http://www.kadhoai.com.cn 2026-05-06 06:48:07 來源:互聯網
PLC技術展的最終趨勢仍然是人們所爭論的焦點之一。大多數人認為,PLC將會繼續失去市場份額;更有甚者認為,在工業PC麵前,PLC將會一步一步走向死亡;但也有一部分人相信,一些特殊工業應用領域仍將為PLC提供一定的市場份額。本文從11方麵介紹了PLC在其上的應用趨勢。
前言
長期以來,PLCshizhongchuyugongyezidonghuakongzhilingyudezhuzhanchang,weigezhonggeyangdezidonghuakongzhishebeitigonglefeichangkekaodekongzhiyingyong。qizhuyaoyuanyin,zaiyutanenggouweizidonghuakongzhiyingyongtigonganquankekaohebijiaowanshandejiejuefangan,shiheyudangqiangongyeqiyeduizidonghuadexuyao。lingyifangmian,PLC還必須依靠其他新技術來麵對市場份額逐漸縮小所帶來的衝擊,尤其是工業PC所帶來的衝擊。PLC需要解決的問題依然是新技術的采用、係統開放性和價格。
PLC技術展的最終趨勢仍然是人們所爭論的焦點之一。大多數人認為,PLC將會繼續失去市場份額;更有甚者認為,在工業PC麵前,PLC將會一步一步走向死亡;但也有一部分人相信,一些特殊工業應用領域仍將為PLC提供一定的市場份額。
在全球工業計算機控製領域,圍繞開放與再開放過程控製係統、開放式過程控製軟件、開放性數據通信協議,已經發生巨大變革,幾乎到處都有PLC,但這種趨勢也許不會繼續發展下去。隨著軟PLC(SoftPLC)控製組態軟件技術的誕生與進一步完善和發展,安裝有SoftPLC組態軟件和基於工業PC控製係統的市場份額正在逐步得到增長,這些事實使傳統PLC供應商在思想上已經發生了戲劇性的變化,他們必須麵對現實,在傳統PLC的技術發展與提高方麵作出更加開放的高姿態。對於控製軟件來講,這是PLC控製器的核心,PLC供(gong)應(ying)商(shang)正(zheng)在(zai)向(xiang)工(gong)業(ye)用(yong)戶(hu)提(ti)供(gong)開(kai)放(fang)式(shi)的(de)編(bian)程(cheng)組(zu)態(tai)工(gong)具(ju)軟(ruan)件(jian),而(er)且(qie)對(dui)於(yu)工(gong)業(ye)用(yong)戶(hu)表(biao)現(xian)得(de)非(fei)常(chang)積(ji)極(ji)。此(ci)外(wai),開(kai)放(fang)式(shi)通(tong)信(xin)網(wang)絡(luo)技(ji)術(shu)也(ye)得(de)到(dao)了(le)突(tu)破(po),其(qi)結(jie)果(guo)是(shi)將(jiang)PLC融入更加開放的工業控製行業。
一、開放和基於工業PC控製
PLC製造商已經開始注視基於工業PC控製技術所帶來的強大衝擊。有專家甚至認為,新商務活動所帶來的新技術和開放技術規範將會埋葬傳統PLC。PLC製造商認為,雖然在工業現場安裝有大量的PLC控製設備,但他們仍然需要聯合工控軟件公司,以便開發他們自己的基於工業PC的過程控製軟件。
誠然,幾年前在工業現場明顯存在著新舊PLC混合使用的情況,工業用戶不得不同時學習相關的新舊知識,甚至彼此借鑒學習。大多數PLC製造商為工業用戶僅僅提供了軟邏輯和一種操作平台。
在高端應用方麵,很難進一步區分PLC控製係統和工業PC控製係統之間的差異,因為這兩者均采用了同樣類型的微處理器和內存芯片。形象地打個比喻,如果你忘掉工業PC和PLC這zhe些xie詞ci語yu字zi麵mian上shang的de含han義yi,那na麼me在zai箱xiang子zi裏li所suo能neng夠gou觀guan察cha到dao的de恰qia恰qia是shi一yi些xie基ji本ben計ji算suan機ji硬ying件jian技ji術shu,我wo們men更geng多duo觀guan察cha到dao的de卻que是shi那na些xie基ji本ben技ji術shu的de複fu雜za化hua和he混hun合he體ti,這zhe些xie技ji術shu被bei有you效xiao地di組zu合he到dao控kong製zhi係xi統tong中zhong去qu。
