更新时间2018-12-17 19:07:27
用图文说明，没有就算了
PLC在工业自动化控制领域的应用
PLC(Programmable logic Controller)，全称可编程序控制器，作为一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程，PLC及其有关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则设计。从可编程序控制器诞生之日起，它就在工业自动化控制系统中占有非常重要的地位。
图1：PLC结构构成图 
目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业。据2010年3月最新报道，和利时LK系列PLC已成功应用于阜宁汉德风机叶片生产线，这标志着和利时LK系列PLC在风电设备应用领域取得了又一新突破。[1]而发展风电产业，开发新能源，保护生态，优化产业结构，提升经济发展水平，用自动化改进人们的工作、生活和环境正式国家所极力倡导的。
当今，PLC技术发展趋势是人们的争论的焦点之一。PLC制造商已经开始注视基于工业PLC控制技术所带来的强大冲击。随着PLC供应商的不断努力，所推出的新一代PLC将能够更加满足各种工业自动化控制应用的需要。
1. 开放和基于工业PC控制
PLC制造商已经开始重视基于工业PC控制技术所带来的强大冲击。有专家甚至认为，新商务活动所带来的新技术和开放技术规范将会埋葬传统PLC。PLC制造商认为，虽然在工业现场安装有大量的PLC控制设备，但他们仍然需要联合工控软件公司，以便开发他们自己的基于工业PC的过程控制软件。
可以相信，PLC技术将继续向开放式控制系统方向转移，尤其是基于工业PC的控制系统。后者除了在灵活性方面比传统PLC具有截然不同的优势外，还具有其他优点，如能够缩短系统投放到市场的周期，降低系统投资费用，提高从工厂底层到企业办公自动化的数据信息流动效率等。
但工业用户不完全相信开放式控制系统所带来的好处。随着技术的进一步发展，他们开始逐渐淡化这些思想观念。工业用户正在平衡采用新技术所存在的风险和给他们的商务活动所带来的收益，以便为今后的决策提供有效的保障。
2. Ethernet的扩展与进一步容纳Web技术
当前，在所有过程控制领域，最大的发展趋势之一就是Ethernet技术的扩展。PLC也不例外，现在，越来越多的PLC供应商开始提供Ethernet接口部件。在最近的几年间，我们已经看到，发展比现有普通小快灵PLC更加强大的PLC是种趋势。Ethernet将会成为PLC的通信标准吗？也许最终结果是这样的，但现在还为时尚早。对于在PLC上提供Ethernet接口将能够解决所有通信问题，人们普遍存在着误解。Ethernet仅仅定义了OSI参考模型底部的几层协议标准，如果上层协议相互之间不能兼容，那么仍然不可能进行相互之间的通信处理。打个比方，这如同一个不懂英语的中国人与一个不懂汉语的美国人之间是不能够通过电话进行对话一样。因此，协议就是设备之间相互通信的语言。
另一方面，前进的步伐已经迈出，我们只有迎着困难而上，为了将Ethernet技术应用到工厂底层的现场过程控制设备中去，ODVA协会为此建立了一套全球性标准技术规范，即Ethernet/IP标准，以便能够解决在实际工作中所遇到的困难。
当然，如果工业用户正在着手将其控制系统连接到Internet，则必须为此设置安全的信息发布地址。另外，为了防止黑客进入到控制系统中去，还必须安装一套安全性能较好的防火墙软件。黑客的入侵还不是唯一的烦恼，如果网络系统瘫痪，我们首先需要干什么呢？黑客入侵的解决方案是采用冗余。在过程控制器中采用冗余IP地址、冗余网络系统、冗余通信电缆，以及热备份等方式，当突发事件发生时能够很好地为过程控制系统提供服务。
