西門子代理商-賀州

時間：2023-08-10

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PLC技術隨著計算機和微電子技術的發(fā)展而迅猛發(fā)展，由初的工位機發(fā)展為B位機。隨著微處理器CPU和微型計算機技術在PLC中的應用，形成了現(xiàn)代意義上的PLC、進入20世紀80年代以來，隨著大規(guī)模和大規(guī)模集成電路等微電子技術的迅猛發(fā)展，以16位和32位微處理器構成的微機化PLC得到了驚人的發(fā)展，使PLC在概念、設計、性能價格比以及應用等方面都有了新的突破。不僅控制功能增強，功耗，體積減小，成本下降，可靠性提高，編程和故障檢測為靈活方便，而且遠程1/0和通信網絡，數(shù)據處理以及人機界面(HMI)也有了長足的發(fā)展。現(xiàn)在PLC不僅能得心應手地應用于制造業(yè)自動化，而且還可以應用于連續(xù)生產的過程控制系統(tǒng)，所有這些已經使其成為現(xiàn)代工業(yè)的四大支柱之一，即使在現(xiàn)場總線技術已成為自動化技術應用熱點的今天，PLC仍然是現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)中不可缺少的控制器。

總結PLC的發(fā)展歷程，大致經歷了五個階段。

①初級階段從臺PLC同世到20世紀70年代中期，這個時期的PLC功能簡單，主要完成一般的繼電器控制系統(tǒng)的功能，即順序邏輯、定時和計數(shù)等，編程語言為梯形圖。

②階段從20世紀70年代中期刻80年代初期。由于PLC在取代“繼電器-接觸器”控制系統(tǒng)方面的表現(xiàn)，所以自從它在電氣自動控制領域開始普及應用后得到了飛速的發(fā)展，這個階段的PLC在其控制功能方面增強了很多，例如數(shù)據處理、模擬量的控制等。

③成熟階段從20世紀80年代初期到90年代初期。這之前的PLC主要是單機應用和小規(guī)模、小系統(tǒng)的應用：但隨著對工業(yè)自動化技術水平、控制性能和控制范圍要求的提高，在大型的控制系統(tǒng)(如冶煉、飲料、造紙、、紡織、污水處理等)中。PLC也展示出了其強大的生命力。對這些大規(guī)模、制器的應用場合，就要求PLC控制系統(tǒng)必須具備通信和聯(lián)網功能。這個時期的PLC順應時代要求，在大型的PLC中一般都擴展了遵守一定協(xié)議的通信接口。

④飛速發(fā)展階段從20世紀90年代初期到90年代末期。由于對模擬量處理功能和同絡通信功能的提高，PLC控制系統(tǒng)在過程控制領域也開始大面積使用。隨著芯片技術、計算機技術、通信技術和控制技術的發(fā)展，PLC的功能得到了進一步的提高?，F(xiàn)在PLC不論從體積上、人機界面功能、端子接線技術，還是從內在的性能(速度、存儲容量等)、實現(xiàn)的功能(運動控制、藏信網絡、多機處理等)方面都遠非過去的PLC可比。從20世紀80 年代以后，是PLC發(fā)展快的時期，年增長率一直都保持在30%~40%之間。

⑤開放性、標準化階段從20世紀90年代中期以后，其實關于PLC開放性的工作在20世紀80年代就已經展開;但由于受到各大公司利益的阻撓和技術標準化難度的影響，這項工作進展得并不順利。所以，PLC誕生后的近30年時間里，各種PLC通信標準、編程語言等方面都存在著不兼容的地方，這為在工業(yè)自動化中實現(xiàn)互換性，互操作性和標準化都帶來了大的不便，現(xiàn)在隨著PLC標準IEC61131的逐步完善和實施。特別是IEC61131-3標準編程語言的推廣，使得PLC真正走入了一個開放性和標準化的新時代。

PLC進一步的飛速發(fā)展趨勢

PLC總的發(fā)展趨勢是向高集成度、小體積、大容量、高速度、易使用、高性能、信息化、軟PLC、標準化、與現(xiàn)場總線技術緊密結合等方向發(fā)展。

① 向小型化，**化、方向發(fā)展隨著微電子技術的發(fā)展，新型器件性能的大幅度提高、價格即大幅度降低、使得PLC結構為繁湊、操作使用十分簡便。從體積上講. 有些**的微型PLC僅有一塊香皂大小。PLC的功能不斷增加，將原來大、中型PLC才有的功能部分地移植到小型PLC上，如模擬量處理、復雜的功能指令和網絡通信等。PLC的價格也不斷下降，真正成為現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)中**的控制裝置。據統(tǒng)計，小型和微型PLC的市場份額一直保持在70%~80%之間，所以對PLC小型化的追求永遠不會停止。

