plc的發(fā)展趨勢,起源及其現(xiàn)狀

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯plc的發(fā)展趨勢,起源及其現(xiàn)狀 plc的產(chǎn)生源于美國汽車制造業(yè)飛速進展的需要。20世紀60年月后期，汽車型號更新速度加快。原先的汽車制造生產(chǎn)線上使用的繼電接觸器掌握系統(tǒng)，盡管具有原理簡潔、使用便利、部件動作直觀、價格廉價等諸多優(yōu)點，但由于其掌握規(guī)律由元器件的固有布線方式來打算，因此缺乏變更掌握過程的敏捷性，不能滿意用戶快速轉(zhuǎn)變掌握方式的要求，無法適應(yīng)汽車換代周期快速縮短的需要。 20世紀40年月產(chǎn)生的電子計算機，在60年月已得到迅猛進展，雖然小型計算機已開頭應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的自動掌握過程中，但由于原理簡單，又需專業(yè)的程序設(shè)計語言，致使一般電氣工作人員難以把握和

2、使用。 1968年，美國通用汽車公司設(shè)想將兩者的特長結(jié)合起來，提出了新型電氣掌握裝置的十點招標要求，其中有： 繼電掌握系統(tǒng)設(shè)計周期短，更改簡單，接線簡潔，成本低；能把計算機的功能和繼電掌握系統(tǒng)結(jié)合起來，但編程又比計算機簡潔易學(xué)、操作便利；系統(tǒng)通用性強等。 1969年，美國數(shù)字設(shè)備公司(DEC)結(jié)合計算機和繼電接觸器掌握系統(tǒng)二者的優(yōu)點，按招標要求完成了其研制工作，并在美國通用汽車公司的自動生產(chǎn)線上試用勝利，從而誕生了世界上第一臺可編程掌握器。 從第一臺PLC誕生至今，PLC大致分為四代產(chǎn)品。 第一代PLC，多數(shù)用一位機開發(fā)，采納磁芯存儲器存儲，僅具有單一的規(guī)律掌握功能。 其次代PLC，使用了8位

3、微處理器以及半導(dǎo)體存儲器，其產(chǎn)品也逐步系列化。 第三代PLC，采納了高性能微處理器及位片式CPU，工作速度大幅度提高，因而促使其向多功能和聯(lián)網(wǎng)通信方向進展。 第四代PLC，不僅全面使用16位、32位微處理器、位片式微處理器、精簡指令系統(tǒng)微處理器( RISC)等高性能、高速度的CPU，而且在一臺PLC中同時配置多個微處理器，極大地提高了PLC的工作性能、速度和牢靠性；同時由于大量含有微處理器的智能模塊的消失，致使這一代PLC具有規(guī)律掌握、過程掌握、運動掌握、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信等諸多功能，真正成為名符其實的多功能掌握器。在這一時期，PLC構(gòu)成的PLC網(wǎng)絡(luò)也得到飛速進展，PLC及其網(wǎng)絡(luò)日益成為首選的

4、工業(yè)掌握裝置，并將PLC視作現(xiàn)代工業(yè)自動化的三大支柱之一（CAM、機器人及PLC）。 明顯，可編程掌握器進展至今，早已不是當時僅具有“規(guī)律掌握功能”的概念了，“PLC”也很難全面概括其多功能的特性。為此，1980年美國電氣制造商協(xié)會(NEMA)給了它一個新名字：“Programmable Controller”，簡稱PC。國際電工委員會(IEC)分別于1982年11月和1985年1月頒發(fā)了可編程掌握器標準草案第一、二稿，作了如下定義：可編程掌握器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用而設(shè)計，采納可編程序的存儲器，存儲執(zhí)行規(guī)律運算、挨次掌握、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作指令，并通過數(shù)字

5、式、模擬式的輸入和輸出，掌握各類機械或生產(chǎn)過程。可編程掌握器及其有關(guān)設(shè)備，應(yīng)按易于和工業(yè)掌握系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，并易于擴充功能的原則設(shè)計。 鑒于縮寫“PC”在國內(nèi)已成為個人計算機(Personal Computer)的英文縮寫，為避開二者之間的混淆，因此在國內(nèi)仍沿用PLC來表示可編程掌握器。 我國對可編程掌握器的討論和應(yīng)用始于20世紀70年月中期。1974年開頭研制PLC，但由于生產(chǎn)水平和器件的緣由，未能推廣應(yīng)用。1977年研制勝利了以一位微處理器MC14500為核心的可編程掌握器，并開頭應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)掌握。20世紀70年月末80年月初，由于進口國外的成套專用設(shè)備，我國也引進了不少國外的PLC產(chǎn)

