高亮GAO Liang；張文樹ZHANG Wen-shu

（①日照鋼鐵有限公司，日照 276806；②日照瑞吉德倉儲科技有限公司，日照 276800）

（①Rizhao Steel Holding Group Co.，Ltd.，Rizhao 276806，China；②Rizhao Ruijide Storage Technology Co.，Ltd.，Rizhao 276800，China）

0 引言

目前很多現(xiàn)代化的工業(yè)應用需要更多的功能要求，如網(wǎng)絡(luò)連接、設(shè)備互用、企業(yè)數(shù)據(jù)集成等，這些都遠遠超過了傳統(tǒng)的、基于離散-邏輯控制的PLC 所能提供的功能。想要基于PLC 的系統(tǒng)實現(xiàn)這些功能，必須用單獨的處理器、網(wǎng)關(guān)或轉(zhuǎn)換器、運行于獨立PC 的軟件中間件以及企業(yè)系統(tǒng)級的專用軟件進行綜合系統(tǒng)集成。在一家PAC 供應商的網(wǎng)站上，有這樣一段描述PAC 誕生背景的文字。他們認為，PAC 可以同時擁有PC 的功能和PLC 的可靠性，是實現(xiàn)復雜控制時PLC 的理想替代者。在“十二五”期間，國家明確要大力提倡發(fā)展裝備制造業(yè)及基礎(chǔ)制造業(yè)，減少高耗能產(chǎn)品的使用，相關(guān)有利政策都會促進PLC 產(chǎn)品健康快速發(fā)展。預計未來五年我國PLC 市場仍將持續(xù)快速發(fā)展，2015年將達到88 億元以上的規(guī)模。

1 PLC 系統(tǒng)概述

自1969年問世以來，PLC 在工業(yè)自動化領(lǐng)域的核心地位就一直堅不可摧。它改變了以前只能借助于繼電器和步進器等機電器件進行邏輯和順序控制的傳統(tǒng)控制模式，并在作為主流控制器的幾十年間，不斷依據(jù)用戶的不同需求提升各種功能，現(xiàn)代PLC 還引入了計算機技術(shù)和信息技術(shù)，以適應現(xiàn)代工業(yè)環(huán)境的要求。在“十二五”期間，國家明確要大力提倡發(fā)展裝備制造業(yè)及基礎(chǔ)制造業(yè)，減少高耗能產(chǎn)品的使用，相關(guān)有利政策都會促進PLC 產(chǎn)品健康快速發(fā)展。預計未來五年我國PLC 市場仍將持續(xù)快速發(fā)展，2015年將達到88 億元以上的規(guī)模。

因此，我們在抓緊國內(nèi)市場因為自動化變革而產(chǎn)生的對PLC 的巨大需求，實行民族PLC 行業(yè)的快速發(fā)展，改變國內(nèi)PLC 市場，由國外廠商一家或幾家獨大的場面。

2 PLC 在國內(nèi)外的應用領(lǐng)域

2.1 開關(guān)量的邏輯控制 這是PLC 最基本、最廣泛的應用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設(shè)備的控制，也可用于多機群控及自動化流水線。

2.2 模擬量控制 在工業(yè)生產(chǎn)過程當中，有許多連續(xù)變化的量，為了使可編程控制器處理模擬量，必須實現(xiàn)模擬量（Analog）和數(shù)字量（Digital）之間的A/D 轉(zhuǎn)換及D/A 轉(zhuǎn)換。PLC 廠家都生產(chǎn)配套的A/D 和D/A 轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。

2.3 運動控制 PLC 可以用于圓周運動或直線運動的控制。從控制機構(gòu)配置來說，早期直接用于開關(guān)量I/O 模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運動控制模塊。世界上各主要PLC 廠家的產(chǎn)品幾乎都有運動控制功能，廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合。

2.4 過程控制 過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計算機，PLC 能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應用。

2.5 數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代PLC 具有數(shù)學運算、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。數(shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。

2.6 通信及聯(lián)網(wǎng) PLC 通信含PLC 間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計算機控制的發(fā)展，工廠自動化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各PLC 廠商都十分重視PLC 的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的PLC 都具有通信接口，通信非常方便。

