Reliance 瑞恩模塊 Reliance 瑞恩模塊 Reliance 瑞恩模塊

可編程序控制器的英文為Programmable Controller，在二十世紀70-80年代一直簡稱為PC。由于到90年代，個人計算機發(fā)展起來，也簡稱為PC;加之可編程序的概念所涵蓋的范圍太大，所以美AB公司次將可編程序控制器定名為可編程序邏輯控制器(PLC-Programmable Logic Controller)，為了方便，仍簡稱PLC為可編程序控制器。有人把可編程序控制器組成的系統(tǒng)稱為PCS可編程序控制系統(tǒng)，強調可編程序控制器生產廠商向人們提供的已是完整的系統(tǒng)了。

　　2 PLC的發(fā)展和市場情況

　　2.1 PLC的發(fā)展歷史

　　 1968年美GM(通用汽車)公司提出取代繼電器控制裝置的要求，第二年美數(shù)字公司研制出了代可編程序控制器，滿足了GM公司裝配線的要求。隨著集成電路技術和計算機技術的發(fā)展，現(xiàn)在已有第五代PLC產品了。

　　 在以改變幾何形狀和機械性能為特征的制造工業(yè)和以物理變化和化學變化將原料轉化成產品為特征的過程工業(yè)中，除了以連續(xù)量為主的反饋控制外，特別在制造工業(yè)中存在了大量的開關量為主的開環(huán)的順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作號按照時序動作;另外還有與順序、時序無關的按照邏輯關系進行連鎖保護動作的控制;以及大量的開關量、脈沖量、計時、計數(shù)器、模擬量的越限報警等狀態(tài)量為主的—離散量的數(shù)據(jù)采集監(jiān)視。由于這些控制和監(jiān)視的要求，所以PLC發(fā)展成了取代繼電器線路和進行順序控制為主的產品。在多年的生產實踐中，逐漸形成了PLC、DCS與IPC三足鼎立之勢，還有其它的單回路智能式調節(jié)器等在市場上占一定的百分比。

　　 在80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展*快的時期，年增長率一直保持為30~40%。由于PLC機聯(lián)系處理模擬能力和網絡方面功能的進步，擠占了一部分DCS的市場(過程控制)并逐漸壟斷了污水處理等行業(yè)，但是由于工業(yè)PC(IPC)的出現(xiàn)，特別是近年來現(xiàn)場總線技術的發(fā)展，IPC和FCS也擠占了一部分PLC市場，所以近年來PLC增長速度，總的說是漸緩。目前全有200多廠家生產300多品種PLC產品，主要應用在汽車(23%)、糧食加工(16.4%)、化學/制藥(14.6%)、金屬/礦山(11.5%)、紙漿/造紙(11.3%)等行業(yè)。

　　2.2 PLC的市場情況

　　 內PLC生產廠約30家，但沒有形成頗具規(guī)模的生產能力和產品，還有一部分是以仿制、來件組裝或“貼牌”方式生產，因此可以說PLC在我未形成制造產業(yè)。作為原理、技術和工藝均無技術難度的產品，只要努力，是能形成制造產業(yè)的。

　　 在PLC應用方面，我是很活躍的，近年來每年約新投入10萬臺套PLC產品，年銷售額30億元，應用的行業(yè)也很廣。但是與其它相比，在機械加工及生產線方面的應用，還需要加大投入。我市場上流行的有如下幾家PLC產品:

　　(1) 施耐德公司，包括早期天津儀表廠引進莫迪康公司的產品，目前有Quantum、Premium、Momentum等產品;

　　(2) 羅克韋爾公司(包括AB公司)PLC產品，目前有SLC、Micro Logix、Control Logix等產品;

　　(3) 西門子公司的產品，目前有SIMATIC S7-400/300/200系列產品;

　　(4) GE公司的產品;日本歐姆龍、三菱、富士、松下等公司產品。

　　PLC的市場的潛力是巨大的，不僅在我，即使在工業(yè)發(fā)達的日本也有調查表明，PLC配套的機電一體化產品的比例占42%，采用繼電器、接觸器控制尚有24%。所以說，需要應用PLC的場合還很多，在我就更是如此了。