另ling外wai,采cai用yong開kai放fang控kong製zhi的de原yuan因yin一yi方fang麵mian是shi係xi統tong功gong能neng集ji成cheng的de需xu要yao,另ling一yi方fang麵mian也ye是shi由you於yu一yi些xie工gong業ye用yong戶hu對dui功gong能neng過guo分fen苛ke求qiu所suo致zhi。如ru果guo能neng夠gou給gei予yu高gao度du的de重zhong視shi,就jiu能neng夠gou獲huo得de更geng多duo的de基ji本ben技ji術shu知zhi識shi。PLC製(zhi)造(zao)商(shang)專(zhuan)注(zhu)於(yu)係(xi)統(tong)功(gong)能(neng)化(hua),而(er)工(gong)業(ye)用(yong)戶(hu)則(ze)專(zhuan)注(zhu)於(yu)係(xi)統(tong)應(ying)用(yong)。人(ren)們(men)可(ke)以(yi)看(kan)到(dao),將(jiang)來(lai)的(de)發(fa)展(zhan)趨(qu)勢(shi)是(shi)將(jiang)更(geng)多(duo)的(de)功(gong)能(neng)進(jin)一(yi)步(bu)集(ji)成(cheng)到(dao)一(yi)個(ge)控(kong)製(zhi)箱(xiang)內(nei)。因(yin)而(er)像(xiang)順(shun)序(xu)控(kong)製(zhi)和(he)過(guo)程(cheng)控(kong)製(zhi)這(zhe)樣(yang)的(de)事(shi)件(jian)將(jiang)會(hui)采(cai)用(yong)功(gong)能(neng)化(hua)方(fang)式(shi)進(jin)行(xing)處(chu)理(li),其(qi)他(ta)像(xiang)運(yun)動(dong)控(kong)製(zhi)等(deng)也(ye)能(neng)夠(gou)共(gong)享(xiang)到(dao)相(xiang)同(tong)的(de)控(kong)製(zhi)結(jie)構(gou)體(ti)係(xi)中(zhong)。
可以相信,PLC技術將繼續向開放式控製係統方向轉移,尤其是基於工業PC的控製係統。後者除了在靈活性方麵比傳統PLC具(ju)有(you)截(jie)然(ran)不(bu)同(tong)的(de)優(you)勢(shi)外(wai),還(hai)具(ju)有(you)其(qi)他(ta)優(you)點(dian),如(ru)能(neng)夠(gou)縮(suo)短(duan)係(xi)統(tong)投(tou)放(fang)到(dao)市(shi)場(chang)的(de)周(zhou)期(qi),降(jiang)低(di)係(xi)統(tong)投(tou)資(zi)費(fei)用(yong),提(ti)高(gao)從(cong)工(gong)廠(chang)底(di)層(ceng)到(dao)企(qi)業(ye)辦(ban)公(gong)自(zi)動(dong)化(hua)的(de)數(shu)據(ju)信(xin)息(xi)流(liu)動(dong)效(xiao)率(lv)等(deng)。
關於工業PC控製係統的實時響應問題已經得到很好的解決,也許其主要的東西仍然隱藏在技術背後,但缺乏相應的跟蹤記錄。對於PLC來講,堅固性是其主要特點之一,這已經有相當多的跟蹤記錄來驗證。工業用戶仍然非常小心地對待PLC,他們正在對PLCzuobutongdejishuceshigongzuo。zailiyongyizhongxinjishushi,gongyeyonghuxuyaokaolvdewentishiyaomaoduodadefengxian,tongshixuyaokaolvduiqishangwuhuodongnenggoudailaiduoshaojihuiheshouyi。
但dan工gong業ye用yong戶hu不bu完wan全quan相xiang信xin開kai放fang式shi控kong製zhi係xi統tong所suo帶dai來lai的de好hao處chu。隨sui著zhe技ji術shu的de進jin一yi步bu發fa展zhan,他ta們men開kai始shi逐zhu漸jian淡dan化hua這zhe些xie思si想xiang觀guan念nian。工gong業ye用yong戶hu正zheng在zai平ping衡heng采cai用yong新xin技ji術shu所suo存cun在zai的de風feng險xian和he給gei他ta們men的de商shang務wu活huo動dong所suo帶dai來lai的de收shou益yi,以yi便bian為wei今jin後hou的de決jue策ce提ti供gong有you效xiao的de保bao障zhang。
工業PC技術提供了許多功能,能夠增強PLC的功能特性,包括內藏視頻和高速浮點數字協處理器。盡管Microsoft公司沒有進一步提升該項功能特性的計劃,但新的WindowsCE3.0完全能夠更好地滿足過程控製的需要。