许多PLC供应商在其产品的开发过程中仍然继续不断地改进和提高通信性能，其开发方向主要面向于Ethernet技术和基于Web技术。Omron公司在其产品中提供了全部Ethernet连接能力，借助于TCP/IP数据传输协议，其产品完全适合于所有Ethernet技术规范。此外，一种新的多I/O终端可以作为Profibus-DP从部件，所组成的通信单元提供了一个接口用于连接一个或者更多的I/O模件单元，与该公司的C200H系列PLC还能够很好地结合在一起工作。
3. 过程控制应用
尽管传统PLC被应用于离散过程控制领域，但现在，PLC已被广泛应用于连续过程控制领域，而且基于连续过程控制技术的发展趋势正在进一步得到增长。通信是PLC应用的关键技术，这种技术在PLC领域已经得到扩展。同系统一样，对PLC进行分散化处理已经成为可能，所以更容易进行管理，以便能够更好地集成在一起。
4. 冗余特性
在工业过程控制领域，每年对具有更高可靠性系统产品的需求都在逐年增加，其中绝大多数是受经济利益的驱动所产生的。工厂停机损失所带来的代价是极其昂贵的，而且所造成的生产成本也会随之增加。尤其在欧洲，一系列规章制度的主体正在逐步得到完善和加强。现在公布的IEC 61508标准为过程控制系统的安全性能提供了设计依据，该标准主要针对可编程电子系统内的功能性安全设计而制定的。
PLC在安全停机系统领域的应用已经有了很长一段时间。也许Triconex和Pilz公司能够为我们提供许多这方面应用的见解，但其他PLC供应商也正在瞄准这一应用领域的前景，同时也使得一些PLC硬件供应商感到非常棘手。SoftPLC公司已经推出一种冗余系统的解决方案来满足这一应用需求，而且在实际工程中也得到了应用。其应用经验告诉我们，主要秘诀在于对硬件和独特I/O结构体系的仔细选择，并且他们也寻找到一些适合于该领域应用的总线系统以及其他不匹配的东西。
5. 软件工具
现在，软件工具继续成为PLC用户最感兴趣的内容之一。对于PLC硬件，工业用户只需要关心其性能和价格方面的内容即可。当前，越来越多的PLC用户希望能够寻找到更多的软件工具和集成工具，以便能够进一步提高PLC硬件的性能。
工业用户所有工作的目的在于实现系统集成，所以他们正在努力实现将运动软件包、PLC、操作员界面甚至Internet结合在一起。同时，工业用户还希望开放控制能够完成逻辑控制，也能够运行java脚本程序。
6. 替代嵌入式控制器
据相关调查报告显示，现在对于低端PLC市场的争夺仍在继续进行，这也进一步促进了PLC的发展。随着微型和超微型PLC技术的发展和数量的增长，它们已经开始进入到新的应用领域。例如，微型PLC已经开始替嵌入式控制器的工作内容。像Omron公司已经察觉到这一技术发展的新动向，并逐渐计划将其产品应用于商业器具、饮料分发设备以及商业、工业等。这些行业之所以正在应用微型PLC，正是由于它具有卓越的灵活性、市场开发周期短、适应性强、竞争性的价格等一系列优点所至。
对于PLC或者嵌入式控制器的选择主要依赖于它们的体积大小，尤其是如果需要特殊功能时，嵌入式控制器的缺陷就逐渐显露出来了。尽管嵌入式控制器具有很低的价格，但其中仍然包含了质量控制、维修以及服务等方面的价格。
可以看到，目前PLC在工业自动化控制领域已经朝着微型化和网络化的方向发展，性能和结构的PC化是未来PLC发展的一个主要趋势。目前，微型PLC的研发已经有了很大的成果，价格降到了几千元左右。另外，随着软PLC自动控制技术组态软件的快速发展，基于软PLC的组态软件所占的工业自动化技术软件市场的份额正在逐步上涨。当前，Ethernet技术的扩展是控制领域很重要的一个发展趋势，PLC也随了这一潮流。现在有的PLC生产企业开始向客户提供Ethernet接口，使得PLC控制系统的开放性更加广泛。
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