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成

PLC編程軟件

PLC技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)和微電子技術(shù)的發(fā)展而迅猛發(fā)展，由*初的工位機(jī)發(fā)展為B位機(jī)。隨著微處理器CPU和微型計(jì)算機(jī)技術(shù)在PLC中的應(yīng)用，形成了現(xiàn)代意義上的PLC、進(jìn)入20世紀(jì)80年代以來，隨著大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路等微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，以16位和32位微處理器構(gòu)成的微機(jī)化PLC得到了驚人的發(fā)展，使PLC在概念、設(shè)計(jì)、性能價(jià)格比以及應(yīng)用等方面都有了新的突破。不僅控制功能增強(qiáng)，功耗，體積減小，成本下降，可靠性提高，編程和故障檢測更為靈活方便，而且遠(yuǎn)程1/0和通信網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)處理以及人機(jī)界面(HMI)也有了長足的發(fā)展?，F(xiàn)在PLC不僅能得心應(yīng)手地應(yīng)用于制造業(yè)自動化，而且還可以應(yīng)用于連續(xù)生產(chǎn)的過程控制系統(tǒng)，所有這些已經(jīng)使其成為現(xiàn)代工業(yè)的四大支柱之一，即使在現(xiàn)場總線技術(shù)已成為自動化技術(shù)應(yīng)用熱點(diǎn)的今天，PLC仍然是現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)中不可缺少的**控制器。

??總結(jié)PLC的發(fā)展歷程，大致經(jīng)歷了五個(gè)階段。

??①初級階段 從第一臺PLC同世到20世紀(jì)70年代中期，這個(gè)時(shí)期的PLC功能簡單，主要完成一般的繼電器控制系統(tǒng)的功能，即順序邏輯、定時(shí)和計(jì)數(shù)等，編程語言為梯形圖。

??②崛起階段從20世紀(jì)70年代中期刻80年代初期。由于PLC在取代“繼電器-接觸器”控制系統(tǒng)方面的卓越表現(xiàn)，所以自從它在電氣自動控制領(lǐng)域開始普及應(yīng)用后得到了飛速的發(fā)展，這個(gè)階段的PLC在其控制功能方面增強(qiáng)了很多，例如數(shù)據(jù)處理、模擬量的控制等。

??③成熟階段 從20世紀(jì)80年代初期到90年代初期。這之前的PLC主要是單機(jī)應(yīng)用和小規(guī)模、小系統(tǒng)的應(yīng)用：但隨著對工業(yè)自動化技術(shù)水平、控制性能和控制范圍要求的提高，在大型的控制系統(tǒng)(如冶煉、飲料、造紙、煙草、紡織、污水處理等)中。PLC也展示出了其強(qiáng)大的生命力。對這些大規(guī)模、多控制器的應(yīng)用場合，就要求PLC控制系統(tǒng)必須具備通信和聯(lián)網(wǎng)功能。這個(gè)時(shí)期的PLC順應(yīng)時(shí)代要求，在大型的PLC中一般都擴(kuò)展了遵守一定協(xié)議的通信接口。

??④飛速發(fā)展階段 從20世紀(jì)90年代初期到90年代末期。由于對模擬量處理功能和同絡(luò)通信功能的提高，PLC控制系統(tǒng)在過程控制領(lǐng)域也開始大面積使用。隨著芯片技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展，PLC的功能得到了進(jìn)一步的提高?，F(xiàn)在PLC不論從體積上、人機(jī)界面功能、端子接線技術(shù)，還是從內(nèi)在的性能(速度、存儲容量等)、實(shí)現(xiàn)的功能(運(yùn)動控制、藏信網(wǎng)絡(luò)、多機(jī)處理等)方面都遠(yuǎn)非過去的PLC可比。從20世紀(jì)80 年代以后，是PLC發(fā)展*快的時(shí)期，年增長率一直都保持在30%~40%之間。