②向大容量、高速度、信息化方向發(fā)展現(xiàn)在大中型PLC采用多效處理器系統(tǒng)，有的采用了32位微處理器，并集成了通信聯(lián)網功能，可同時進行多任務操作，運算速度、數(shù)據交換速度及外設響應速度都有大幅度提高，存儲存量大大增加，特別是增強了過程控制和數(shù)據處理的功能。為了適應工廠控制系統(tǒng)和企業(yè)信息管理系統(tǒng)日益**結合的要求，信息技術也治送到了PLC中，如設置開放的網絡環(huán)境，支持對象鏈接與嵌入(OLE Cor ProcessControl，OPC)技術，等等。

③智能化模塊的發(fā)展為了實現(xiàn)某些特殊的控制功能，PLC制造商開發(fā)出了許多智能化的I/O模塊。這些模塊本身帶有CPU，使得占用主CPU的時間很少，減少了對PLC掃描速度的影響，提高了整個PLC控制系統(tǒng)的性能。它們本身有很強的信息處理能力和控制功能，可以完成PLC的主CPU難以兼顧的功能。由于在硬件和軟件方面都采取了可靠性和便利化的措施，所以簡化了某些控制系統(tǒng)的系統(tǒng)設計和編程。典型的智能化模塊主要有高速計數(shù)模塊、定位控制模塊、溫度控制模塊、閉環(huán)控制模塊、以太網通信模塊和各種現(xiàn)場總線協(xié)議通信模塊等。

人機界面(接口)的發(fā)展人機界面(接口)《HumanrMachine Inter/ace，HMI)在工業(yè)自動化系統(tǒng)中起著越來越重要的作用，PLC控制系統(tǒng)在HM方面的進展主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

A 編程工具的發(fā)展。過去絕大部分中小型PLC僅提供手持式編程器，編程人員通過編程器和PLC打交道。首先是把編制好的梯形圖程序轉換或語句表程序，然后使用編程器一個字符、一個字符地敲到PLC內部;另外，調試時也只能通過編程器現(xiàn)整很少的信息?，F(xiàn)在偏程器已被淘汰，基于Windows的編程軟件不僅可以對PLC控制系統(tǒng)的硬件組態(tài)，即設置硬件的結構、類型、各通信接口的參數(shù)等，而且可以在屏幕上直接生成和編輯梯形圖、語句表、功能塊圖和順序功能圖程序，并且可以實現(xiàn)不同編程語言之間的自動轉換。程序被編譯后可下載到PLC，也可以將用戶程序上傳到計算機。編程軟件的調試和監(jiān)控功能也遠遠過手持式編程器，可以通過編程軟件中的監(jiān)視功能實時觀察PLC內部各存儲單元的狀態(tài)和數(shù)據，為診斷分析PLC程序和工作過程中出現(xiàn)的問題帶來了大的方便。

b.功能強大、價格低廉的HMI。過去在PLC控制系統(tǒng)中進行參數(shù)的設定和顯示時非常麻煩，對輸入設定參數(shù)要使用大量的撥碼開關組，對輸出顯示參數(shù)要使用數(shù)碼管，它們不僅占據了大量的I/O資源、而且功能少、接線規(guī)瑣?，F(xiàn)在各種單色、彩色的顯示設定單元、觸摸屏、肌膜鍵盤等應有盡有，它們不僅能究成大量數(shù)據的設定和顯示，還能直觀形象地顯示動態(tài)圖形畫面和完成數(shù)據處理等功能。

c，基于PC的組態(tài)軟件。在中大型的PLC控制系統(tǒng)中，僅靠簡單的顯示設定單元已不能解決人機界面的問題，所以基于Windows的PC機成為了佳的選擇。配合適當?shù)耐ㄐ沤涌诨蜻m配器。PC機就可以和PLC之間進行信息的互換。再配合功能強大的組態(tài)軟件，就能完成復雜的和大量的畫面顯示、數(shù)據處理、報警處理、設備管理等任務。這些組態(tài)軟件國外的品牌有WinCC、正IX、Intouch等，國產**公司有業(yè)控、力控等?，F(xiàn)在組態(tài)軟件的價格已下降到非常低的位置，所以在環(huán)境較好的應用現(xiàn)場，使用PC加組態(tài)軟件來取代觸摸屏的方案也是一種不錯的選擇。

⑤在過程控制領域的使用以及PLC的冗余特性雖然PLC的強項是在制造業(yè)領域使用，但隨著通信技術、軟件技術和模擬量控制技術發(fā)展并不斷地融合到PLC中，它現(xiàn)在也被廣泛地應用到了過程控制領域。但在過程控制系統(tǒng)中使用必然要求PLC控制系統(tǒng)具有高的可靠性?，F(xiàn)在世界上良好的自動化設備供應商提供的大型PLC中，一般都增加了安全性和冗余性的產品，并且符合1EXC61508標準的要求。該標準主要為可編程電子系統(tǒng)內的功能性安全設計而制定，為PLC在過程控制領域使用的可靠性和安全設計提供了依據?，F(xiàn)在PLC的冗余產品包括CPU系統(tǒng)、I/O模塊以及熱備份冗余軟件等。大型PLC以及冗余技術一般都是在大型的過程控制系統(tǒng)中使用。

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