【導(dǎo)讀】帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)日新月益更新。在實(shí)時(shí)檢測(cè)和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用。道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。隨著中國加入WTO，我們不但。俗話說“要想富，先修路”，但路修好了如果在交通控制方面。做不好道路還是無法保障暢通安全。作為交通控制的重要組成部份的交。通信號(hào)燈也應(yīng)適合社會(huì)實(shí)際情況。因此，本人選擇制作十字路口交通燈。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過。了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱PC。為了改變這一現(xiàn)狀，美國通用汽車公司在。汽車自動(dòng)裝配線上試用，獲得了成功。應(yīng)用于食品，飲料，冶金，造紙等工業(yè)。也受到了世界其他國家的高度重視。1971日本從美國引進(jìn)了這項(xiàng)新技術(shù)，很快研制出了日本第一臺(tái)PLC。操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)

　　

【正文】 器而言具有更高的可靠性和更好的穩(wěn)定性。筆者實(shí)際工作中碰到的一些用戶原來采用嵌入式控制器，現(xiàn)在正逐步用通用 PLC 或定制 PLC 取代嵌入式控制器。 PLC 將不斷豐富功能、提高性能，其主要發(fā)展趨勢(shì)體現(xiàn)為以下幾點(diǎn)。 1 功能更強(qiáng)大在原有開關(guān)量處理的基礎(chǔ)上， PLC 將進(jìn)一步增強(qiáng)模擬量處理能力，并不斷融合順序控制、過程控制和運(yùn)動(dòng)控制功能。同時(shí)， PLC 的運(yùn)算速度、處理能力和存儲(chǔ)容量也將不斷提高。大型 PLC 系統(tǒng)在控制的基礎(chǔ)上，不斷增加管控一體化功能。小型 PLC 不僅具有順序控制和邏輯連鎖 功能，還移植了大中型 PLC 的一些高級(jí)功能，如模擬量的閉環(huán)調(diào)節(jié)和運(yùn)動(dòng)控制等。 2 網(wǎng)絡(luò)化無論是大型 PLC 還是小型 PLC，網(wǎng)絡(luò)功能不斷增強(qiáng)。 PLC 向上可以連接各種管理網(wǎng)，向下可連接各種現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。即使是小型 PLC，不僅要完成單機(jī)設(shè)備的控制，還要對(duì)相關(guān)設(shè)備 進(jìn)行協(xié)調(diào)，因此通過網(wǎng)絡(luò)交換信息就顯得十分重要。為滿足現(xiàn)代工廠自動(dòng)化對(duì) PLC 系統(tǒng)開放性和互聯(lián)性的要求，北京和利 用 系統(tǒng)工程股份有限公司（以下簡稱和利時(shí)公司）推出的小型一體化 PLC HolliesLEC 就有多種聯(lián)網(wǎng)功能。 HolliesLEC G3不僅設(shè)計(jì)了與 CPU 集成一體的標(biāo)準(zhǔn) MODBUS協(xié)議、專有協(xié)議和自由協(xié)議串行通訊接口，還可通過網(wǎng)絡(luò)接口模塊與其它系統(tǒng)進(jìn)行互連，接口模塊包括自由協(xié)議串口、 PrefabsDP、 Ether、 evident、 Lon works、 CAN、FF、 Modem、 GPRS/GSM等 。 3 標(biāo)準(zhǔn)化和開放性通過自由組合模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化的硬件，同一廠商的產(chǎn)品可以靈活地組成滿足不同要求的控制系統(tǒng)。同時(shí)， PLC將越來越開放，它提供的將是一個(gè)開放性平臺(tái)，通過提供標(biāo)準(zhǔn)化和開放性的接口， PLC 可以很方便地接入其它系統(tǒng)。另外，越來越多的 PLC采用標(biāo)準(zhǔn)的編程語言。編程語言國際標(biāo)準(zhǔn) IEC 611313 以前更多地被歐美廠商采用，現(xiàn)在包括日本廠商在內(nèi)的主流 PLC 廠商都傾向于采用符合 IEC 611313 標(biāo)準(zhǔn)的編程語言。 4 專業(yè)化不同行業(yè)在采用 PLC 時(shí)其關(guān)注點(diǎn)會(huì)有所不同，故其功能需求也會(huì)不一樣。