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分析PA和FA的本质区别
2016-01-26    来源:    发布者:
    就在我刚入行的时候,就听说工业自动化分为PA和FA,但是当时还没有清晰的概念,然后就在这个行业随波逐流地干了十年。有时听见自动化后辈讨论pa和fa的时候,感觉他们并没有清楚这二者的本质,很多人都是粗率地通过行业来划分:pa就是过程自动化,大多数都是指石油化工、冶金电厂、水处理、医药食品等行业;fa就是工厂自动化,大多数是指汽车、船舶、港口、包装、机械设备等行业。就是若大的自动化巨人西门子AD集团也是按照行业来划分他们的工程公司。西门子AD集团旗下有两个工程公司,一个叫做西门子工厂自动化有限公司(SFAE),location在北京,主要从事港机、汽车等行业自动化工程;另一个叫做上海西门子工业自动化有限公司(SIAS),location在上海,主要从事石油化工、冶金钢铁、医药食品等行业自动化工程。这就导致很多人盲目地从行业上来划分PA和FA的区域领地。其实这是一种不正确的分辨方法,举个例子,化工生产所有的控友都知道这是PA的行业领域,但是就在化工生产控制中有振动筛机械控制还有包装的运动控制,而这些都是FA的领域技术;再举个例子,机床的生产线控友也都知道肯定是FA行业领域,但是现在比较流行的机床联网数据记录然后WEB发布,而这个技术也正是PA中SCADA的技术领域,所以从行业来划分PA和FA领域不是绝对的正确。而在这里是想阐述一下,PA和FA的本质区别主要是从控制对象本身、控制方法和系统结构这三个方面的不同进行划分,也给将进入自动化领域的新人们以启示,根据自己的喜好和自身条件选择PA还是FA行业领域。

  1.控制对象:PA的控制对象是一个连续模拟变量,比如通过测量温度、压力、液位、流量、PH值等模拟量数值,再去控制阀门的开度,从而完成控制流程中动态参数最优化,PA控制的精髓就是通过相对的变化求得相对的稳定;FA的控制对象是一个离散变量,比如通过检测位置传感器、光栅、接近开关等状态,再去控制步进电机、伺服电机、伺服油缸等控制元件从而完成机械或者设备指定行为达到精准的控制,FA控制的精髓就是通过精准的计算达到精准的控制。

  2.控制方法:由于PA的控制对象是连续变量,所以控制的方法常规都是回路控制和顺序控制方式相结合,回路控制就是常规PID控制、串级控制、比值控制、分程控制、解耦控制,顺序控制就是类似chart图形式,通过动作、条件、跳转来完成工艺单元的先后顺序(顺控解释具体参见剑思庭博客白话SFC);而FA的控制对象是离散变量,所以控制方法常规都是组合逻辑和时序逻辑以及步序控制相结合,同时也通过执行原件的特性(变频的矢量控制、伺服的插补控制等)来完成精准控制。

  3.系统结构:由于PA领域本身的一些特点,模拟量比较多,控制回路比较多,关系控制比较复杂。多任务的执行,数据需要历史存储和工艺画面操作,所以PA领域多数使用DCS系统和大中型PLC系统以及组态软件和实时数据库等技术,DCS系统天生就是为PA领域而创造的,而PLC也都是以模件式高速计算的大中型PLC来完成部分PA行业,而rtu+组态软件所搭建的SCADA系统也是PA领域一个亮丽而显著的应用,对于数据存储更是牵扯了实时数据库技术。另外常规PA项目点数都是不小于300点。而FA领域的特点就是数字量比较多,控制对象参数比较复杂,多数以黑匣子为控制终端特点,所以FA领域多数使用小型箱体式PLC为主,主要使用开关量、高速计数和脉冲控制通道来完成精准位置控制,且FA领域对于人机界面的要求比较低,只需要触摸屏就可以完成HMI工作,所以在FA领域很少看到PC机。另外常规FA领域的项目点数都不超过200点。

  综上就是PA和FA一些本质的区别,但是随着工厂自动化和过程自动化在实际生产中交相呼应,这两个领域已经开始出现界限模糊的迹象,因为有些技术是在两个领域内共同发展起来的,使这二者边界模糊的技术就是现场总线技术、RFID射频技术、IT信息化技术等。

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