PLC的现状与发展趋势.ppt

摘要 本文论述了在工业控制领域占主要地位的工业可编程序控制器 PLC 的发展趋势 简单介绍了国际 国内PLC的主要厂家及产品 关键词 工业 可编程序控制器 发展趋势工业控制计算机 简称工控机 是以计算机技术为基础的新型工业控制装置 目前已成为工业控制的标准设备 被广泛地应用于各行 各业 工控机是实现生产自动化的最佳配套产品 而工业可编程序控制器 PLC 则在工控领域中占有主要的地位 PLC具有通用性强 使用方便 适应面 广 可靠性高 抗干扰能力强 编程简单等特点 PLC的定义有许多种 国际电工委员会 IEC 对PLC的定义是 可编程控制器是一种数字运算操作的 电子系统 专为在工业环境下应用而设计 它采用可编程序的存贮器 用来在其内部存贮执行逻辑运算 顺序控制 定时 计数和算术运算等操作的指令 并通 过数字的 模拟的输入和输出 控制各种类型的机械或生产过程 可编程序控制器及其有关设备 都应按易于与工业控制系统形成一个整体 易于扩充其功能的 原则设计 从结构上 PLC分为固定式和组合式 模块式 两种 固定式PLC包括CPU板 I O板 显示面板 内存块 电源等 这些元素组合成一个 不可拆卸的整体 模块式PLC包括CPU模块 I O模块 内存 电源模块 底板或机架 这些模块可以按照一定规则组合配置 一 我国工业控制计算机 的发展20世纪40年代末50年代初 我国的流程工业规模很小 设备陈旧 必要的调节主要靠最简单的测量仪表由人工操作运行 50年代末60年代初 我国研制生产的传感器 变送器 调节器 执行器等 基本上能显示过程状态 实现调节意图 最终命令执行器完成对工艺流程的调节要求 70年代初 我国 自行研制的工控机开始应用于工业过程控制 它部分地取代了原来控制室内的仪表 但由于受当时电子器件性能的限制 工控机本身的可靠性远不如现在 工控 机带来的控制集中引起 危险 集中 70年代末 分散型控制系统 DCS 进入工控领域 解决了 危险 集中的问题 还解决了一些复杂的控制 DCS 可建立通信网络 为大工厂生产带来许多方便 但其价格一直居高不下 80年代初 适应性较强的总线型工控机 STD 应运而生 STD总线技术的推广 和应用 使工控机的功能更加强化 二 工业可编程序控制器 PLC 发展趋势PLC作为工控机的一员 在主要工业国家中成为自动化系统的基本电控装置 它具有控制方便 可靠性高 容易掌握 体积小 价格适宜等特点 据统计 当今世界PLC生产厂家约150家 生产300多个品种 2000年销售额 约为86亿美元 占工控机市场份额的50 PLC将在工控机市场中占有主要地位 并保持继续上升的势头 PLC在60年代末引入我国时 只用作离散 量的控制 其功能只是将操作接到离散量输出的接触器等 最早只能完成以继电器梯形逻辑的操作 新一代的PLC具有PID调节功能 它的应用已从开关量 控制扩大到模拟量控制领域 广泛地应用于航天 冶金 轻工 建材等行业 但PLC也面临着其它行业工控产品的挑战 各厂家正采取措施不断改进产品 主 要表现为以下几个方面 1 微型 小型PLC功能明显增强很多有名的PLC厂家相继推出高速 高性能 小型 特别是微型的PLC 三菱的FXOS14 点 8个24VDC输入 6个继电器输出 其尺寸仅为58mm 89mm 仅大于信用卡几个毫米 而功能却有所增强 使PLC的应用领域扩大到远离 工业控制的其它行业 如快餐厅 医院手术室 旋转门和车辆等 甚至引入家庭住宅 娱乐场所和商业部门 2 集成化发展趋势增强由于控制内容的复杂化和 高难度化 使PLC向集成化方向发展 PLC与PC集成 PLC与DCS集成 PLC与PID集成等 并强化了通讯能力和网络化 尤其是以PC为基的 控制产品增长率最快 PLC与PC集成 即将计算机 PLC及操作人员的人 机接口结合在一起 使PLC能利用计算机丰富的软件资源 而计算机能和P LC的模块交互存取数据 以PC机为基的控制容易编程和维护用户的利益 开放的体系结构提供灵活性 最终降低成本和提高生产率 3 向开放性转变P LC曾存在严重的缺点 主要是PLC的软 硬件体系结构是封闭而不是开放的 绝大多数的PLC是专用总线 专用通信网络及协议 编程虽多为梯形图 但 各公司的组态 寻址 语文结构不一致 使各种PLC互不兼容 国际电工协会 IEC 在1992年颁布了IEC1131 3 可编程序控制器的编程软 件标准 为各PLC厂家编程的标准化铺平了道路 现在开发以PC为基 在WINDOWS平台下 符合IEC1131 3国际标准的新一代开放体系结 构的PLC正在规划中 三 PLC主要厂家及产品介绍在全球PLC制造商中 根据美国AutomationResearchCorp ARC 调 查 世界PLC领导厂家的五霸分别为Siemens 西门子 公司 Allen Bradley A B 公司 Schneider 施耐德 公司 Mitsubishi 三菱 公司 Omrom 欧姆龙 公司 他们的销售额约占全球总销售额的三分之二 从西门子公司的SIMATICS7 40 0的性能可对PLC窥见一斑 SIMATICS7 400是匣式封装模块 可卡在导轨上安装 由I O总线和通信总线建立电气连接 模块可在工作或 加电时替换或插 拔 可快速安装维护 修改方便 其主要性能为 CPU存储器容量64K字节 可扩展到1 6M字节 位和字处理速度80ns至2 00ns 最高系统计算能力可以有4个CPU同时计算 一个中央框 CR 可扩展直到21个扩展框 每个CPU上多点接口 MPI 能力 如可 同时连接文字显示或操作员以及编程器件 CPU上的SINEC L2 DP附加有分散I O的集成性能 提供与计算机和其它Siemens产品或 系统的连接接口 高可靠性 完善的自诊断和清除故障功能 我国的PLC生产目前也有一定的发展 小型PLC已批量生产 中型PLC已有产品 大型P LC已开始研制 国内PLC形成产品化的生产企业约30多家 国内产品市场占有率不超过10 主要生产单位有 苏州电子计算机厂 苏州机床电器厂 上海兰星电气有限公司 天津市自动化仪表厂 杭州通灵控制电脑公司 北京机械工业自动化所和江苏嘉华实业有限公司等 国内产品在价格上占有明显的优势 随着微处理器 网络通信 人 机界面技术的迅速发展 工业自动化技术日新月异 各种产品竞争激烈 新产品不断涌现 PLC也由最初的只能处