因 此，在 PLC 通用功能的基礎(chǔ)上針對(duì)不同行業(yè)應(yīng)用特點(diǎn)開發(fā)專業(yè)化 PLC 產(chǎn)品，不僅可以提高產(chǎn)品性能、降低產(chǎn)品成本，而且可以提高產(chǎn)品的易用性和專業(yè)化水平，提高產(chǎn)品的綜合競爭實(shí)力。這種專業(yè)化應(yīng)用不僅體現(xiàn)在軟件功能上，也體現(xiàn)在硬件構(gòu)成上。 我國工業(yè)企業(yè)的自動(dòng)化程度普遍較低， PLC 產(chǎn)品有很大的應(yīng)用空間，吉林師范大學(xué)應(yīng)用工程學(xué)院畢業(yè)論文 第 24 頁共 83 頁 如機(jī)械行業(yè) 80%以上的設(shè)備仍采用傳統(tǒng)的繼電器和接觸器進(jìn)行控制。因此， PLC 在我國的應(yīng)用潛力遠(yuǎn)沒有得到充分發(fā)揮。 我國大中型企業(yè)普遍采用了先進(jìn)的自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行控制，但絕大部分小型企業(yè)尚未應(yīng)用自動(dòng)化系統(tǒng)和產(chǎn)品對(duì)生產(chǎn)過程 進(jìn)行控制。隨著競爭的日益加劇，越來越多的小型企業(yè)將采用經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的自動(dòng)化產(chǎn)品對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行控制，以提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和競爭實(shí)力。 中國加入 WTO 后越來越多的國際公司把其制造基地轉(zhuǎn)移到中國。同時(shí)，中國的國有企業(yè)和民營企業(yè)也在利用難得的歷史機(jī)遇大力發(fā)展制造業(yè)。中國正在努力成為世界新的制造業(yè)基地。制造業(yè)的控制主要以離散控制為主， PLC是該領(lǐng)域控制系統(tǒng)的首選。制造企業(yè)為提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量，必然會(huì)大量采用 PLC，從而為 PLC 的應(yīng)用提供廣闊的應(yīng)用前景。 自 2020 年以來，作為基礎(chǔ)工業(yè)之一的機(jī)械工業(yè)成為我國工業(yè)發(fā) 展新的增長點(diǎn)，年均增長率超過 20%。與流程工業(yè)對(duì)模擬量的反饋調(diào)節(jié)不同，機(jī)械工業(yè)需對(duì)開關(guān)量進(jìn)行連鎖及順序控制，因此 PLC 成為其控制產(chǎn)品的首選。機(jī)械行業(yè)的高速增長和自動(dòng)化現(xiàn)狀為 PLC 應(yīng)用提供了巨大的市場(chǎng)空間。 我國在 “ 十五 ” 規(guī)劃中已明確提出了 “ 用信息化帶動(dòng)工業(yè)化 ” 的發(fā)展計(jì)劃，大量傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的自動(dòng)化改造將為 PLC 的應(yīng)用提供巨大的發(fā)展空間。 我國的工業(yè)發(fā)展及自動(dòng)化應(yīng)用水平與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比有幾十年的滯后，按目前的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)分析，我國將迎來一個(gè) PLC 市場(chǎng)高速增長的時(shí)期。 巨大的市場(chǎng)需求為發(fā)展 PLC 業(yè)務(wù)提供了難得的歷史機(jī)遇 ，國內(nèi)有實(shí)力的自動(dòng)化公司應(yīng)充分利用在市場(chǎng)、技術(shù)、行業(yè)影響和品牌等方面的積累，大力拓展 PLC 業(yè)務(wù)，使國產(chǎn) PLC 早日成為中國 PLC 市場(chǎng)的主要參與者之一。 目前中國 PLC 市場(chǎng)主要廠商為 Siemens、 Mitsubishi、 Omron、Rockwell、 Schneider、 GEFanuc 等國際大公司，歐美公司在大、中型PLC領(lǐng)域占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，日本公司在小型 PLC 領(lǐng)域占據(jù)十分重要的位置，韓國和中國臺(tái)灣的公司在小型 PLC 領(lǐng)域也有一定市場(chǎng)份額，中國大陸 PLC廠商的市場(chǎng)份額幾乎可以忽略。 