3 PLC 的發(fā)展前景

在未來五年內(nèi)，中國PLC 市場的綜合年增長率預計將達到14.1%。PLC 中國市場預期以12.4%的年復合增長率(CAGR)增長，市場份額2006年接近7.5 億美元;2011年達到13 億美元;根據(jù)相關(guān)權(quán)威機構(gòu)預計，2015年這一市場將超過16 億美元。

PLC 的未來發(fā)展不僅取決與產(chǎn)品本身的發(fā)展，還取決于PLC 與其它控制系統(tǒng)和工廠管理設(shè)備的集成情況。PLC通過網(wǎng)絡(luò)，被集成到計算機集成制造（CIM）系統(tǒng)中，把他們的功能和資源與數(shù)控技術(shù)、機器人技術(shù)、CAD/CAM 技術(shù)、個人計算機系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)以及分層軟件系統(tǒng)結(jié)合起來，在工廠的未來發(fā)展中，將占據(jù)重要的地位。

新的PLC 的技術(shù)進展包括，更好的操作員界面，圖形用戶界面（GUI），人機界面，也包括與設(shè)備、硬件和軟件的接口，并支持人工智能比如邏輯I/O 系統(tǒng)等。軟件進展將采用廣泛使用的通訊標準提供不同設(shè)備的連接，新的PLC指令將立足于增加PLC 的智能性，基于知識的學習型的指令也將逐步被引入，以增加系統(tǒng)的能力。可以肯定的是，未來的工廠自動化中，PLC 將肯定占據(jù)重要的地位，控制策略將被智能地分布開來，而不是集中，超級PLC 將在需要復雜運算、網(wǎng)絡(luò)通信和對小型PLC 和機器控制器的監(jiān)控的應用中獲得使用。

下一代PLC 發(fā)展的趨勢分析：

外觀：小型化、模塊化、集成化。

外形、體積縮小，意味著便于安裝維護，系統(tǒng)集成時占用柜體空間就越少。

體積小并不意味著用戶對功能的要求在降低，相反用戶對于功能的要求越來越多，這就意味著產(chǎn)品的集成度要求更高。下一代PLC 應集成更多的操作與維護功能，如內(nèi)置CPU 顯示屏，可快速訪問各種文本信息和詳細的診斷信息，以提高設(shè)備的可用性，同時也便于全面了解工廠的所有信息；集成短接片，方便用戶更為靈活便捷地建立電位組；集成DIN 導軌，能夠快速便捷地安裝自動斷路器、繼電器之類的其它組件；靈活電纜存放方式，憑借預先設(shè)計的電纜定位槽裝置，即使存放粗型電纜，也可以輕松地關(guān)閉模塊前蓋板；集成屏蔽夾，對模擬量信號進行適當屏蔽，可確保高質(zhì)量地識別信號并有效防止外部電磁干擾。

在結(jié)構(gòu)上，用戶充分認可PLC 模塊化帶來的靈活擴展性。為滿足各種自動化應用的需求，各種帶CPU 和存儲器的智能I/O 模塊，既能擴展PLC 功能，又使用靈活，延伸了PLC 的應用范圍。對于模塊化的設(shè)置，用戶要求模塊間的連接要可靠牢固，具有一定程度的抗振動，接線方式最好是用可插拔的端子，換模塊時無需借助任何工具即可實現(xiàn)快速安裝；設(shè)置預接線位置，通過帶有定位功能轉(zhuǎn)向布線系統(tǒng)，無論是初次布線還是重新連接，快速便捷；插拔端子的接線最好是用螺絲刀進行而非焊接式；標準前連接器，這樣不僅極大簡化了電纜的接線操作，同時還節(jié)省了更多的接線時間。在模塊化設(shè)計及產(chǎn)品的可靠性方面，西門子PLC 始終走在前列。S7-300 是模塊化中型PLC 系統(tǒng)，各模塊之間可進行廣泛組合構(gòu)成不同要求的系統(tǒng)

[1]李世發(fā).PLC 在工業(yè)自動化控制領(lǐng)域中的應用[J].信息通信，2011（04）.

[2]張衛(wèi)平.PLC 外部開關(guān)控制運行、停止的方法[J].科技信息，2011（15）.

[3]朱益飛.CPM1A 可編程序控制器在油井控制中的應用[J].電氣應用，2011（15）.