6、品，且在此后的傳統(tǒng)設(shè)備改造和新設(shè)備的設(shè)計中，逐年增多PLC的應(yīng)用，取得了良好的效果。不少科研單位和高新企業(yè)，在樂觀引進國外PLC生產(chǎn)線的同時，消化汲取并繼承進展、二次開發(fā)國外PLC產(chǎn)品，競相研制、開發(fā)、生產(chǎn)了一些我國自己的PLC產(chǎn)品。如北京凱迪恩自動化技術(shù)有限公司自主開發(fā)設(shè)計的K3系列PLC，無錫信捷科技電子有限公司設(shè)計生產(chǎn)的XC系列PLC等。 由于PLC的顯著優(yōu)點，因此它一誕生馬上受到美國國內(nèi)其他公司和世界上各工業(yè)發(fā)達國家的高度關(guān)注。從20世紀70年月初開頭，在三十余年的時間里，PLC的生產(chǎn)已進展成一個巨大的產(chǎn)業(yè)。據(jù)不完全統(tǒng)計，現(xiàn)在世界上有PLC及其網(wǎng)絡(luò)的生產(chǎn)廠商200余家，所生產(chǎn)的PLC產(chǎn)

7、品的品種達400多種。PLC產(chǎn)品的產(chǎn)量和銷量在工業(yè)掌握裝置中都始終高居首位，迄今為止，世界市場對其的需求仍在穩(wěn)步上升。以20世紀90年月以來的市場狀況為例，全世界的PLC銷售額就已達百億美元，而且始終保持15%的年增長率。 PLC廠家眾多，尤其是PLC品種的繁多且指令系統(tǒng)互不兼容，給廣闊的PLC用戶在學(xué)習(xí)、選擇、使用、開發(fā)PLC等諸方面都帶來了不少困擾。為了給廣闊用戶尋求克服這些困難的途徑，不妨將PLC產(chǎn)品按地域分為三個流派。由于同一地域的PLC產(chǎn)品，相互借鑒比較多，之間影響比較大，技術(shù)滲透比較深，面臨的主要市場相同，用戶要求接近，因此同一流派的PLC產(chǎn)品呈現(xiàn)出較多的相像性，而不同流派的PLC

8、產(chǎn)品則差異明顯。 (1)美系PLC。 第一個流派是美國的PLC產(chǎn)品。目前美國已注冊的PLC生產(chǎn)廠家超過100家，PLC產(chǎn)品的品種約200種。其中美國A-B公司早在1988年就立足廈門，在中國建立了合資公司，又于1994年轉(zhuǎn)合資為獨資公司。美國A-B公司的PLC-5系列可編程掌握器(見圖1)只使用梯形圖，全部程序都要依靠梯形圖編制，而不采納其他流派所用的語句表，同時，其梯形圖在形式、含義、功能及用法上也與其他流派相距甚遠。 圖1 PLC-5系列PLC (2)德系PLC。 其次個流派是歐洲的PLC產(chǎn)品。歐洲有數(shù)十家已注冊的PLC生產(chǎn)廠家，生產(chǎn)幾十個品種的PLC產(chǎn)品。歐洲PLC技術(shù)是在幾乎與美國PL

9、C技術(shù)相互隔離的狀況下，獨立討論開發(fā)而形成的，因此，歐洲的PLC產(chǎn)品和美國的PLC產(chǎn)品存在著明顯的差異，在歐洲的PLC產(chǎn)品尤其以德國的產(chǎn)品在國內(nèi)應(yīng)用較多，其中德國西門子公司的PLC生產(chǎn)技術(shù)，早在20世紀90年月初就被我國遼寧無線電二廠引進，且生產(chǎn)出S1-101U，S5-115U系列PLC。西門子的S5系列PLC采納結(jié)構(gòu)化編程的方法。盡管也有梯形圖、規(guī)律圖等多種編程語言，但對于略微簡單一點的問題，就必需采納語句表，通過STEP5語言，調(diào)用各種功能塊來實現(xiàn)。西門子現(xiàn)在主流的產(chǎn)品是S7系列PLC，如圖2所示。 圖2 西門子S7系列PLC (a) S7-200PLC；(b) S7-300PLC (3)