大型 PLC 的目標(biāo)用戶在選用 PLC 時(shí)一般不會(huì)把價(jià)格作為首要考慮因素，而是更關(guān)注產(chǎn)品性能、質(zhì)量和品牌，對(duì)價(jià)格不是十分敏感，故日本產(chǎn)品很難進(jìn)入該領(lǐng)域。韓國和中國臺(tái)灣的產(chǎn)品從一開始就是模仿日本產(chǎn)吉林師范大學(xué)應(yīng)用工程學(xué)院畢業(yè)論文 第 25 頁共 83 頁 品，基本沿襲日本產(chǎn)品的技術(shù)路線，其在中國的市場(chǎng)策略、行業(yè)影響基本是步日本廠商的后塵，只不過比日本產(chǎn)品滯后一段時(shí)間。 對(duì)中、小型 PLC 的目標(biāo)用戶而言，市場(chǎng)上主要廠商的 PLC 產(chǎn)品均能滿足其要求，所以在產(chǎn)品選型時(shí)價(jià)格是十分重要的因素。因此，日本產(chǎn)品在該領(lǐng)域占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。 Siemens 在推出新一代小型 PLC 產(chǎn)品 S7200 后其價(jià)格與日本產(chǎn)品相差不大，最近幾年其小型 PLC 的市場(chǎng)增長迅速，已經(jīng)與日本主要產(chǎn)品（ Mitsubishi 和 Omron）在小型 PLC 領(lǐng)域取得了類似的市場(chǎng)地位。近年來，由于具有明顯的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，中國臺(tái)灣的部分 PLC廠商在小型 PLC 領(lǐng)域發(fā)展勢(shì)頭十分強(qiáng)勁，搶占了原來日本產(chǎn)品的一部分低端市場(chǎng)。 我國可編程控制器的引進(jìn)、應(yīng)用、研制、生產(chǎn)是伴隨著改革開放開始的。最初是在引進(jìn)設(shè)備中大量使用了可編程控制器。接下來在各種企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備及產(chǎn)品中不斷擴(kuò)大了 PLC 的應(yīng)用。目前，我國自己已可以生產(chǎn)中小型可編程控制器。上海東屋電氣有限公司生產(chǎn)的 CF 系列、杭州機(jī)床電器廠生產(chǎn)的 DKK 及 D 系列、大連組合機(jī)床研究所生產(chǎn)的 S 系列、蘇州電子計(jì)算機(jī)廠生產(chǎn)的 YZ 系列等多種產(chǎn)品已具備了一定的規(guī)模并在工業(yè)產(chǎn)品中獲得了應(yīng)用。此外，無錫華光公司、上海鄉(xiāng)島公司等中外合資企業(yè)也是我國比較著名的 PLC生產(chǎn)廠家。 中國 PLC 市場(chǎng)的 95％以上被國外產(chǎn)品占領(lǐng)。國內(nèi)曾有研究單位開發(fā) PLC 產(chǎn)品，后因種種原因沒有發(fā)展起來 。 盡管國產(chǎn) PLC 在中國 PLC 市場(chǎng)所占份額很小，但只要國內(nèi)有實(shí)力的廠商下定決心，仔細(xì)分析自身的劣勢(shì)和優(yōu)勢(shì)，充分利用各方有利資源，踏踏實(shí)實(shí)、有針對(duì)性地做好各項(xiàng)工作，國內(nèi) PLC 廠商一定能夠在 PLC 領(lǐng)域有所作為。 ，隨著 我國現(xiàn)代化進(jìn)程的深入， PLC 在我國將有更廣闊的應(yīng)用天地 。 21 世紀(jì)， PLC 會(huì)有更大的發(fā)展。從技術(shù)上看，計(jì)算機(jī)技術(shù)的新成果會(huì)更多地應(yīng)用于可編程控制器的設(shè)計(jì)和制造上，會(huì)有運(yùn)算速度更快、存儲(chǔ)容量更大、智能更強(qiáng)的品種出現(xiàn)；從產(chǎn)品規(guī)模上看，會(huì)進(jìn)一步向超小型及超大型方向發(fā)展；從產(chǎn)品的配套性上看，產(chǎn)品的品種會(huì)更豐富、規(guī)格更齊全，完美的人機(jī)界面、完備的通信設(shè)備會(huì)更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場(chǎng)合的需求；從市場(chǎng)上看，各國各自生產(chǎn)多品種產(chǎn)品的情況會(huì)隨著國際競爭的加劇而打破，會(huì)出現(xiàn)少數(shù)幾個(gè)品牌壟斷國際市場(chǎng)的局面，會(huì)出現(xiàn)國際通用的編程語言 ；從網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況來看，可編程控制器和其它工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組網(wǎng)構(gòu)成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器技術(shù)的發(fā)展方向。