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PLC可编程序控制器的前史和展望

发布日期:2016-10-17

1.导言
可编程序控制器的英文为Programmable Controller,在二十世纪70-80时代一向简称为PC。因为到90时代,个人计算机发展起来,也简称为PC;加之可编程序的概念所包含的范围太大,所以美国AB公司首次将可编程序控制器定名为可编程序逻辑控制器(PLC-Programmable Logic Controller),为了便当,仍简称PLC为可编程序控制器。有人把可编程序控制器构成的系统称为PCS可编程序控制系统,着重可编程序控制器出产厂商向大家供给的已是完好的系统了。
2. PLC发展和商场状况
2.1 PLC发展前史
1968年美国GM(通用轿车)公司提出代替继电器控制设备的请求,第二年美国数字公司研制出了第一代可编程序控制器,满意了GM公司装配线的请求。跟着集成电路技术和计算机技术的发展,如今已有第五代PLC产品了。
在以改变几何形状和机械功能为特征的制作工业和以物理变化和化学变化将质料转化成产品为特征的进程工业中,除了以接连量为主的反应控制外,格外在制作工业中存在了很多的开关量为主的开环的次序控制,它依照逻辑条件进行次序动作号依照时序动作;别的还有与次序、时序无关的依照逻辑联系进行连锁保护动作的控制;以及很多的开关量、脉冲量、计时、计数器、模拟量的越限报警等状况量为主的—离散量的数据收集监视。因为这些控制和监视的请求,所以PLC发展成了代替继电器线路和进行次序控制为主的产品。在多年的出产实践中,逐步构成了PLCDCSIPC鼎足之势之势,还有其它的单回路智能式调节器等在商场上占必定的百分比。
80时代至90时代中期,是PLC发展最快的期间,年增加率一向坚持为30~40%。因为PLC机联系处理模拟能力和网络方面功用的前进,挤占了一部分DCS的商场(进程控制)并逐步垄断了污水处理等职业,可是因为工业PC(IPC)的呈现,格外是这些年现场总线技术的发展,IPCFCS也挤占了一部分PLC商场,所以这些年PLC增加速度,总的说是渐缓。如今全国际有200多厂家出产300多种类PLC产品,首要运用在轿车(23%)、粮食加工(16.4%)、化学/制药(14.6%)、金属/矿山(11.5%)、纸浆/造纸(11.3%)等职业。
2.2 PLC的商场状况
国内PLC出产厂约30家,但没有构成颇具规划的出产能力和名牌产品,还有一部分是以拷贝、来件拼装或“贴牌”方法出产,因而能够说PLC在中国未构成制作工业。作为原理、技术和技术均无尖端技术难度的产品,只需尽力,是能构成制作工业的。
(1) PLC运用方面,中国是很活泼的,这些年每年约新投入10万台套PLC产品,年销售额30亿元人民币,运用的职业也很广。可是与其它国家比较,在机械加工及出产线方面的运用,还需求加大投入。
PLC的商场的潜力是无穷的,不仅在中国,即使在工业兴旺的日本也有查询标明,PLC配套的机电一体化产品的份额占42%,选用继电器、接触器控制尚有24%。所以说,需求运用PLC的场合还很多,在中国就更是如此了。
从技术创新的视点看,中国大中型企业还要大力发展CIMS(计算机集成制作系统),在机械制作厂要构成FMS柔性制作系统,PLC是根底,所以PLC商场是宽广的。
PLC具有安稳可靠、价格便宜、功用完全、运用灵敏便当、操作保护便当的长处,这是它能耐久的占有商场的根本原因,咱们下面要点阐述几个疑问,并研讨其发展趋势。
3.PLC的硬件和软件
3.1 PLC的分类
PLC90时代已经构成小、中、大型多种PLC。按I/O点数分,可分为:
小型PLC: 256 I/O
中型PLC: 1024 I/O
大型PLC: 4096 I/O
这些年有单机支持300回路和65000I/O的大型系统对应中型PLC以上,均选用16~32CPU,小型PLC原选用8CPU,如今依据通讯等方面请求,有的也改用16~32CPU。因为I/O64点以下PLC销售额占全部PLC47%64~256点的占31%,算计位全部PLC销售额的78%,所以对微、小型PLC应多加研讨。
3.2 PLC的硬件
PLC控制器自身的硬件选用积木式构造,各厂家产品构造迥然不一样。这些都说明晰PLC厂家将硬件各部件均向用户开发,便于用户选用,装备成规划不等的PLC,并且这种硬件装备的开放性,为制作商、分销商(代理商)系统集成商、最终用户带来很多便当,为推广供应链带来很大便当,这是一大成功经验。