10、日系PLC。 第三個流派是日本的PLC產(chǎn)品。日本有六七十家PLC廠商，生產(chǎn)多達200余種PLC產(chǎn)品。日本的PLC技術(shù)是從美國引進的，但日本將自己的PLC主推產(chǎn)品定位在小型機上并在對美國的PLC技術(shù)繼承的同時，更多的是進展。目前，在全世界的小型PLC市場上，日本的產(chǎn)品已占有70%的份額。日本的微型、小型PLC產(chǎn)品相當有特色，采納梯形圖、語句表并重的編程手段，而且配置了包括功能指令在內(nèi)的功能很強的指令系統(tǒng)。用戶常常會發(fā)覺，選用日本的PLC產(chǎn)品，只需小型機就能解決的一個應(yīng)用問題，而選用美國、歐洲的PLC產(chǎn)品，則常需中型乃至大型機，其根本緣由在于：美國、歐洲的小型PLC產(chǎn)品指令系統(tǒng)太弱。日本歐姆龍公司

11、的PLC產(chǎn)品是對我國頗具影響力的PLC產(chǎn)品，尤其在我國南方占有的市場份額較大，20世紀90年月后期，OMRON公司也已正式在上海浦東金橋開發(fā)區(qū)設(shè)廠。此外還有三菱公司的PLC產(chǎn)品，也在我國具有肯定的影響力。OMRON公司和三菱公司的PLC（代表機型如圖3所示）均屬日本流派，因此兩者在硬、軟件的許多方面，有不少相像之處。 圖3 日本OMRON和三菱系列PLC (a) OMRON CPM2A系列PLC；(b)三菱FX2N系列PLC 按地域劃分PLC產(chǎn)品，并不非常科學(xué)。但廣闊用戶可從“同一流派的PLC產(chǎn)品呈現(xiàn)出較多的相像性，而不同流派的PLC產(chǎn)品則差異明顯”的特征，得出其中的有用價值。也可以在每一類中

12、，從我國最具影響力、最具代表性的PLC產(chǎn)品人手，相對比較簡單地對該流派中的PLC產(chǎn)品舉一反三、觸類旁通。 隨著可編程掌握器的推廣、應(yīng)用，在現(xiàn)代工業(yè)中的地位已非常重要。為了占據(jù)市場，贏得盡可能大的市場份額，各大公司都在原有PLC產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，努力開發(fā)新產(chǎn)品。這些進展主要側(cè)重于兩個方面：一方面是向著網(wǎng)絡(luò)化、大型化、高牢靠性、多功能方向進展；另一方面則是向著小型化、低成本、簡潔易用方向進展。 (1)網(wǎng)絡(luò)化。主要是向分布式掌握系統(tǒng)(dcs)方面進展，使系統(tǒng)具有DCS方面的功能。網(wǎng)絡(luò)化和強化通信功能是PLC近年來進展的一個重要方向，向下可與多個PLC掌握站、多個I/O框架相聯(lián)；向上可與工業(yè)計算機、以太網(wǎng)

13、、MAP網(wǎng)等相聯(lián)，構(gòu)成整個工廠的自動化掌握系統(tǒng)。 (2)高牢靠性。由于掌握系統(tǒng)的牢靠性日益成為工程技術(shù)領(lǐng)域受關(guān)注的焦點，PLC已將自診斷技術(shù)、冗余技術(shù)、容錯技術(shù)廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)有產(chǎn)品中，很多公司已推出了高牢靠性的冗余系統(tǒng)。 (3)多功能。為了適應(yīng)各種特別功能的需要，在原有智能模塊的基礎(chǔ)上，各公司間續(xù)推出了新的功能模塊。如很多公司正間續(xù)推出的各種特別功能模塊。 (4)小型化、低成本、簡潔易用。隨著市場的擴大和用戶投資規(guī)模的不同需求，很多公司也開頭重視小型化、低成本、簡潔易用的系統(tǒng)。原來不少只生產(chǎn)中、大型PLC產(chǎn)品的廠家，正在逐步推出這方面的產(chǎn)品。 (5)掌握與管理功能一體化。為了滿意現(xiàn)代化大生產(chǎn)的掌握與管理的需要。PLC將廣泛采納計算機信息處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和圖形顯示技術(shù)，使PLC系統(tǒng)的生產(chǎn)掌握功能和信息管理功能融為一體。 (6)編程語