不久前,Siemens公司公布了一套新的基於開放式控製係統的軟件產品,即3.0版本的SIMATICWinAC(Windows自動化中心)。WinAC是基於WindowsNT,與SIMATICS7PLC兼容的適合於工業PC的控製係統解決方案。WinAC3.0提供了具有較高集成度的Profibus現場總線局域網的連接性能,以及遠程程序設計。此外,它還為現場控製設備本地化集成提供了一種新的DeviceNetI/O設備驅動程序,用於連接所安裝的DeviceNetI/O設備。
Steeplechase軟件公司也已推出了一套支持硬實時過程控製的嵌入式WindowsNT操作係統接口部件。該部件進一步結合了Steeplechase公司采用SBS技術並運行於WindowsNT環境的工業CompactPCI的硬實時控製軟件。現在,Steeplechase公司的可視化邏輯控製器已經升級到5.0版。該控製器適合於WindowsNT4.0和Windows2000兩種操作係統,它的實時引擎能夠直接與普通的Ethernet和TCP/IP集成在一起。5.0版本的控製器利用了一種增強型OPC服務器驅動程序,因而比以前的版本具有更快的運行速度。其他一些特點還包括新OI網絡特性,以及能夠讓工業用戶自己設計出豐富多彩的動態圖形畫麵等。
Transysoft公司最近推出了新版本的ISaGRAF係列工業控製組態軟件包,即ISaGRAFPRO,它是基於IEC61131-3國(guo)際(ji)標(biao)準(zhun),並(bing)獨(du)立(li)於(yu)任(ren)何(he)硬(ying)件(jian)平(ping)台(tai)的(de)軟(ruan)邏(luo)輯(ji)自(zi)動(dong)化(hua)控(kong)製(zhi)軟(ruan)件(jian)包(bao)。在(zai)一(yi)個(ge)網(wang)絡(luo)化(hua)過(guo)程(cheng)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)環(huan)境(jing)中(zhong),該(gai)軟(ruan)件(jian)包(bao)能(neng)夠(gou)應(ying)用(yong)於(yu)多(duo)種(zhong)組(zu)態(tai)和(he)分(fen)布(bu)式(shi)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)開(kai)發(fa),它(ta)包(bao)含(han)了(le)一(yi)套(tao)開(kai)發(fa)工(gong)具(ju)、應用程序工作平台,以及相應的“虛擬機器”運行時目標。該運行時目標能夠運行於各種各樣的硬件平台。
CTC自動化工程公司已經發布了一套新的控製軟件包MachineLogicPCLC(工業PC邏輯控製器),該軟件可以讓工業PC扮演PLC的角色,且仍然保持著工業PC的功能特性。該軟件能夠完成一台PLC所確定的控製任務,並且與程序執行時間一樣快,均在1ms以內;還能夠同時處理多任務工作,但不能同時超過16gekongzhirenwu。yizhongjuyouyouxianjiheduorenwuchulineihedejizhibaochizheduimeiyijiankongzhirenwudegenzong,quebaokongzhirenwunenggouqudezuigaodeyouxianquan。gairuanjiannenggouyunxingquanbu5種IEC61131-3標準程序設計語言和PID控製程序,支持兩種類型的I/O控製設備。一種是像Profibus和DeviceNet等這樣的現場總線I/O設備;另一種是像ISA和PC/104這樣的工業PCI/O模板。另外,該軟件還提供了對控製係統的在線編輯組態功能。程序可以在Windows95/98和WindowsNT下開發並運行,但也能夠在RTXDOS下執行。
SoftPLC公司也提供了一種工控軟件產品Tealware,有人非常形象地把這種軟件產品稱作穿著工業PC衣服的PLC。那些安裝在支架上的控製係統已經有了小型PLC的形狀係數,但SoftPLC公司的控製軟件已經被嵌入到CPU中。Tealware軟件能夠滿足各種類型工業用戶的需要,從小型、單機係統到大型、分散多控製工作站應用。其特點包括全係列I/O模件、內藏Ethernet和工業串行通信接口。
最近,Tealware軟件已經升級到2.3版本。其中,控製軟件提供了事實上無限的梯形圖邏輯控製步序,同時允許有超過百萬字的數據表;許多OI/SCADA應用接口;內藏Java引擎和FTP服務器用於遠程維護與管理;支持用戶自己編寫的C、C++、Java程序和設備驅動程序;適合於嵌入式Web服務器用;程序設計的在線運行模式;堅固的I/O模件支持能力和許多其他標準PLC功能;可以運行所輸入的,或者是經過轉換的A-B公司的PLC-5、PLC-2/PLC、PLC-3和SLC-500程序。
