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PLC四十年来的发展概况
发布时间:2017-6-16 15:58:14 点击次数:312【

PLC四十年来的发展概况

2017年06月16日 11:30:16 来源:PLC之家

 

   1985年,国际电工委员会(IEC)对PLC作出如下定义:
    可编程控制器PLC是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境应用而设计;它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻缉运算、顺序控制、定时、计数与算术运算等操作指令,并通过数字、模拟式的输入、输出,控制各种类型的机械或生产过程;可编程控制器及其有关外围设备的设计,都要按照“易于与工业控制系统联成一个整体、易于扩充功能的原则”进行。
    由该定义可知:PLC是一种由“事先存贮的程序”来确定控制功能的工控类计算机。
    20世纪60年代,汽车生产线的自控系统基本上由继电器控制装置构成。当时汽车的每一次改型都直接导致继电器控制装置的重新设计和安装。随着生产的发展,汽车型号更新的周期变短,因而继电器控制装置就需要经常地重新设计和安装,这不仅费时、费工、费料,甚至阻碍了更新周期的缩短。为了改变这一现状,美国通用汽车公司在1969年公开招标,希望用新的控制装置来取代继电器控制装置,并提出了以下10项招标指标:
(1)编程方便,现场可修改程序;
(2)维修方便,采用模块化结构;
(3)可靠性高于继电器控制装置;
(4)体积小于继电器控制装置;
(5)数据可直接送入起管理作用的(上位)计算机;
(6)成本可与继电器控制装置竟争;
(7)输入可以是交流115V(注:我们中国是AC220V);
(8)输出为(交流115V,2A以上),能直接驱动电磁阀、接触器等;
(9)在扩展时,原系统只需要进行很小的变更;
(10)用户程序存储器容量至少能扩展到4KB。
   1969年,美国数字设备公司(DEC)研制出第一台PLC,并在美国通用汽车自动装配线上试用,获得了成功。这种新型的工控装置,以其体积小、可变性好、可靠性高、使用寿命长、简单易懂、操作维护方便等一系列优点,很快就在美国的许多行业里得到推广应用。到1971年,已经成功地应用于食品、饮料、冶金、造纸等行业。
   这一新型的工控装置的出现,受到世界上许多国家的高度重视。1971年,日本从美国引进了这项新技术,很快研制出了他们的第1台PLC。1973年,西欧国家也研制出他们的第1台PLC。我国从1974年始研制,到1977年开始应用于工控领域。
   早期的PLC,一般称为“可编程逻辑控制器”(Programmable Logic Controller)。这时的PLC基本上是(硬)继电器控制装置的替代物,主要用于实现原先由继电器完成的顺序控制、定时、计数等功能。它在硬件上以“准计算机”的形式出现,在I/O接口电路上做了改进以适应工控现场要求。装置中的器件主要采用分立元件和中小规模集成电路,并采用磁芯存储器。另外,还采取了一些措施,以提高抗干扰能力。在软件编程上,采用类似于电气工程师所熟悉的继电器控制线路的方式——梯形图(Ladder)语言。因此,早期的PLC的性能要优于继电器控制装置,其优点是简单易懂、便于安装、体积小、能耗低、有故障显示、能重复使用等。其中PLC特有的编程语言——梯形图语言一直沿用至今。
   20世纪70年代,微处理器的出现使PLC发生了巨变。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CPU(中央处理单元),这样使PLC的功能大大增强。在软件方面,除了保持原有的逻缉运算、计时、计数等功能以外,还增加了算术运算、数据处理、网络通信、自诊断等功能。在硬件方面,除了保持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,而且还提供一定数量的数据寄存器。
   到了20世纪80年,由于超大规模集成电路技术的迅速发展,微处理器价格大幅度下跌,使得各种类型的PLC所采用的微处理器的档次普遍提高。早期的PLC一般采用8位的CPU,现在的PLC一般采用16位或32位的CPU。另外,为了进一步提高PLC的处理速度,各制造厂还纷纷研制开发出专用的逻辑处理芯片,这就使得PLC的软、硬件功能有了巨变。
   目前,世界上约有200家PLC生产厂商,其中,美国的Rockwell、GE,德国的西门子(Siemens),法国的施耐德(Schneider),日本的三菱、欧姆龙(Omron),他们掌控着全世界80%以上的PLC市场份额,他们的系列产品从只有几十个点(I/O总点数)的微型PLC到有上万个点的巨型PLC,应有尽有。
   经过多年的发展,国内PLC生产厂家约有三十家,但尚未形成颇具规模的生产能力,国内PLC应用市场仍然以国外产品为主,如:Siemens的S7-200小系列、S7-300中系列、S7-400大系列,三菱的FX小系列、Q中大系列,0mron的CPM小系列、C200H中大系列等。

   值得一提的是,湖北黄石的科威自控公司(www.kwzk.com)的创新产品——“嵌入式PLC”。小系统用户希望在数据处理上像DCS、可靠性上像PLC、价格上像单片机嵌入系统。嵌入式PLC正好满足用户的这些愿望。嵌入式PLC是指“将支持PLC(梯形图)编程语言的内核EasyCore以小板芯的形式”嵌入到特定的控制装置中,使该装置除了具有自身的专用功能之外,还具有PLC的基本功能;开发人员能够在该PLC编程语言平台上,轻而易举地设计出通用型PLC、客户型PLC、以及各种特型控制板。嵌入式PLC是科威公司立足原有的自动化仪表技术、现场总线技术和10多年的自动化工程项目经验,在华中科技大学、武汉理工大学的协作下,经过3年多的努力攻关,首创成功的。由于嵌入式PLC的社会及经济价值十分巨大,2005年被列为国家攻关计划。迄今为止,科威公司的嵌入式PLC产品——通用型PLC、(按照客户要求定制的)客户型PLC、特型控制板,已在纺织机械、工业窑炉、塑料机械、印刷包装机械、食品机械、数控机床、恒压供水设备、环保设备等行业中成功应用,并且在窑炉自动化系统的应用中占有明显的技术优势。
   长期以来,PLC始终是工业自动化的主角,并且与DCS(集散控制系统)及IPC(工控机)形成三足鼎立之势。同时,PLC也承受着来自其它技术产品的冲击,尤其是IPC所带来的冲击。微型化、网络化、IPC化、开放性是PLC未来发展的主要方向。PLC依然前途无限。

 

引自:PLC之家http://www.plc100.com/jichu/40year.htm

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