PLC的发展历程和现状?

一、PLC的来源

1.在制造业(以改变几何形状和机械性能为特征)和流程工业(以通过物理化学变化将原材料转化为产品为特征)中,大量的开关被顺序控制,它们根据逻辑条件执行顺序动作,根据逻辑关系控制联锁保护动作,并采集大量离散数据。传统上,这些功能是通过气动或电气控制系统实现的。1968美国GM(通用汽车)公司提出更换电控装置。第二年,美国数字公司开发了一种基于集成电路和电子技术的控制装置,使电气控制功能程序化。这是第一代可编程控制器,英文名是Programmable Controller(PC)。

2.随着电子技术和计算机技术的出现,PC的功能越来越强大,其概念和内涵也在不断扩大。

3.在20世纪80年代,个人电脑被开发出来,也被简称为PC。为了方便和体现可编程控制器的功能特点,美国A-B公司命名为可编程逻辑控制器(PLC),并将“PLC”作为其产品的注册商标。现在,PLC通常简称为PC。

4.20世纪80年代至90年代中期,PLC发展最快,年增长率为30-40%。在此期间,PLC的模拟处理能力、数字计算能力、人机界面能力和网络能力都有了很大的提高,PLC逐渐进入过程控制领域,在一些应用中取代了在过程控制领域占主导地位的DCS系统。

5.近年来,工业计算机技术(IPC)和现场总线技术(FCS)发展迅速,占据了PLC市场的一部分,PLC的增长速度也逐渐放缓,但其在工业自动化控制尤其是顺序控制中的地位在可预见的未来无法被取代。

6.目前,全球有200多家厂商生产300多个品种的PLC产品,主要应用于汽车(23%)、粮食加工(16.4%)、化学/制药(14.6%)、金属/矿山(11.5%)。

二、典型PLC产品

1,国外

施耐德公司,量子,溢价,动量等。

罗克韦尔(A-B公司)、SLC、MicroLogix、Control Logix等。

西门子,SIMATIC S7-400/300/200系列;

通用电气公司

日本欧姆龙、三菱、富士、松下等。

2.国内的

PLC工厂约有30家,但没有规模化的生产能力和名牌产品,部分采用仿制、组件组装或贴牌生产。

三、PLC在中国的应用

虽然我国在PLC生产方面非常薄弱,但在PLC应用方面却非常活跃。近年来,每年新增PLC产品约65438+万套,年销售额30亿人民币,应用行业也非常广泛。

在国内,PLC一般按照I/O分分为以下几个级别(但不是绝对的,国外的分类也有一些区别):

微:?32个输入/输出

小:256个I/O。

中等:1024 I/O。

大型:4096 I/O

巨人:8192输入/输出

在中国应用的PLC系统中,I/O 64点以下的PLC销量占整个PLC的47%,64点至256点之间的占365,438+0%,占整个PLC销量的78%。

在中国应用的PLC几乎覆盖了全球所有品牌,呈现八国联盟的趋势,但在行业方面有自己的势力范围。大中型集控系统大多采用欧美PLC,小型控制系统、机床、单机自动化、OEM产品大多采用日本PLC。欧美PLC在网络和软件上有优势,日本PLC在灵活性和价格上有优势。

中国PLC的供应渠道主要包括制造商、经销商(代理商)、系统集成商、OEM用户和终端用户。其中,大多数PLC通过分销商和系统集成商到达最终用户。

四、PLC发展的重点

1,人机界面更友好

PLC厂商通过收购或合并软件企业或发展软件产业,大大提高了软件水平。大多数PLC品牌都有相应的开发平台和组态软件。软硬件的结合提高了系统的性能,同时降低了用户的开发和维护成本,更容易形成人机友好的控制系统。目前广泛采用的是PLC+网络+IPC+CRT的模式。

2.网络通信能力大大增强。

PLC厂商在原有CPU模板上提供物理接口RS232/422/485的基础上,逐渐增加了各种通信接口,提供了完整的通信网络。由于近年来数据通信技术的飞速发展,用户对开放性有着强烈的需求,现场总线技术和以太网技术也同步发展。例如罗克韦尔A-B公司推出的三层网络结构体系,即以太网、控制网和设备网,以及西门子公司的Profibus-DP和Profibus-FMS网络。

3.开放性和互操作性有了很大的发展。

在PLC的发展过程中,为了垄断和扩大自己的市场,PLC厂商处于群雄割据的局面,各自制定自己的标准,给用户带来了不便,增加了维护成本。开放是发展的趋势,已经被厂商认可,形成了一个长期的妥协和竞争的过程,这个过程还在继续。开放过程可以体现在以下几个方面:

1)IEC已经形成了现场总线标准,它包括八个标准。虽然有人说很多标准没有标准,但这是艰难争论和妥协的结果。标准出台后,厂商纷纷使自己的产品适应这些标准,或者开发出与之相对应的新产品。

2)IEC制定了基于Windows的编程语言标准IEC61131-3,规定了指令表(IL)、梯形图(LD)、顺序功能图(SFC)、功能框图(FBD)和结构化文本(st)五种编程语言。这是基于数字技术的可编程逻辑控制装置在高水平上开放的标准化文件。虽然PLC开发的工具仍然不兼容,但是基于这些标准的开发系统使得用户在应用过程中更容易适应不同品牌的产品。

3)OPC基金会提出了OPC(OLE for Process Control)标准,进一步增强了软硬件之间的互操作性。通过OPC一致性测试产品,可以实现便捷无缝的数据交换。目前,大多数PLC软件产品和相当一部分仪表、执行器等设备都具有OPC功能。OPC技术与现场总线技术的结合是未来控制系统向FCS技术发展的趋势。

4.PLC的功能进一步增强,应用范围越来越广泛。PLC的网络能力、模拟处理能力、运算速度、内存和复杂运算能力都有了很大的增强,不再局限于逻辑控制的应用,越来越多地应用于过程控制。据统计,PLC在除石油化工过程以外的一些领域都有功能性应用,并且在相当多的应用中已经取代了价格昂贵的DCS,从而将原来的PLC(顺序控制)+DCS(过程控制)模式变为PLC+IPC模式。

5.工业以太网的发展对PLC产生了重要影响。以太网应用广泛,与工业网络相比,其成本非常低。因此,人们致力于将以太网引入控制领域。目前挑战在于1)硬件要适合工业恶劣环境;2)如何提高通信机制的可靠性。以太网能否成功进入工业控制领域,目前还存在争议。然而,以太网在工业控制系统中的应用日益增多。为了适应这个过程,各个PLC厂商都推出了适应以太网的产品或中间产品。