淺談PLC的發(fā)展現(xiàn)狀

1、    淺談plc的發(fā)展現(xiàn)狀    王文鑫+趙海峰摘 要：從1969年第一臺(tái)plc（可編程邏輯控制器）誕生之日起，plc就與工業(yè)結(jié)下了“不解之緣”。經(jīng)過近半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，plc已經(jīng)成為工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)最核心的元件。工業(yè)4.0時(shí)代，智能制造、智能工廠、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等這些“高大上”的概念，使plc發(fā)展站在了新的發(fā)展起點(diǎn)，同時(shí)也面臨著新的挑戰(zhàn)。關(guān)鍵詞：plc；發(fā)展現(xiàn)狀1 plc的概念可編程邏輯控制器是種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)。它采用一種可編程的存儲(chǔ)器，在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，通過數(shù)字式或模擬

2、式的輸入輸出來控制各種類型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過程。美國(guó)汽車工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)要求的發(fā)展促進(jìn)了plc的產(chǎn)生，20世紀(jì)60年代，美國(guó)通用汽車公司在對(duì)工廠生產(chǎn)線調(diào)整時(shí)，發(fā)現(xiàn)繼電器、接觸器控制系統(tǒng)修改難、體積大、噪聲大、維護(hù)不方便以及可靠性差，于是提出了著名的“通用十條”招標(biāo)指標(biāo)。1969年，美國(guó)數(shù)字化設(shè)備公司研制出第一臺(tái)可編程控制器（pdp一14），在通用汽車公司的生產(chǎn)線上試用后，效果顯著；1971年，日本研制出第一臺(tái)可編程控制器（dcs-8）；1973年，德國(guó)研制出第一臺(tái)可編程控制器；1974年，我國(guó)開始研制可編程控制器：1977年，我國(guó)在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域推廣plc。 最初的目的是替代機(jī)械開關(guān)裝置（繼電模塊）

3、。然而，自從1968年以來，plc的功能逐漸代替了繼電器控制板，現(xiàn)代plc具有更多的功能。其用途從單一過程控制延伸到整個(gè)制造系統(tǒng)的控制和監(jiān)測(cè)。2 plc的組成可編程邏輯控制器實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同，基本構(gòu)成為：1、電源電源用于將交流電轉(zhuǎn)換成plc內(nèi)部所需的直流電j目前大部分plc采用開關(guān)式穩(wěn)壓電源供電。2、中央處理單元（cpu）中央處理器是plc的控制中樞，也是plc的核心部件，其性能決定了plc的性能。中央處理器由控制器、運(yùn)算器和寄存器組成，這些電路都集中在一塊芯片上，通過地址總線、控制總線與存儲(chǔ)器的輸入/輸出接口電路相連。中央處理器的作用是處理和

4、運(yùn)行用戶程序，進(jìn)行邏輯和數(shù)學(xué)運(yùn)算，控制整個(gè)系統(tǒng)使之協(xié)調(diào)。3、存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器是具有記憶功能的半導(dǎo)體電路，它的作用是存放系統(tǒng)程序、用戶程序、邏輯變量和其他一些信息。其中系統(tǒng)程序是控制plc實(shí)現(xiàn)各種功能的程序，由plc生產(chǎn)廠家編寫，并固化到只讀存儲(chǔ)器（rom）中，用戶不能訪問。4、輸入單元輸入單元是plc與被控設(shè)備相連的輸入接口，是信號(hào)進(jìn)入plc的橋梁，它的作用是接收主令元件、檢測(cè)元件傳來的信號(hào)。輸入的類型有直流輸入、交流輸入、交直流輸入。5、輸出單元輸出單元也是plc與被控沒備之間的連接部件，它的作用是把plc的輸出信號(hào)傳送給被控設(shè)備，即將中央處理器送出的弱電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電平信號(hào)，驅(qū)動(dòng)被控設(shè)備的執(zhí)行元

5、件。輸出的類型有繼電器輸出、晶體管輸出、晶閘門輸出。plc除上述幾部分外，根據(jù)機(jī)型的不同還有多種外部設(shè)備，其作用是幫助編程、實(shí)現(xiàn)監(jiān)控以及網(wǎng)絡(luò)通信。常用的外部設(shè)備有編程器、打印機(jī)、盒式磁帶錄音機(jī)、計(jì)算機(jī)等。3 plc的發(fā)展現(xiàn)狀長(zhǎng)期以來，plc始終處于工業(yè)控制自動(dòng)化領(lǐng)域的主戰(zhàn)場(chǎng)，為各種各樣的自動(dòng)化控制設(shè)備提供非?？煽康目刂品桨福cdcs和工業(yè)pc形成了三足鼎立之勢(shì)。同時(shí)，plc也承受著來自其它技術(shù)產(chǎn)品的沖擊，尤其是工業(yè)pc所帶來的沖擊。目前，全世界plc生產(chǎn)廠家約200家，生產(chǎn)300多種產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)plc市場(chǎng)仍以國(guó)外產(chǎn)品為主，如siemens、modicon、a-b、omron、三菱、ge的產(chǎn)品。經(jīng)

