工業(yè)可編程序控制器的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

    工業(yè)控制計(jì)算機(jī)(簡稱工控機(jī))是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置,目前已成為工業(yè)控制的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備,被廣泛地應(yīng)用于各行各業(yè),工控機(jī)是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化的最佳配套產(chǎn)品,而工業(yè)可編程序控制器(PLC)則在工控領(lǐng)域中占有主要的地位。 
 
　一、我國工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的發(fā)展

　　20世紀(jì)40年代末50年代初,我國的流程工業(yè)規(guī)模很小,設(shè)備陳舊,必要的調(diào)節(jié)主要靠最簡單的測(cè)量儀表由人工操作運(yùn)行。50年代末60年代初,我國研制生產(chǎn)的傳感器、變送器、調(diào)節(jié)器、執(zhí)行器等,基本上能顯示過程狀態(tài),實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)意圖,最終命令執(zhí)行器完成對(duì)工藝流程的調(diào)節(jié)要求。70年代初,我國自行研制的工控機(jī)開始應(yīng)用于工業(yè)過程控制,它部分地取代了原來控制室內(nèi)的儀表。但由于受當(dāng)時(shí)電子器件性能的限制,工控機(jī)本身的可靠性遠(yuǎn)不如現(xiàn)在,工控機(jī)帶來的控制集中引起“危險(xiǎn)”集中。70年代末,分散型控制系統(tǒng)(DCS)進(jìn)入工控領(lǐng)域,解決了“危險(xiǎn)”集中的問題,還解決了一些復(fù)雜的控制。DCS可建立通信網(wǎng)絡(luò),為大工廠生產(chǎn)帶來許多方便,但其價(jià)格一直居高不下。80年代初,適應(yīng)性較強(qiáng)的總線型工控機(jī)(STD)應(yīng)運(yùn)而生,STD總線技術(shù)的推廣和應(yīng)用,使工控機(jī)的功能更加強(qiáng)化。

　　二、工業(yè)可編程序控制器(PLC)發(fā)展趨勢(shì)

　　PLC作為工控機(jī)的一員,在主要工業(yè)國家中成為自動(dòng)化系統(tǒng)的基本電控裝置。它具有控制方便、可靠性高、容易掌握、體積小、價(jià)格適宜等特點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì),當(dāng)今世界PLC生產(chǎn)廠家約150家,生產(chǎn)300多個(gè)品種。預(yù)計(jì)到2000年,銷售額約為86億美元,占工控機(jī)市場(chǎng)份額的50%,PLC將在工控機(jī)市場(chǎng)中占有主要地位,并保持繼續(xù)上升的勢(shì)頭。

　　PLC在60年代末引入我國時(shí),只用作離散量的控制,其功能只是將操作接到離散量輸出的接觸器等,最早只能完成以繼電器梯形邏輯的操作。新一代的PLC具有PID調(diào)節(jié)功能,它的應(yīng)用已從開關(guān)量控制擴(kuò)大到模擬量控制領(lǐng)域,廣泛地應(yīng)用于航天、冶金、輕工、建材等行業(yè)。但PLC也面臨著其它行業(yè)工控產(chǎn)品的挑戰(zhàn),各廠家正采取措施不斷改進(jìn)產(chǎn)品,主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面:

　　1.微型、小型PLC功能明顯增強(qiáng)

　　很多有名的PLC廠家相繼推出高速、高性能、小型、特別是微型的PLC。三菱的FXOS14點(diǎn)(8個(gè)24VDC輸入,6個(gè)繼電器輸出),其尺寸僅為58mm×89mm,僅大于信用卡幾個(gè)毫米,而功能卻有所增強(qiáng),使PLC的應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)大到遠(yuǎn)離工業(yè)控制的其它行業(yè),如快餐廳、醫(yī)院手術(shù)室、旋轉(zhuǎn)門和車輛等,甚至引入家庭住宅、娛樂場(chǎng)所和商業(yè)部門。

　　2.集成化發(fā)展趨勢(shì)增強(qiáng)

　　由于控制內(nèi)容的復(fù)雜化和高難度化,使PLC向集成化方向發(fā)展,PLC與PC集成、PLC與DCS集成、PLC與PID集成等,并強(qiáng)化了通訊能力和網(wǎng)絡(luò)化,尤其是以PC為基的控制產(chǎn)品增長率最快。PLC與PC集成,即將計(jì)算機(jī)、PLC及操作人員的人—機(jī)接口結(jié)合在一起,使PLC能利用計(jì)算機(jī)豐富的軟件資源,而計(jì)算機(jī)能和PLC的模塊交互存取數(shù)據(jù)。以PC機(jī)為基的控制容易編程和維護(hù)用戶的利益,開放的體系結(jié)構(gòu)提供靈活性,最終降低成本和提高生產(chǎn)率。

　　3.向開放性轉(zhuǎn)變

　　PLC存在嚴(yán)重的缺點(diǎn),主要是PLC的軟、硬件體系結(jié)構(gòu)是封閉而不是開放的,絕大多數(shù)的PLC是專用總線、專用通信網(wǎng)絡(luò)及協(xié)議,編程雖多為梯形圖,但各公司的組態(tài)、尋址、語文結(jié)構(gòu)不一致,使各種PLC互不兼容。國際電工協(xié)會(huì)(IEC)在1992年頒布了IEC1131-3《可編程序控制器的編程軟件標(biāo)準(zhǔn)》,為各PLC廠家編程的標(biāo)準(zhǔn)化鋪平了道路。現(xiàn)在開發(fā)以PC為基、在WINDOWS平臺(tái)下,符合IEC1131-3國際標(biāo)準(zhǔn)的新一代開放體系結(jié)構(gòu)的PLC正在規(guī)劃中。