PLC应用与最新技术调研报告

PLC应用与最新技术调研报告

——08车辆工程（2）班郑进亮

一．PLC简介

PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。

二．PLC 的主要特点和在工业中的作用

1969年美国数字设备公司成功研制世界第一台可编程序控制器PDP-14，并在GM公司的汽车自动装配线上首次使用并获得成功。由于PLC具有以下主要优点：

1.极高的可靠性

2.使用方便（操作方便，编程方便，维修方便）

3.灵活性高（编程的灵活性，扩展的灵活性，操作的灵活性）

4.机电一体化

目前，PLC 在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类：

1.开关量的逻辑控制

2.模拟量控制

3.运动控制

4.过程控制

5.数据处理

6.通信及联网

PLC将电气、仪表、控制这三电集于一体，可以方便、灵活地组合成各种不同规模和要求的控制系统，以适应各种工业控制的需要。由于PLC 是专为工业控制而设计的，其结构紧密、坚固、体积小巧，是实现机电一体化的理想控制设备。随着微电子技术的快速发展，PLC 的制造成本不断下降，而其功能却大大增强。在先进工业国家中PLC 已成为工业控制的标准设备，应用几乎覆盖了所有工业企业，日益跃居现代工业自动化三大支柱(PLC,ROBOT,CAD/CAM)的主导地位。伴随时代发展，进入21世纪崭新工业控制领域，PLC仍然能够引导自动化行业的发展，主要是由于在最初其采用计算机的设计思想和适应各种现场应用，随着电子事业的飞速发展，PLC已经可以在各个领域去适应不同的客户要求。这就是PLC 的生命力，具有一个非常灵活的大脑和可以随时变化和更新的身体部件。

三．PLC 的发展趋势

一）PLC 发展中面临的问题

虽然在现代工业中，PLC 起到了十分重要的作用，但是，另一方面，PLC 还必须依靠其他新技术来面对市场份额逐渐缩小所带来的冲击，尤其是工业PC所带来的冲击。PLC 需要解决的问题依然是新技术的采用、系统开放性和价格。在全球工业计算机控制领域，围绕开放与再开放过程控制系统、开放式过程控制软件、开放性数据通信协议，已经发生巨大变革，几乎到处都有PLC，但这种趋势也许不会继续发展下去。随着软PLC(SoftPLC)控制组态软件技术的诞生与进一步完善和发展，安装有SoftPLC 组态软件和基于工业PC 控制系统的市场份额正

在逐步得到增长，这些事实使传统PLC 供应商在思想上已经发生了戏剧的变化，他们必须面对现实，在传统PLC 的技术发展与提高方面作出更加开放的高姿态。对于控制软件来讲，这是PLC 控制器的核心，PLC 供应商正在向工业用户提供开放式的编程组态工具软件，而且对于工业用户表现得非常积极。此外，开放式通信网络技术也得到了突破，其结果是将PLC 融入更加开放的工业控制行业。PLC 技术发展的最终趋势仍然是人们所争论的焦点之一。大多数人认为，PLC 将会继续失去市场份额；更有甚者认为，在工业PC 面前，PLC 将会一步一步走向死亡；但也有一部分人相信，一些特殊工业应用领域仍将为PLC 提供一定的市场份额。

二）、新技术在PLC 中的应用调整

A. 开放和基于工业PLC 制造商已经开始注视基于工业PC 控制技术所带来的强大冲击。有专家甚至认为，新商务活动所带来的新技术和开放技术规范将会埋葬传统PLC。PLC 制造商认为，虽然在工业现场安装有大量的PLC 控制设备，但他们仍然需要联合工控软件公司，以便开发他们自己的基于工业PC 的过程控制软件。诚然，几年前在工业现场明显存在着新旧PLC 混合使用的情况，工业用户不得不同时学习相关的新旧知识，甚至彼此借鉴学习。大多数PLC 制造商为工业用户仅仅提供了软逻辑和一种操作平台。在高端应用方面，很难进一步区分PLC 控制系统和工业PC 控制系统之间的差异，因为这两者均采用了同样类型的微处理器和内存芯片。形象地打个比喻，如果你忘掉工业PC 和PLC 这些词语字面上的含义，那么在箱子里所能够观察到的恰恰是一些基本计算机硬件技术，我们更多观察到的却是那些基本技术的复杂化和混合体，这些技术被有效地组合到控制系统中去。另外，采用开放控制的原因一方面是系统功能集成的需要，另一方面也是由于一些工业用户对功能过分苛求所致。如果能够给予高度的重视，就能够获得更多的基本技术知识。PLC 制造商专注于系统功能化，而工业用户则专注于系统应用。人们可以看到，将来的发展趋势是将更多的功能进一步集成到一个控制箱内。因而像顺序控制和过程控制这样的事件将会采用功能化方式进行处理，其他像运动控制等也能够共享到相同的控制结构体系中。可以相信，PLC 技术将继续向开放式控制系统方向转移，尤其是基于工业PC 的控制系统。后者除了在灵活性方面比传统PLC 具有截然不同的优势外，还具有其他优点，如能够缩短系统投放到市场的周期，降低系统投资费用，提高从工厂底层到企业办公自动化的数据信息流动效率等。目前，已经有很多公司开发出了适合于工业PC 的控制系统的工控软件产品，能够增强PLC 的功能特性，而且开发出了一些新的功能。相信在不久的将来，还会继续朝着这个方向快速发展。

B. Ethernet的扩展与进一步容纳Web技术

当前，在所有过程控制领域，最大的发展趋势之一就是Ethernet 技术的扩展。PLC 也例外，现在，越来越多的PLC 供应商开始提供Ethernet 接口部件。在最近的几年间，我们已经看到，发展比现有普通小快灵PLC 更加强大的PLC 是种趋势。Ethernet 将会成为PLC 的通信标准吗？也许最终结果是这样的，但现在还为时尚早。对于在PLC 上提供Ethernet 接口将能够解决所有通信问题，人们普遍存在着误解。Ethernet 仅仅定义了OSI 参考模型底部的几层协议标准，如果上层协议相互之间不能兼容，那么仍然不可能进行相互之间的通信处理。打个比方，这如同一个不懂英语的中国人与一个不懂汉语的美国人之间是不能够通过电话进行对话一样。因此，协议就是设备之间相互通信的语言。另一方面，前进的步伐已经迈出，我们只有迎着困难而上，为了将Ethernet 技术应用到