,在運動控制模組的軟體支援上，除了提供DLL型式的函數庫之外，也正在開發支援軟邏輯型式的Motion FB的功能，這些陸續推出的產品功能一定能滿足愈來愈多的MA 客戶的需求。
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圖一：WinCon InduSoft PAC System 
圖十、資料處理及分析軟體（水位圖）
圖十一、資料處理及分析軟體（水位、溫度及雨量組體圖）