　　 從技術創(chuàng)新的角度看，我大中型企業(yè)還要大力發(fā)展CIMS(計算機集成制造系統(tǒng))，在機械制造廠要形成FMS柔性制造系統(tǒng)，PLC是基礎，所以PLC市場是廣闊的。

　　 PLC具有穩(wěn)定可*、價格便宜、功能齊全、應用靈活方便、操作維護方便的優(yōu)點，這是它能持久的占有市場的根本原因，我們下面重點闡述幾個問題，并研究其發(fā)展趨勢。

　　3 PLC的硬件和軟件

　　3.1 PLC的分類

　　PLC在90年代已經形成微、小、中、大、巨型多種PLC。按I/O點數(shù)分，可分為:

　　l 微型PLC: 32 I/O

　　l 小型PLC: 256 I/O

　　l 中型PLC: 1024 I/O

　　l 大型PLC: 4096 I/O

　　l 巨型PLC: 8195 I/O

　　 近年來有單機支持300回路和65000點I/O的大型系統(tǒng)對應中型PLC以上，均采用16位~32位CPU，微、小型PLC原采用8位CPU，現(xiàn)在根據(jù)通訊等方面要求，有的也改用16位~32位CPU。由于I/O

　　64點以下PLC銷售額占整個PLC的47%，64點~256點的占31%，合計位整個PLC銷售額的78%，所以對微、小型PLC應多加研究。

　　3.2 PLC的硬件

　　 PLC控制器本身的硬件采用積木式結構，各廠家產品結構大同小異。以日本歐姆龍C200HE為例，為總線模板框式結構，基本框架(CPU母板)上裝有CPU模板，其它槽位裝有I/O模板;如果I/O模板多時，可由CPU母板經I/O擴展電纜連接I/O擴展母板，在其上裝I/O模板;另一種方法是配備遠程I/O從站等。這些都說明了PLC廠家將硬件各部件均向用戶開發(fā)，便于用戶選用，配置成規(guī)模不等的PLC，而且這種硬件配置的開放性，為制造商、分銷商(代理商)、系統(tǒng)集成商、*終用戶帶來很多方便，為營銷供應鏈帶來很大便利，這是一大成功經驗。

　　 PLC內的I/O模板，除一般的DI/DO、AD/DA模板外，還發(fā)展了一系列特殊功能的I/O模板，這為PLC用于各行各業(yè)打開了出路，如用于條形碼識別的ascii /BASIC模板，用于反饋控制的PID模板，用于運行控制、機械加工的高速計數(shù)模板、單軸位置控制模板、雙軸位置控制模板、凸輪定位器模板、射頻識別接口模板等，這在以后還會有很大發(fā)展。另外在輸入、輸出的相關元件、強干擾場合的輸入、輸出電隔離、地隔離等方面也會更加完善。

　　 PLC中的CPU與存儲器配合，完成控制功能。它與DCS系統(tǒng)處理溫度、壓力、流量等參數(shù)的系統(tǒng)不同，采用快速的巡回掃描周期，一般為0.1~0.2s，更快的則選用50ms或更小的掃描周期。它是一個數(shù)字采樣控制系統(tǒng)。

　　3.3 PLC的軟件

　　 為了完成控制策略，為了替代繼電器，使用戶等完成類似繼電器線路的控制系統(tǒng)梯形圖，而編制了一套控制算法功能塊(或子程序)，稱為指令系統(tǒng)，固化在存貯器ROM中，用戶在編制應用程序時可以調用。指令系統(tǒng)大致可以分為兩類，即基本指令和擴展指令。細分一般PLC的指令系統(tǒng)有:基本指令、定時器/計數(shù)器指令、移位指令、傳送指令、比較指令、轉換指令、BCD運算指令、二進制運算指令、增量/減量指令、邏輯運算指令、特殊運算指令等，這些指令多是類似匯編語言。另外PLC還提高了充足的計時器、計數(shù)器、內部繼電器、寄存器及存貯區(qū)等內部資源，為編程帶來極大方便。