工業(yè)可編程序控制器的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 1
工業(yè)控制計算機（簡稱工控機）是以計算機技術(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),工控機是實現(xiàn)生產(chǎn)自動化的最佳配套產(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)控制計算機的發(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)主要靠最簡單的測量儀表由人工操作運行。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),實現(xiàn)調(diào)節(jié)意圖,最終命令執(zhí)行器完成對工藝流程的調(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)時電子器件性能的限制,工控機本身的可靠性遠(yuǎn)不如現(xiàn)在,工控機帶來的控制集中引起“危險”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”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,但其價格一直居高不下。80年代初,適應(yīng)性較強的總線型工控機（STD）應(yīng)運而生,STD總線技術(shù)的推廣和應(yīng)用,使工控機的功能更加強化。
二、工業(yè)可編程序控制器（PLC）發(fā)展趨勢
PLC作為工控機的一員,在主要工業(yè)國家中成為自動化系統(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、價格適宜等特點。據(jù)統(tǒng)計,當(dāng)今世界PLC生產(chǎn)廠家約150家,生產(chǎn)300多個品種。預(yù)計到2000年,銷售額約為86億美元,占工控機市場份額的50%,PLC將在工控機市場中占有主要地位,并保持繼續(xù)上升的勢頭。
PLC在60年代末引入我國時,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)為以下幾個方面:
1.微型、小型PLC功能明顯增強
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（8個24VDC輸入,6個繼電器輸出）,其尺寸僅為58mm×89mm,僅大于信用卡幾個毫米,而功能卻有所增強,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、娛樂場所和商業(yè)部門。
2.集成化發(fā)展趨勢增強
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,即將計算機、PLC及操作人員的人—機接口結(jié)合在一起,使PLC能利用計算機豐富的軟件資源,而計算機能和PLC的模塊交互存取數(shù)據(jù)。以PC機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。
一、我國工業(yè)控制計算機的發(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)主要靠最簡單的測量儀表由人工操作運行。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),實現(xiàn)調(diào)節(jié)意圖,最終命令執(zhí)行器完成對工藝流程的調(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)時電子器件性能的限制,工控機本身的可靠性遠(yuǎn)不如現(xiàn)在,工控機帶來的控制集中引起“危險”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”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,但其價格一直居高不下。80年代初,適應(yīng)性較強的總線型工控機（STD）應(yīng)運而生,STD總線技術(shù)的推廣和應(yīng)用,使工控機的功能更加強化。
二、工業(yè)可編程序控制器（PLC）發(fā)展趨勢
PLC作為工控機的一員,在主要工業(yè)國家中成為自動化系統(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、價格適宜等特點。據(jù)統(tǒng)計,當(dāng)今世界PLC生產(chǎn)廠家約150家,生產(chǎn)300多個品種。預(yù)計到2000年,銷售額約為86億美元,占工控機市場份額的50%,PLC將在工控機市場中占有主要地位,并保持繼續(xù)上升的勢頭。
PLC在60年代末引入我國時,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)為以下幾個方面:
1.微型、小型PLC功能明顯增強
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（8個24VDC輸入,6個繼電器輸出）,其尺寸僅為58mm×89mm,僅大于信用卡幾個毫米,而功能卻有所增強,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、娛樂場所和商業(yè)部門。
2.集成化發(fā)展趨勢增強
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,即將計算機、PLC及操作人員的人—機接口結(jié)合在一起,使PLC能利用計算機豐富的軟件資源,而計算機能和PLC的模塊交互存取數(shù)據(jù)。以PC機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。
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