6、過多年的發(fā)展，國(guó)內(nèi)plc生產(chǎn)廠家約有三十家，但都沒有形成頗具規(guī)模的生產(chǎn)能力和名牌產(chǎn)品，可以說plc在我國(guó)尚未形成制造產(chǎn)業(yè)化。在plc應(yīng)用方面，我國(guó)是很活躍的，應(yīng)用的行業(yè)也很廣。專家估計(jì)，2000年plc的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)銷量為15（20萬(wàn)套（其中進(jìn)口占90%左右），約25（35億元人民幣，年增長(zhǎng)率約為12%。預(yù)計(jì)到2005年全國(guó)plc需求量將達(dá)到25萬(wàn)套左右，約35（45億元人民幣。plc市場(chǎng)也反映了全世界制造業(yè)的狀況，2000后大幅度下滑。但是，按照automation research corp的預(yù)測(cè)，盡管全球經(jīng)濟(jì)下滑，plc市場(chǎng)將會(huì)復(fù)蘇，估計(jì)全球plc市場(chǎng)在2000年為76億美元，到2005年底

7、將回到76億美元，并繼續(xù)略微增長(zhǎng)。微型化、網(wǎng)絡(luò)化、pc化和開放性是plc未來發(fā)展的主要方向。在基于plc自動(dòng)化的早期，plc體積大而且價(jià)格昂貴。但在最近幾年，微型plc（小于32 i/o）已經(jīng)出現(xiàn)，價(jià)格只有幾百歐元。隨著軟plc（soft plc）控制組態(tài)軟件的進(jìn)一步完善和發(fā)展，安裝有軟plc組態(tài)軟件和pc-based控制的市場(chǎng)份額將逐步得到增長(zhǎng)。從1952年美國(guó)麻省理工學(xué)院研制出第一臺(tái)試驗(yàn)性數(shù)控系統(tǒng)，到現(xiàn)在已走過了51年的歷程。近10年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，各種不同層次的開放式數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，發(fā)展很快。目前正朝著標(biāo)準(zhǔn)化開放體系結(jié)構(gòu)的方向前進(jìn)。我國(guó)數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)與生產(chǎn)，通過“七五”引

8、進(jìn)、消化、吸收，“八五”攻關(guān)和“九五”產(chǎn)業(yè)化，取得了很大的進(jìn)展，基本上掌握了關(guān)鍵技術(shù)，建立了數(shù)控開發(fā)、生產(chǎn)基地，培養(yǎng)了一批數(shù)控人才，初步形成了自己的數(shù)控產(chǎn)業(yè)，也帶動(dòng)了機(jī)電控制與傳動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展。同時(shí)，具有中國(guó)特色的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)過這些年來的發(fā)展，產(chǎn)品的性能和可靠性有了較大的提高，逐漸被用戶認(rèn)可。 國(guó)外數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的總體發(fā)展趨勢(shì)是：新一代數(shù)控系統(tǒng)向pc化和開放式體系結(jié)構(gòu)方向發(fā)展；驅(qū)動(dòng)裝置向交流、數(shù)字化方向發(fā)展；增強(qiáng)通信功能，向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展；數(shù)控系統(tǒng)在控制性能上向智能化發(fā)展。4 總結(jié)plc可謂是工業(yè)自動(dòng)化控制的常青樹，即使是在工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的智能制造年代，或者是工業(yè)4.0的時(shí)代，它仍然足夠勝任各種控制要求和通信要求。但它早已不再是三、四十年前只能完成邏輯控制、順序控制的繼電邏輯系統(tǒng)的替代物，它已完成了由經(jīng)典plc向現(xiàn)代plc的蛻變。繼承了高性價(jià)比、高可靠性、高易用性的特點(diǎn)，再具有了分布式i/o、嵌入式智能和無縫聯(lián)接的性能，尤其是在強(qiáng)有力的plc軟件平臺(tái)的支持下，我們完全可以相信plc將持久不衰地活躍在工業(yè)自動(dòng)化的世界中。參考文獻(xiàn)1.中國(guó)自動(dòng)化網(wǎng)市場(chǎng)研究部. 國(guó)產(chǎn)plc的發(fā)展現(xiàn)狀j. 可編程控制器與工廠自動(dòng)化， 2009（1）：22-22.2.江少云. 淺析plc的發(fā)展現(xiàn)狀j. 中國(guó)電子商情：科技創(chuàng)新