目前的計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng) DCS（ Distributed Control System）中已有大量的可編程控制器應(yīng)用。伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，可編程控制吉林師范大學(xué)應(yīng)用工程學(xué)院畢業(yè)論文 第 26 頁共 83 頁 器作為自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)和國際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用。 總的來說： 1．向高速度、大容量方向發(fā)展 為了提高 PLC 的處理能力，要求 PLC 具有更好的響應(yīng)速度和更大的存儲(chǔ)容量。目前，有的 PLC的掃描速度可達(dá) 。 PLC 的掃描速度已成為很重要的一個(gè)性能指標(biāo)。 在存儲(chǔ)容量方面，有的 PLC 最高可達(dá)幾十兆字節(jié)。為了擴(kuò)大存儲(chǔ)容量，有的公司已使用了磁泡存儲(chǔ)器或硬盤。 2．向超大型、超小型兩個(gè)方向發(fā)展 當(dāng)前中小型 PLC 比較多，為了適應(yīng)市場(chǎng)的多種需要，今后 PLC 要向多品種方向發(fā)展，特別是向超大型和超小型兩個(gè)方向發(fā)展?，F(xiàn)已有 I/O點(diǎn)數(shù)達(dá) 14336點(diǎn)的超大型 PLC，其使用 32位微處理器，多 CPU 并行工作和大容量存儲(chǔ)器，功能強(qiáng)。 小型 PLC 由整體結(jié)構(gòu)向小型模塊化結(jié)構(gòu)發(fā)展，使配置更加靈活，為了市場(chǎng)需要已開發(fā)了各種簡易、經(jīng)濟(jì)的超 小型微型 PLC，最小配置的 I/O點(diǎn)數(shù)為 8～ 16 點(diǎn)，以適應(yīng)單機(jī)及小型自動(dòng)控制的需要，如三菱公司 α 系列 PLC。 3． PLC 大力開發(fā)智能模塊，加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)通信能力 為滿足各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)的要求，近年來不斷開發(fā)出許多功能模塊，如高速計(jì)數(shù)模塊、溫度控制模塊、遠(yuǎn)程 I/O 模塊、通信和人機(jī)接口模塊等。這些帶 CPU 和存儲(chǔ)器的智能 I/O 模塊，既擴(kuò)展了 PLC 功能，又使用靈活方便，擴(kuò)大了 PLC應(yīng)用范圍。 加強(qiáng) PLC聯(lián)網(wǎng)通信的能力，是 PLC技術(shù)進(jìn)步的潮流。 PLC 的聯(lián)網(wǎng)通信有兩類：一類是 PLC 之間聯(lián)網(wǎng)通信，各 PLC 生產(chǎn)廠家都有自己的專有 聯(lián)網(wǎng)手段；另一類是 PLC 與計(jì)算機(jī)之間的聯(lián)網(wǎng)通信，一般 PLC 都有專用通信模塊與計(jì)算機(jī)通信。為了加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)通信能力， PLC 生產(chǎn)廠家之間也在協(xié)商制訂通用的通信標(biāo)準(zhǔn)，以構(gòu)成更大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)， PLC已成為集散控制系統(tǒng)（ DCS）不可缺少的重要組成部分。 4．增強(qiáng)外部故障的檢測(cè)與處理能力 根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明：在 PLC控制系統(tǒng)的故障中， CPU 占 5%， I/O 接口占 15%，輸入設(shè)備占 45%，輸出設(shè)備占 30%，線路占 5%。前二項(xiàng)共 20%故障屬于 PLC 的內(nèi)部故障，它可通過 PLC本身的軟、硬件實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、處理；而其余 80%的故障屬于 PLC 的 外部故障。