??⑤開放性、標(biāo)準(zhǔn)化階段從20世紀(jì)90年代中期以后，其實(shí)關(guān)于PLC開放性的工作在20世紀(jì)80年代就已經(jīng)展開;但由于受到各大公司利益的阻撓和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化難度的影響，這項(xiàng)工作進(jìn)展得并不順利。所以，PLC誕生后的近30年時(shí)間里，各種PLC通信標(biāo)準(zhǔn)、編程語言等方面都存在著不兼容的地方，這為在工業(yè)自動化中實(shí)現(xiàn)互換性，互操作性和標(biāo)準(zhǔn)化都帶來了極大的不便，現(xiàn)在隨著PLC****IEC61131的逐步完善和實(shí)施。特別是IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)編程語言的推廣，使得PLC真正走入了一個(gè)開放性和標(biāo)準(zhǔn)化的新時(shí)代。

??PLC進(jìn)一步的飛速發(fā)展趨勢

??PLC總的發(fā)展趨勢是向高集成度、小體積、大容量、高速度、易使用、高性能、信息化、軟PLC、標(biāo)準(zhǔn)化、與現(xiàn)場總線技術(shù)緊密結(jié)合等方向發(fā)展。

??① 向小型化，專用化、低成本方向發(fā)展 隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，新型器件性能的大幅度提高、價(jià)格即大幅度降低、使得PLC結(jié)構(gòu)更為繁湊、操作使用十分簡便。從體積上講. 有些專用的微型PLC僅有一塊香皂大小。PLC的功能不斷增加，將原來大、中型PLC才有的功能部分地移植到小型PLC上，如模擬量處理、復(fù)雜的功能指令和網(wǎng)絡(luò)通信等。PLC的價(jià)格也不斷下降，真正成為現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)中****的**控制裝置。據(jù)統(tǒng)計(jì)，小型和微型PLC的市場份額一直保持在70%~80%之間，所以對PLC小型化的追求永遠(yuǎn)不會停止。

??②向大容量、高速度、信息化方向發(fā)展現(xiàn)在大中型PLC采用多效處理器系統(tǒng)，有的采用了32位微處理器，并集成了通信聯(lián)網(wǎng)功能，可同時(shí)進(jìn)行多任務(wù)操作，運(yùn)算速度、數(shù)據(jù)交換速度及外設(shè)響應(yīng)速度都有大幅度提高，存儲存量大大增加，特別是增強(qiáng)了過程控制和數(shù)據(jù)處理的功能。為了適應(yīng)工廠控制系統(tǒng)和企業(yè)信息管理系統(tǒng)日益有機(jī)結(jié)合的要求，信息技術(shù)也治送到了PLC中，如設(shè)置開放的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，支持對象鏈接與嵌入(OLE Cor ProcessControl，OPC)技術(shù)，等等。

??③智能化模塊的發(fā)展 為了實(shí)現(xiàn)某些特殊的控制功能，PLC制造商開發(fā)出了許多智能化的I/O模塊。這些模塊本身帶有CPU，使得占用主CPU的時(shí)間很少，減少了對PLC掃描速度的影響，提高了整個(gè)PLC控制系統(tǒng)的性能。它們本身有很強(qiáng)的信息處理能力和控制功能，可以完成PLC的主CPU難以兼顧的功能。由于在硬件和軟件方面都采取了可靠性和便利化的措施，所以簡化了某些控制系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和編程。典型的智能化模塊主要有高速計(jì)數(shù)模塊、定位控制模塊、溫度控制模塊、閉環(huán)控制模塊、以太網(wǎng)通信模塊和各種現(xiàn)場總線協(xié)議通信模塊等。

??人機(jī)界面(接口)的發(fā)展 人機(jī)界面(接口)《HumanrMachine Inter/ace，HMI)在工業(yè)自動化系統(tǒng)中起著越來越重要的作用，PLC控制系統(tǒng)在HM方面的進(jìn)展主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

