【文章內(nèi)容簡介】 信息技術滲入可編程序控制器是為了適應工廠控制系統(tǒng)和企業(yè)信息管理系統(tǒng)日益有機結(jié)合的發(fā)展趨勢，適應在控制層面上讓不同品牌的可編程序控制器之間、可編程序控制器與分布式控制系統(tǒng)之間有效交換數(shù)據(jù)的要求。實際上多任務系統(tǒng)的實現(xiàn)、網(wǎng)絡能力的提高、軟件集成的發(fā)展使得信息技術很容易的就與可編程序控制器系統(tǒng)融為一體。 (7) 加強安全技術 隨著可編程序控制器應用領域的擴大，對可編程序控制器系統(tǒng)的可靠性要求也越來越高，加強可編程序控制器的安全技術也成為了一個新的發(fā)展方向。具有容錯和冗余性能的故障防止型可編程序控制器已經(jīng)出現(xiàn)，具備在線插拔的雙通道的信號模板和電源模板。內(nèi)藏冗余的CPU系統(tǒng)的過程控制器也已出現(xiàn)，這種過程控制器利用內(nèi)部測試電路檢查、診斷I/O模板的運行狀況，而不是采用冗余的I/O模板。GE Fanuc公司推出了三合一的可編程序控制器，這種可編程序控制器是目前世界唯一實現(xiàn)全系列兼容、熱備和三取二表決的高可靠性安全型可編程序控制器。 我國可編程序控制器發(fā)展中的問題及對策 目前我國的可編程序控制器的發(fā)展主要面臨著三大問題。一是技術層面上的，在國際上可編程序控制器迅速發(fā)展的形勢下，我國還沒有具有自主知識產(chǎn)權(quán)，能夠參與國際競爭的可編程序控制器產(chǎn)品，原因主要在于我國的整個基礎工業(yè)還有一定差距，如芯片制造、模具加工等方面限制了我們的發(fā)展。二是競爭層面上的，實際上也是一個經(jīng)濟競爭的問題?，F(xiàn)在95%的國內(nèi)市場由外國的可編程序控制器產(chǎn)品所占領，中、大型可編程序控制器中，幾乎全部由國外幾大公司壟斷，隨著我國使用可編程序控制器領域的不斷擴大，市場越來越大，然而國外幾大公司幾乎每年都會針對市場推出新的產(chǎn)品，一旦人們使用了新的產(chǎn)品后，他們就會逐漸的提高產(chǎn)品市場價格，沒有我國自己的自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，在經(jīng)濟競爭中就只能處于被動。三是市場秩序?qū)用嫔系模S著我國改革開放的不斷深入，特別是加入WTO后，我國巨大的市場份額極大的吸引了國外的大公司，他們開拓市場的方法都是采用大范圍建立代理銷售渠道，每個公司的分銷商、系統(tǒng)集成商都會有數(shù)十家，甚至上百家之多，造成了我國的分銷商、系統(tǒng)集成商之間的激烈競爭，而這些無序的競爭為國際大公司分而治之、獲取穩(wěn)定的高額利潤創(chuàng)造條件。面對這些問題，筆者認為我國可編程序控制器的發(fā)展應該采取如下對策： (1) 面對如此巨大的市場，我國應該集中資金和技術力量力量，盡快研制生產(chǎn)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的可編程序控制器的系列產(chǎn)品，就像以前的家電行業(yè)一樣。其實隨著我國整個民族工業(yè)的不斷發(fā)展，特別是近年來芯片工業(yè)的迅速發(fā)展，推出具有國際競爭力的可編程序控制器產(chǎn)品已成為可能。 (2) 繼續(xù)發(fā)揮我國科學技術人員可編程序控制器應用技術的優(yōu)勢，擴大可編程序控制器的應用領域。特別是我國加入WTO后，中國成為“世界制造工廠”的過程正在加速，我國在努力將可編程序控制器應用在國民經(jīng)濟的各個領域同時，還要憑借技術和勞動力優(yōu)勢，進入可編程序控制器在外商投資企業(yè)中的應用，并逐漸進入國際上可編程序控制器的應用市場，讓我國的應用技術優(yōu)勢形成真正的增值服務，從而帶動我國相關成套設備和軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 (3) 在擴大可編程序控制器應用的同時，要在軟件集成化上下功夫。針對不同的工業(yè)生產(chǎn)過程，形成具有我國特點的系統(tǒng)集成軟件、人機界面軟件和系統(tǒng)應用軟件，在一些我國領先的工業(yè)行業(yè)中制造出具有核心技術的系統(tǒng)應用軟件。真正形成具有國際標準的、可進行復制的模塊化軟件。采取上述策略后，我國就能在可編程序控制器的應用上率先實現(xiàn)突破，融入全球一體化經(jīng)濟之中，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的軟件產(chǎn)業(yè)，進而研制、開發(fā)、生產(chǎn)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)，能夠參與國際競爭的可編程序控制器產(chǎn)品。筆者相信，隨著我國國民經(jīng)濟的全面發(fā)展，隨著整個民族工業(yè)的提高，這一天會很快到來。 期，體積小、功能強和價格便宜的微處理器被用于PLC，使得PLC的功能大大增強。在硬件方面，除了保持其原有的開關模塊以外，還增加了模擬量模塊、遠程I/O模塊和各種特殊功能模塊。在軟件方面，PLC采用極易為電氣人員掌握的梯形圖編程語言，除了保持原有的邏輯運算等功能以外，還增加了算術運算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通訊、自診斷等功能。(4)在發(fā)達工業(yè)國家，PLC已經(jīng)廣泛的應用在所有的工業(yè)部門。