因此， PLC 生產(chǎn)廠家都致力于研制、發(fā)展用于檢測(cè)外部故障的專用智能模塊，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性。 吉林師范大學(xué)應(yīng)用工程學(xué)院畢業(yè)論文 第 27 頁共 83 頁 5．編程語言多樣化 在 PLC 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展的同時(shí)， PLC 的編程語言也越來越豐富，功能也不斷提高。除了大多數(shù) PLC 使用的梯形圖語言外，為了適應(yīng)各種控制要求，出現(xiàn)了面向順序控制的步進(jìn)編程語言、面向過程控制的流程圖語言、與計(jì)算機(jī)兼容的高級(jí)語言（ BASIC、 C 語言等）等。多種編程語言的并存、互補(bǔ)與發(fā)展是 PLC進(jìn)步的一種趨勢(shì)。 Ether的擴(kuò)展與進(jìn)一步容納 Web技術(shù) 當(dāng)前，在所有過程控制領(lǐng)域，最 大的發(fā)展趨勢(shì)之一就是 Ether 技術(shù)的擴(kuò)展。 PLC 也例外，現(xiàn)在，越來越多的 PLC 供應(yīng)商開始提供 Ether接口部件。在最近的幾年間，我們已經(jīng)看到，發(fā)展比現(xiàn)有普通小快靈 PLC更加強(qiáng)大的 PLC是種趨勢(shì)。 Ether將會(huì)成為 PLC的通信標(biāo)準(zhǔn)嗎？也許最終結(jié)果是這樣的，但現(xiàn)在還為時(shí)尚早。對(duì)于在 PLC 上提供 Ether 接口將能夠解決所有通信問題，人們普遍存在著誤解。 Ether僅僅定義了 OSI 參考模型底部的幾層協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，如果上層協(xié)議相互之間不能兼容，那么仍然不可能進(jìn)行相互之間的通信處理。打個(gè)比方，這 如同一個(gè)不懂英語的中國人與一個(gè)不懂漢語的美國人之間是不能夠通過電話進(jìn)行對(duì)話一樣。因此，協(xié)議就是設(shè)備之間相互通信的語言。 另一方面，前進(jìn)的步伐已經(jīng)邁出，我們只有迎著困難而上，為了將Ether 技術(shù)應(yīng)用到工廠底層的現(xiàn)場(chǎng)過程控制設(shè)備中去， ODVA 協(xié)會(huì)為此建立了一套全球性標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范，即 Ether/IP標(biāo)準(zhǔn)，以便能夠解決在實(shí)際工作中所遇到的困難。 向 Ether靠近的一個(gè)目的在于通過 Inter能夠連接到所希望的任何地方。實(shí)際上，在一些意想不到的地方， Web 服務(wù)器正在顯露出其應(yīng)有的威力。幾年前，有 一些 PLC系統(tǒng)已經(jīng)內(nèi)藏了 Web 服務(wù)器，這無疑又為 PLC 系統(tǒng)增加了更多的特點(diǎn)。其他類型的控制設(shè)備也正在準(zhǔn)備進(jìn)一步集成 Web 服務(wù)器。例如， Square D公司已經(jīng)有一個(gè)具備 Ether連接接口的發(fā)動(dòng)機(jī)控制中心，并正在準(zhǔn)備開發(fā)一種內(nèi)藏 Web 服務(wù)器連接接口的變速裝置。 內(nèi)藏 Web 服務(wù)器所體一風(fēng)的益處包括開放網(wǎng)絡(luò)、商業(yè)工具的影響、客戶機(jī) /服務(wù)器關(guān)系。在過去，工業(yè)用戶可能會(huì)有代表性地詢問一些有關(guān)PLC方面的信息，但在現(xiàn)在，由于新技術(shù)的不斷誕生和發(fā)展，工業(yè)用戶很容易就可以得到有關(guān)這方面的信息。另一方面，隨著芯片和處理 器大規(guī)模的生產(chǎn)， PLC生產(chǎn)制造商能夠生產(chǎn)并提供開放網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)品，讓工業(yè)用戶花較少的費(fèi)用就能夠購買到功能非常完善的 PLC 產(chǎn)品。 吉林師范大學(xué)應(yīng)用工程學(xué)院畢業(yè)論文 第 28 頁共 83 頁 在為將 PLC連接到 Ether和 Web上提供技術(shù)支持方面， Schneider公司已經(jīng)成了先驅(qū)者之一。最近，該公司推出了一種運(yùn)行于 Premium PLC平臺(tái)的新型快速 Ether(100 Mb/s)模件。該模件為 PLC能夠連接到TCP/IP的 Ether提供