二、Ethernet的擴展與進一步容納Web技術
當前,在所有過程控製領域,最大的發展趨勢之一就是Ethernet技術的擴展。PLC也例外,現在,越來越多的PLC供應商開始提供Ethernet接口部件。在最近的幾年間,我們已經看到,發展比現有普通小快靈PLC更加強大的PLC是種趨勢。Ethernet將會成為PLC的通信標準嗎?也許最終結果是這樣的,但現在還為時尚早。對於在PLC上提供Ethernet接口將能夠解決所有通信問題,人們普遍存在著誤解。Ethernet僅僅定義了OSI參can考kao模mo型xing底di部bu的de幾ji層ceng協xie議yi標biao準zhun,如ru果guo上shang層ceng協xie議yi相xiang互hu之zhi間jian不bu能neng兼jian容rong,那na麼me仍reng然ran不bu可ke能neng進jin行xing相xiang互hu之zhi間jian的de通tong信xin處chu理li。打da個ge比bi方fang,這zhe如ru同tong一yi個ge不bu懂dong英ying語yu的de中zhong國guo人ren與yu一yi個ge不bu懂dong漢han語yu的de美mei國guo人ren之zhi間jian是shi不bu能neng夠gou通tong過guo電dian話hua進jin行xing對dui話hua一yi樣yang。因yin此ci,協xie議yi就jiu是shi設she備bei之zhi間jian相xiang互hu通tong信xin的de語yu言yan。
另一方麵,前進的步伐已經邁出,我們隻有迎著困難而上,為了將Ethernet技術應用到工廠底層的現場過程控製設備中去,ODVA協會為此建立了一套全球性標準技術規範,即Ethernet/IP標準,以便能夠解決在實際工作中所遇到的困難。
向Ethernet靠近的一個目的在於通過Internet能夠連接到所希望的任何地方。實際上,在一些意想不到的地方,Web服務器正在顯露出其應有的威力。幾年前,有一些PLC係統已經內藏了Web服務器,這無疑又為PLC係統增加了更多的特點。其他類型的控製設備也正在準備進一步集成Web服務器。例如,SquareD公司已經有一個具備Ethernet連接接口的發動機控製中心,並正在準備開發一種內藏Web服務器連接接口的變速裝置。
內藏Web服務器所體一風的益處包括開放網絡、商業工具的影響、客戶機/服務器關係。在過去,工業用戶可能會有代表性地詢問一些有關PLCfangmiandexinxi,danzaixianzai,youyuxinjishudebuduandanshenghefazhan,gongyeyonghuhenrongyijiukeyidedaoyouguanzhefangmiandexinxi。lingyifangmian,suizhexinpianhechuliqidaguimodeshengchan,PLC生產製造商能夠生產並提供開放網絡的產品,讓工業用戶花較少的費用就能夠購買到功能非常完善的PLC產品。
在為將PLC連接到Ethernet和Web上提供技術支持方麵,Schneider公司已經成了先驅者之一。最近,該公司推出了一種運行於PremiumPLC平台的新型快速Ethernet(100Mb/s)模件。該模件為PLC能夠連接到TCP/IP的Ethernet提供了全雙工自適應10/100Mb/s的連接速度,現場過程控製器之間可以共享實時數據信息,自動掃描MomentumI/O模件和其他任何基於Modbus通信協議的現場控製設備,采用一個嵌入式Web服務器提供HTML通信服務,同時提供了SNMP用於標準網絡通信管理。在一次展覽會上,Schneider公司還向工業用戶展示了他們有關透明工廠的觀念。
另外,Schneider公司最近還推出了基於Modicon公司的MomentumMIE係列處理器的適配器,該適配器提供了標準IEC程序控製性能,進一步為e-製造提供了完美的解決方案。該適配器還提供了將智能化I/O係統和其他現場過程控製設備連接到Internet和Ethernet的能力,現場過程控製設備包括所有功能化實時過程控製器。
幾年前,Rockwell自動化公司也在其PLC產品中提供了Ethernet接口,而且正在堅定不移地穩步提高Ethernet的功能特性。該公司最近已經公布了一種柔性I/O模件解決方案,這種柔性I/O模件利用非專利版本的Ethernet技術能夠提供實時過程控製性能。A-B公司提供的1756型ControlLogixI/O也是基於標準EthernetTCP/IP和UDP數據傳輸協議的組件,其應用層使用了一種開放式、麵向對象、基於生產者/消費者的技術。這種技術在ControlNet、DeviceNet和FF現場總線H1網絡係統中也能夠找到。