??A 編程工具的發(fā)展。過去絕大部分中小型PLC僅提供手持式編程器，編程人員通過編程器和PLC打交道。首先是把編制好的梯形圖程序轉(zhuǎn)換或語句表程序，然后使用編程器一個(gè)字符、一個(gè)字符地敲到PLC內(nèi)部;另外，調(diào)試時(shí)也只能通過編程器現(xiàn)整很少的信息?，F(xiàn)在偏程器已被淘汰，基于Windows的編程軟件不僅可以對PLC控制系統(tǒng)的硬件組態(tài)，即設(shè)置硬件的結(jié)構(gòu)、類型、各通信接口的參數(shù)等，而且可以在屏幕上直接生成和編輯梯形圖、語句表、功能塊圖和順序功能圖程序，并且可以實(shí)現(xiàn)不同編程語言之間的自動轉(zhuǎn)換。程序被編譯后可下載到PLC，也可以將用戶程序上傳到計(jì)算機(jī)。編程軟件的調(diào)試和監(jiān)控功能也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過手持式編程器，可以通過編程軟件中的監(jiān)視功能實(shí)時(shí)觀察PLC內(nèi)部各存儲單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，為診斷分析PLC程序和工作過程中出現(xiàn)的問題帶來了極大的方便。

??b.功能強(qiáng)大、價(jià)格低廉的HMI。過去在PLC控制系統(tǒng)中進(jìn)行參數(shù)的設(shè)定和顯示時(shí)非常麻煩，對輸入設(shè)定參數(shù)要使用大量的撥碼開關(guān)組，對輸出顯示參數(shù)要使用數(shù)碼管，它們不僅占據(jù)了大量的I/O資源、而且功能少、接線規(guī)瑣。現(xiàn)在各種單色、彩色的顯示設(shè)定單元、觸摸屏、肌膜鍵盤等應(yīng)有盡有，它們不僅能究成大量數(shù)據(jù)的設(shè)定和顯示，還能直觀形象地顯示動態(tài)圖形畫面和完成數(shù)據(jù)處理等功能。

??c，基于PC的組態(tài)軟件。在中大型的PLC控制系統(tǒng)中，僅靠簡單的顯示設(shè)定單元已不能解決人機(jī)界面的問題，所以基于Windows的PC機(jī)成為了**的選擇。配合適當(dāng)?shù)耐ㄐ沤涌诨蜻m配器。PC機(jī)就可以和PLC之間進(jìn)行信息的互換。再配合功能強(qiáng)大的組態(tài)軟件，就能完成復(fù)雜的和大量的畫面顯示、數(shù)據(jù)處理、報(bào)警處理、設(shè)備管理等任務(wù)。這些組態(tài)軟件國外的品牌有WinCC、正IX、Intouch等，國產(chǎn)知名公司有業(yè)控、力控等?，F(xiàn)在組態(tài)軟件的價(jià)格已下降到非常低的位置，所以在環(huán)境較好的應(yīng)用現(xiàn)場，使用PC加組態(tài)軟件來取代觸摸屏的方案也是一種不錯(cuò)的選擇。

??⑤在過程控制領(lǐng)域的使用以及PLC的冗余特性 雖然PLC的強(qiáng)項(xiàng)是在制造業(yè)領(lǐng)域使用，但隨著通信技術(shù)、軟件技術(shù)和模擬量控制技術(shù)發(fā)展并不斷地融合到PLC中，它現(xiàn)在也被廣泛地應(yīng)用到了過程控制領(lǐng)域。但在過程控制系統(tǒng)中使用必然要求PLC控制系統(tǒng)具有更高的可靠性?，F(xiàn)在世界上**的自動化設(shè)備供應(yīng)商提供的大型PLC中，一般都增加了安全性和冗余性的產(chǎn)品，并且符合1EXC61508標(biāo)準(zhǔn)的要求。該標(biāo)準(zhǔn)主要為可編程電子系統(tǒng)內(nèi)的功能性安全設(shè)計(jì)而制定，為PLC在過程控制領(lǐng)域使用的可靠性和安全設(shè)計(jì)提供了依據(jù)?，F(xiàn)在PLC的冗余產(chǎn)品包括CPU系統(tǒng)、I/O模塊以及熱備份冗余軟件等。大型PLC以及冗余技術(shù)一般都是在大型的過程控制系統(tǒng)中使用。

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