PLC内的I/O模板,除通常的DI/DOAD/DA模板外,还发展了一系列格外功用的I/O模板,这为PLC用于各行各业打开了未来,如用于条形码辨认的ASCII/BASIC模板,用于反应控制的PID模板,用于运转控制、机械加工的高速计数模板、单轴方位控制模板、双轴方位控制模板、凸轮定位器模板、射频辨认接口模板等,这在今后还会有很大发展。别的在输入、输出的有关元件、强搅扰场合的输入、输出电阻隔、地阻隔等方面也会更加完善。
PLC中的CPU与存储器合作,完结控制功用。它与DCS系统处理温度、压力、流量等参数的系统不一样,选用快速的巡回扫描周期,通常为0.1~0.2s,更快的则选用50ms或更小的扫描周期。它是一个数字采样控制系统。
3.3 PLC的软件
为了完结控制战略,为了代替继电器,运用户等完结相似继电器线路的控制系统梯形图,而编制了一套控制算法功用块(或子程序),称为指令系统,固化在存贮器ROM中,用户在编制运用程序时能够调用。指令系统大致能够分为两类,即根本指令和拓展指令。细分通常PLC的指令系统有:根本指令、定时器/计数器指令、移位指令、传送指令、比较指令、变换指令、BCD运算指令、二进制运算指令、增量/减量指令、逻辑运算指令、格外运算指令等,这些指令多是相似汇编言语。别的PLC还提高了足够的计时器、计数器、内部继电器、寄存器及存贮区等内部资本,为编程带来极大便当。
4.根据Windows的编程言语规范—IEC61131-3
因为各PLC厂家产品在指令系统上的区别及编程方法上用户请求不一样,这些年IEC制订了根据Windows的编程言语规范IEC61131-3(1993IEC公布可编程序控制器的国际规范IEC1131),它规则了指令表(IL)、梯形图(LD)、次序功用图(SFC)、功用块图(FBD)、构造化文本(ST)五种编程言语。这包含了文本化编程(ILST)和图形编程(LDFBD)两个方面,而SFC则在两类编程言语中均可运用。IEC技术委员会(TC65)进来发展了IEC61499项目,将IEC61131-3进行了拓展,它是对于经过通讯网络互联的模块化散布系统的系统构造的规范,将对IEC61131-3有所改善。这是以数字技术为根底的可编程序逻辑控制设备在高层次上走向开放性的规范化文件,是PLC发展的一大趋势。
5.PLC的网络及发展趋势
一个或若干PLCPC机联出系统,PC机起到原编程器及人机界面操作站的效果,这20世纪90时代的新潮流,这么为系统集成带来了商机,一起编程软件和人机界面软件(监控软件或称组态软件)及软件接口(或称驱动软件)也得到了发展。
这些年,PLC厂家在原来CPU模板上供给物理层RS232/422/485接口的根底,逐步增加了各种通讯接口,并且供给完好的通讯网络。因为近期数据通讯技术发展很快,用户对开放性请求很强烈,现场总线技术及以太网技术也同步发展,所以PLC构成的PCS系统比DCS的开放性所在的现状稍好一些。2001年中国机械工业成为工业发展新亮点,总产值比上年增加17.15%,轿车产量为国际前10位,机床产量为国际第5位。机械工业赢利增加33.35%,占全部工业新增赢利六成多。出口同样呈现可喜的增加。如今机械工业提出要实施网络化,对这一点,PLC从业人员应有清醒的知道,应对网络化的开放性、网络构成的功能/价格比和网络的可靠性、安全性、先进性上格外下功夫。
网络向上连是互联网疑问,向下连是现场总线疑问,别的现有网络能否用以太网“e网究竟”方法、网络选用客户器/效劳器方法、浏览器/效劳器方法、出产者/消费者方法、接口软件选用OPC方法等疑问都有待进一步执行。PLC与智能MCC马达控制中心、与数控机床配套的NC/CNC数控设备,以及与其它运转控制系统、电控设备、变频器和软起动器等连成系统;PLC要与DCS分工合作,充任DCS的长途I/O站等;PLC要与IPC分工合作,除用IPC作人机界面外,作软件PLCI/O部件也是可行的;此外还有PLC与紧迫泊车安全系统(ESDEmergency Shut Down Systems)的联系、与立体仓库、机器人、CAD/CAM等等都要处理好联系。总归,PLC要兼容各种新技术,使PLC成为真实意义上的“电脑”。

PLC的运用范畴是宽广的,还有很多范畴急待开拓。别的,在离散事情系统中,如公路网交通流(车辆计数、乘客计数及停留时间计量)、物流系统、柔行制作系统(敏捷制作系统)及全部非规范随效劳系统中,均能够选用PLC,进而建模和采纳对策并优化。PLC的出路一片夸姣,全部失望的观点是站不住脚的。至于技术前进,PLC与其它技术交融以致不见,那还需求必定的时间!

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