在过去的几十年里，PLC一直是自动化领域的主流选择，而未来，它仍将继续发挥重要作用。面向离散控制设计的PLC已经成为工业领域不可或缺的一项工具。

然而，随着工业设备和工厂系统复杂性的不断增加，PLC已无法满足所有自动化需求。现在的自动化系统超越了PLC的功能范围，因此，工程师们必须在系统中集成更多先进I/O、处理和控制策略。

新的可编程自动化（PAC）硬件系统就是这样一个扩展方案，可以很容易地整合到现有的PLC系统中，为工业机器添加更多先进功能并提高效率。

需求：如何提高机器效率

Integrated Industrial Systems (I2S)公司是如何提高机器效率？I2S是一家美国私有原始设备制造商，他们致力于制造高质量轧制设备和控制系统用于全球铁和非铁金属行业。在这一领域，他们拥有雄厚技术底蕴，是行业领导者。

为了提高炼钢设备效率和质量，I2S主要改进伽马测量系统，以便更准确地控制金属厚度。数年来，这些伽马测量仪一直是他们产品家族中的标志性产品，但许多硬件和软件特征已经过时了。

为了更新该系统并改进其精度，I2S需要一个具有更高模拟输入分辨率方案，以连接伽马测量传感器与高级信号处理，从而实现高度精确的厚度测量，再由PLC使用在轧制机器的控制系统中。

伽马测量仪技术

伽马测量仪使用镅作为恒发射源，这一发射源位于“C”框架组装较低部。结构顶部是一个接收器和前置放大器。当通过发射源与接收器之间间隔时，金属带会吸收一定辐射，其吸收量视其厚度与密度而定。剩下的一部分就由接收器进行测量，并转换成带宽度计算。

实施改造第一步：现有设备试验

为了节省时间与费用,I2S尝试在现有PLC系统中进行高级模拟测量与处理。但由于PLC模拟I/O及信号处理无法达到所需精确度，他们需要这么一个能够从伽玛传感器获取模拟信号并进行处理以计算精确厚度值，并能将这个值插入到PLC控制系中的新型可编程自动化（PAC）解决方案。但所用的旧式PCL不适合高速模拟输入输出及强大的数据处理能力要求，因此难以直接应用于此任务上去解决问题。

第二步：如果现有设备无法奏效，就尝试其他方法

认识到旧式PCL不能提供所需性能后,I2S转向了现代可编程自动化（PAC）技术。他选择国家仪表公司提供的一个CompactRIO PAC来为轧制生产过程增添必要功能。这款嵌入式现场可编程门阵列（FPGA）芯片结合实时操作能力，可通过内置LabVIEW图形开发环境轻松配置。此外，它还配备超过30个数字以及模拟输入/输出单元，以及内部信号调节、高速计时、24位分析解析等多种功能，使得它能够有效支持各种各样的传感体或者触发装置连接工作。

第三步：添加额外功能

CompactRIO利用其嵌入式FPGA对任何传感体或触发装置都可以提供无缝兼容性，并且允许用户自定义每个单元上的频率速度。这使得 CompactRIO 对于各种不同的应用场景都非常灵活，可以根据具体需求快速调整设定。

第四步：增加数据分析

最后，由于CompactRIO具有LabVIEW Real-Time实时浮点函数块，该平台可以直接执行数学运算以获得最终结果，而不是只是简单地显示数据信息。这意味着用户可以基于实际运行情况即刻做出决策，不必依赖人工干预。此外，由于它具备强大的数学运算能力，它也能针对不同类型的情境进行相应调整，使得整个智能作业更加智能化，也更加经济有效。

总结：

经过一系列研究测试，最终采用了一种基于国家仪表公司CompactRIO平台的大型轧制项目升级计划，该计划包括以下几个关键阶段：

现存设施评估: 首先，对当前使用状况下的老旧设施进行评估，以确定哪些部分存在不足之处。

设备升级: 根据评估结果，将需要升级的地方替换为最新版本，比如说安装新的温度计、压力计等监控工具，以及更新软件程序以提升性能。

系统优化: 将新旧两个部分融合起来，让它们协同工作，以最大限度地提升整体生产效率，同时降低成本开支。

实施培训: 最后，对员工开展相关培训课程，让他们熟悉新的操作流程，并理解这些改变对于企业未来的长远影响意味着什么。