據(jù)“美國市場信息”的世界PLC以及軟件市場報告稱，1995年全球PLC及其軟件的市場經(jīng)濟規(guī)模約50億美元。隨著電子技術和計算機技術的發(fā)展PLC的功能得到大大的增強，具有以下特點：a．可靠性高。PLC的高可靠性得益于軟、硬件上一系列的抗干擾措施和它特殊的周期循環(huán)掃描工作方式。b．具有豐富的I/O接口模塊。PLC針對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號，有相應的I/O模塊與工業(yè)現(xiàn)場的器件或設備直接連接。另外為了提高操作性能，它還有多種人機對話的接口模塊；為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡，它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊。c．采用模塊化結(jié)構(gòu)。為了適應各種工業(yè)控制需要，除了單元式的小型PLC以外，絕大多數(shù)PLC均采用模塊化結(jié)構(gòu)。PLC的各個部件，包括CPU、電源、I/O等均采用模塊化設計，由機架及電纜將各模塊連接起來，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合。d．編程簡單易學。PLC的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，對使用者來說，不需要具備計算機的專門知識，因此很容易被一般工程技術人員所理解和掌握。4．安裝簡單，維修方便。PLC不需要專門的機房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運行。各種模塊上均有運行和故障指示裝置，便于用戶了解運行情況和查找故障。由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，因此一旦某模塊發(fā)生故障，用戶可以通過更換模塊的方法，使系統(tǒng)迅速恢復運行。由于PLC強大功能和優(yōu)點，使得PLC在我國的配料生產(chǎn)線中得到廣泛的應用。PLC在配料系統(tǒng)中的應用主要有配料監(jiān)控系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)、配料網(wǎng)信息管理系統(tǒng)等。其主要功能是進行工藝參數(shù)的采集、生產(chǎn)過程控制、信息處理、設備運行狀態(tài)監(jiān)測以監(jiān)測等。第二章 可編程控制配料系統(tǒng)設計和工作原理 PLC硬件組成硬件系統(tǒng)就如人的軀體。PLC的硬件系統(tǒng)主要由中央處理器（CPU）、存儲器（RAM、ROM）、輸入輸出單元（I／O）、電源、通信接口、I／O擴展接口等組成，這些單元都是通過內(nèi)部的總線進行連接的。 PLC基本結(jié)構(gòu)介紹（1）主機主機由CPU（微處理器）、存儲器、輸入／輸出單元、電源等部分組成。CPU是PLC的核心，其作用類似于人的大腦。它能夠識別用戶按特定格式輸入的指令，并按照指令完成預定的控制任務。另外，它還能識別用戶所輸入的指令序列的格式和語法錯誤，還具有系統(tǒng)測試與診斷功能。PLC的存儲器有兩種：系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序存儲器。系統(tǒng)程序存儲器主要用于存放系統(tǒng)正常工作所必須的程序，如系統(tǒng)診斷程序、鍵盤輸入處理程序、指令解釋程序、監(jiān)控程序等。這些程序與用戶無直接關系，已由廠家直接固化進EPROM中，不能由用戶直接存取、修改。用戶程序存儲器主要存放用戶程序（用戶利用PLC的編程語言按不同控制要求所編制的控制程序或數(shù)據(jù)，這相當于設計繼電器控制系統(tǒng)硬接線的控制電路圖），可修改。輸入輸出（I／O）單元是PLC與輸入控制信號和被控制設備連接起來的部件，輸入單元接收從開關、按鈕、繼電器觸點和傳感器等輸入的現(xiàn)場控制信號，并將這些信號轉(zhuǎn)換成CPU能接收和處理的數(shù)字信號。輸出單元接收經(jīng)過CPU處理過的輸出數(shù)字信號，并把它轉(zhuǎn)換成被控制設備或顯示裝置所能接收的電壓或電流信號，以驅(qū)動接觸器、電磁閥和指示器件等。根據(jù)輸入信號形式的不同，可分為模擬量I/O單元、數(shù)字量I/O單元兩大類。電源單元的作用是把外部電源（220V的交流電源）轉(zhuǎn)換成內(nèi)部工作電壓。外部連接的電源，通過PLC內(nèi)部配有的一個專用開關式穩(wěn)壓電源，將交流/直流供電電源轉(zhuǎn)化為PLC內(nèi)部電路需要的工作電源（直流5伏、177。12伏、24伏），并為外部輸入元件（如接近開關、）提供24V直流電源（僅供輸入端點使用），而驅(qū)動PLC負載的電源由用戶提供。電源組件內(nèi)還裝有備用鋰電池，以保證在斷電時保存必要的信息。PLC還有各種外設接口電路，用于連接編程器或其他圖形編程器、文本顯示器、觸摸屏、變頻器等并能通過外設接口組成PLC的控制網(wǎng)絡。PLC通過PC/PPI電纜或使用MPI卡通過RS485接口與計算機連接，可以實現(xiàn)編程、監(jiān)控、連網(wǎng)等功能。（2）I/O擴展機每種PLC都有與主機相配的擴展模塊，用來擴展輸入、輸出點數(shù)，以便根據(jù)控制要求靈活組合系統(tǒng)。PLC擴展模塊內(nèi)不設CPU，僅對I