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PLC 的发展及前景

发布时间:2017-12-17 10:54:52点击率:

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PLC电子装置是当前控制工业自动化的主流产品,在半导体技术及通讯技术的推动下,PLC覆盖了国内工业控制的核心领域,无论是性能体现还是产品形态都形成了自身的发展优势。这一技术演变过程无疑是市场需求在推动,面对当前信息化、开放化、智能化的工业市场需求,PLC在国内的发展与应用已经逐渐成为一种行业趋势,推动工业自动化的实现。下一阶段,业界纷纷将PLC的应用前景置于需求与应用的结合方面,关于PLC的发展前景预测不容忽视。

 

1PLC 控制技术概论  PLC 是一种专为在工业环境应用而设计的数字运算电子系统, 它将计算机技术、自动控制技术和通讯技术融为一体, 成为实现单机,车间,工厂自动化的核心设备, 具有可靠性高,抗干扰能力强,组合灵活,编程简单,维修方便等优点。随着技术的进步, 其控制功能由简单的逻辑控制, 顺序控制发展为复杂的连续控制和过程控制, 成为自动化领域的三大技术支柱(PLC,机器人,CAD/CAM) 之一。

 

 2、国内外plc的发展  虽然PLC 问世时间不长,但是随着微处理器的出现,大规模,超大规模集成电路技术的迅速发展和数据通讯技术的不断进步,PLC 也迅速发展,其发展过程大致可分三个阶段。

 1 早期的PLC 20 世纪60 年代末—70 年代中期)一般称为可编程逻辑控制器。这时的PLC 多少有点继电器控制装置的替代物的含义, 其主要功能一般只用于单一工序的自动控制。它在硬件上以准计算机的形式出现, 在I/O 接口电路上作了改进以适应工业控制现场的要求。装置中的器件主要采用分立元件和中小规模集成电路,存储器采用磁芯存储器。另外还采取了一些措施, 以提高其抗干扰的能力。在软件编程上, 采用广大电气工程技术人员所熟悉的继电器控制线路的方式—梯形图。因此,早期的PLC 的性能要优于继电器控制装置,其优点包括简单易懂,便于安装,体积小,能耗低,有故障指使,能重复使用等。

 2中期的PLC20 世纪70 年代中期—80 年代中,后期)在微处理器的出现使PLC 发生了巨大的变化。美国,日本,德国等一些厂家先后开始采用微处理器作为PLC 的中央处理单元(CPU)。这样,使PLC 功能大大增强。在软件方面,除了保持其原有的逻辑运算,计时,计数等功能以外,还增加了算术运算,数据处理和传送,通讯,自诊断等功能。在硬件方面, 除了保持其原有的开关模块以外,还增加了模拟量模块,远程I/O 模块,各种特殊功能模块。并扩大了存储器的容量, 使各种逻辑线圈的数量增加,还提供了一定数量的数据寄存器,使PLC 应用范围得以扩大。

 3 近期的PLC20 世纪80 年代中后期至今)进入20 世纪80 年代中后期,由于超大规模集成电路技术的迅速发展, 微处理器的市场价格大幅度下跌,使得各种类型的PLC 所采用的微处理器的档次普遍提高。而且,为了进一步提高PLC 的处理速度, 各制造厂商还纷纷研制开发了专用逻辑处理芯片。这样使得PLC 软硬件功能发生了巨大变化。跨入21 世纪后,就整体而言,不论是硬件还是系统软件(专用操作系统、编程语言),以至于联网通信,PLC 正在向标准化方向发展, 以谋求在ERPMES PCS 3 层体系结构中立于不败之地,更好地满足工业生产,管理及经营系统不断追求降低成本,快速响应,综合和整体高效,从而增强产品竞争力的要求。  我国可编程控制器的引进,应用,研制,生产是伴随着改革开放开始的。最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了PLC 的应用。目前,我国自己已可以生产中小型可编程控制器。虽然我国在PLC 生产方面还比较弱,但在PLC 应用方面,我国是很活跃的,近年来每年约新投入10 万台套PLC 产品,年销售额30 亿元人民币,应用的行业也很广。可以预期,随着我国现代化进程的深入,PLC 在我国将有更广阔的应用天地。

 

3、 未来的发展趋势  展望未来,PLC 会有更大的发展。从技术上看,计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上,会有运算速度更快,存储容量更大,智能更强的品种出现;从产品规模上看,会进一步向超小型及超大型方向发展;从产品的配套性上看,产品的品种会更丰富、规格更齐全,完美的人机界面,完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求; 从市场上看, 各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破, 会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面,会出现国际通用的编程语言;从网络的发展情况来看, 可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。目前的计算机集散控制系统DCSDistributed Control System)中已有大量的可编程控制器应用。伴随着计算机网络的发展, 可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分, 将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。

 

4PLC 的应用领域

 

4.1 开关逻辑量控制  这是PLC 最基本最广泛的应用领域,它取代传统的继电器电路,实现逻辑控制,顺序控制,既可用于单台设备的控制,也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机,印刷机,订书机械,组合机床,磨床,包装生产线,电镀流水线等。

4.2 工业过程控制  在工业生产中, 存在一些连续变化的量(即模拟量)如:温度,压力,流量,液位,速度等。PLC 采用相应的A/D D/A 转换模块及各种各样的控制算法程序来处理模拟量,完成闭环控制。PID 调节是一般闭环控制系统中用得较多的一种调节方法。过程控制在冶金,化工,热处理,锅炉控制等场合有广泛的应用。

4.3 运动控制  PLC 可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说, 早期直接用于开关量I/O 模块连接位置传感器和执行机构, 现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要PLC 厂家的产品几乎都有运动控制功能,广泛用于各种机械,机床,机器人,电梯等场合。

4.4 数据处理  现代PLC 具有数学运算(含矩阵运算,函数运算,逻辑运算),数据传送,数据转换,排序,查表,位操作等功能,可以完成数据的采集,分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较, 完成一定的控制操作,也可以利用通信功能传送到别的智能装置,或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统,如无人控制的柔性制造系统;也可用于过程控制系统,如造纸,冶金,食品工业中的一些大型控制系统。

4.5 通信及联网  PLC 通信含PLC 间的通信及PLC 与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展, 工厂自动化网络发展得很快,各PLC 厂商都十分重视PLC 的通信功能,纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC 都具有通信接口,通信非常方便。

 

 PLC 以其结构紧凑,可靠性高,功能强,速度快,价格低等优点不管在现在还是在未来的工业自动化领域中都将发挥其不可替代的作用, 它将推动整个工业领域的发展,为再次科技革命的到来奠定坚实的基础。

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