LC的现状与发展趋势

摘要：本文论述了在工业控制领域占主要地位的工业可编程序控制器(PLC)的发展趋势，简单介绍了国际、国内PLC的主要厂家及产品。关键词：工业可编程序控制器、发展趋势工业控制计算机(简称工控机)是以计算机技术为基础的新型工业控制装置，目前已成为工业控制的标准设备，被广泛地应用于各行各业，工控机是实现生产自动化的最佳配套产品，而工业可编程序控制器(PLC)则在工控领域中占有主要的地位。PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC的定义有许多种。国际电工委员会（IEC）对PLC的定义是：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。从结构上，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。一、我国工业控制计算机的发展20世纪40年代末50年代初，我国的流程工业规模很小，设备陈旧，必要的调节主要靠最简单的测量仪表由人工操作运行。50年代末60年代初，我国研制生产的传感器、变送器、调节器、执行器等，基本上能显示过程状态，实现调节意图，最终命令执行器完成对工艺流程的调节要求。70年代初，我国自行研制制的工控控机开始始应用于于工业过过程控制制，它部部分地取取代了原原来控制制室内的的仪表。。但由于于受当时时电子器器件性能能的限制制，工控控机本身身的可靠靠性远不不如现在在，工控控机带来的的控制集集中引起起“危险险”集中中。70年代末，，分散型型控制系系统(DCS)进入工控控领域，，解决了了“危险险”集中中的问题题，还解解决了一一些复杂杂的控制制。DCS可建立通通信网络络，为大大工厂生生产带来来许多方方便，但但其价格格一直居居高不下下。80年代初，，适应性性较强的的总线型型工控机机(STD)应运而生生，STD总线技术术的推广广和应用，，使工控控机的功功能更加加强化。。二、工工业可编编程序控控制器(PLC)发展趋势势PLC作为工控控机的一一员，在在主要工工业国家家中成为为自动化化系统的的基本电电控装置置。它具有有控制方方便、可可靠性高高、容易易掌握、、体积小小、价格格适宜等等特点。。据统计计，当今今世界PLC生产厂家家约150家，生产产300多个品种种。2000年销售额额约为86亿美元，，占工控控机市场场份额的的50%，PLC将在工控控机市场场中占有有主要地地位，并并保持继继续上升升的势头头。PLC在60年代末引引入我国国时，只只用作离离散量的控制制，其功功能只是是将操作作接到离离散量输输出的接接触器等等，最早早只能完完成以继继电器梯梯形逻辑辑的操作作。新一一代的PLC具有PID调节功能能，它的的应用已已从开关关量控制扩大大到模拟拟量控制制领域，，广泛地地应用于于航天、、冶金、、轻工、、建材等等行业。。但PLC也面临着着其它行行业工控控产品的的挑战，，各厂家家正采取取措施不不断改进进产品，，主要表现为为以下几几个方面面：1.微型、小小型PLC功能明显显增强很很多有名名的PLC厂家相继继推出高高速、高高性能、、小型、、特别是是微型的的PLC。三菱的的FXOS14点(8个24VDC输入，6个继电器器输出)，其尺寸寸仅为58mm×89mm，仅大于于信用卡卡几个毫毫米，而而功能却却有所增增强，使使PLC的应用领领域扩大大到远离离工业控制制的其它它行业，，如快餐餐厅、医医院手术术室、旋旋转门和和车辆等等，甚至至引入家家庭住宅宅、娱乐乐场所和和商业部部门。2.集成化发发展趋势势增强由由于控制制内容的的复杂化化和高难度化化，使PLC向集成化化方向发发展，PLC与PC集成、PLC与DCS集成、PLC与PID集成等，，并强化化了通讯讯能力和和网络化化，尤其其是以PC为基的控制产品品增长率率最快。。PLC与PC集成，即即将计算算机、PLC及操作人人员的人人—机接口结结合在一一起，使使PLC能利用计计算机丰丰富的软软件资源源，而计计算机能能和PLC的模块交交互存取取数据。。以PC机为基的的控制容容易编程程和维护护用户的的利益，，开放的的体系结结构提供供灵活性性，最终终降低成成本和提提高生产产率。3.向开放性性转变PLC曾存在严严重的缺缺点，主主要是PLC的软、硬硬件体系系结构是是封闭而而不是开开放的，，绝大多多数的PLC是专用总总线、专专用通信信网络及及协议，，编程虽虽多为梯梯形图，，但各公司的的组态、、寻址、、语文结结构不一一致，使使各种PLC互不兼容容。国际际电工协协会(IEC)在1992年颁布了了IEC1131-3《《可编程序序控制器器的编程程软件标准》，为各PLC厂家编程程的标准准化铺平平了道路路。现在在开发以以PC为基、在在WINDOWS平台下，，符合IEC1131-3国际标准准的新一一代开放放体系结结构的PLC正在规划划中。三三、PLC主要厂家家及产品品介绍在在全球PLC制造商中中，根据据美国AutomationResearchCorp(ARC)调查，世界界PLC领导厂家家的五霸霸分别为为Siemens(西门子)公司、Allen-Bradley(A-B)公司、Schneider(施耐德)公司、Mitsubishi(三菱)公司、Omrom(欧姆龙)公司，他他们的销销售额约约占全球球总销售售额的三三分之二二。从西西门子公公司的SIMATICS7-400的性能可可对PLC窥见一斑斑：SIMATICS7-400是匣式封封装模块块，可卡卡在导轨轨上安装装，由I/O总线和通通信总线线建立电电气连接接，模块块可在工工作或加电时替替换或插插、拔，，可快速速安装维维护，修修改方便便，其主主要性能能为：·CPU存储器容容量64K字节，可可扩展到到1.6M字节；；·位和字字处理理速度度80ns至200ns；·最高系系统计计算能能力可可以有有4个CPU同时计计算；；·一个中中央框框(CR)可扩展展直到到21个扩展展框；；·每个CPU上多点点接口口(MPI)能力，，如可可同时连连接文文字显显示或或操作作员以以及编编程器器件；；·CPU上的SINEC-L2-DP附加有有分散散I/O的集成成性能能；·提供与与计算算机和和其它它Siemens产品或或系统的的连接接接口口；·高可靠靠性,完善的的自诊诊断和和清除除故障障功能能。我我国的的PLC生产目目前也也有一一定的的发展展，小小型PLC已批量量生产产；中中型PLC已有产产品；；大型型PLC已开始始研制制。国国内PLC形成产产品化化的生生产企企业约约30多家，，国内内产品品市场场占有有率不不超过过10%，主要要生产产单位位有：：苏州州电子子计算算机厂厂、苏苏州机机床电电器厂厂、上海兰兰星电电气有有限公公司、、天津津市自自动化化仪表表厂、、杭州州通灵灵控制制电脑脑公司司、北北京机机械工工业自自动化化所和和江苏苏嘉华华实业业有限限公司司等。。国内内产品品在价价格上上占有有明显显的优优势。随着着微处处理器器、网网络通通信、、人—机界面面技术术的迅迅速发发展，，工业业自动动化技技术日日新月月异，，各种种产品品竞争争激烈烈，新新产品品不断断涌现现。PLC也由最最初的的只能能处理理开关关量而发展展到可可以处处理模模拟量量和数数据，，加之之与DCS、PID调节器器、工工业PC等技术术相结结合，，