【正文】 指令表、功能塊圖和順序功能圖程序,并可以實(shí)現(xiàn)不同編程語(yǔ)言的相互轉(zhuǎn)換。程序可以下載、存盤和打印,通過網(wǎng)絡(luò)或電話線,還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程編程?，F(xiàn)在有的PLC(如西門子的S7200系列)用基于PC的編程軟件來(lái)編程,已不配置手持式編程器。(2)編程軟件功能提高:PLC的編程軟件升級(jí)更新非?？?如三菱先后推出了MEDOC、SWOPCFXGP/WIN、GPPW編程軟件和LLT模擬仿真軟件。大多數(shù)廠家的編程軟件都有漢化版,方便了英語(yǔ)水平較差的國(guó)內(nèi)用戶。(3)編程語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)化:PLC的編程語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)IEC611311已公布了多年,歐美的PLC廠家的編程語(yǔ)言基本上符合IEC標(biāo)準(zhǔn)。某些“軟PLC”(即在PC上運(yùn)行的可實(shí)現(xiàn)PLC功能的軟件包)幾乎都是按IEC標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的。隨著時(shí)間的推移,IEC標(biāo)準(zhǔn)會(huì)得到越來(lái)越廣的使用。(4)簡(jiǎn)化編程過程:S7200的編程軟件STEP7MicroWIN32配備了大量的編程向?qū)?如PID、網(wǎng)絡(luò)讀寫、高速計(jì)數(shù)器和高速輸出指令的編程向?qū)?位置控制模塊、文本顯示器TD200、調(diào)制解調(diào)器模塊、以太網(wǎng)模塊、互聯(lián)網(wǎng)模塊、ASI通信模塊等的編程向?qū)?。使用這些編程向?qū)r(shí),只需要輸入要求的數(shù)據(jù)或確定選項(xiàng),編程軟件就可以自動(dòng)地生成用戶程序。(5)編程軟件具備仿真功能:有的PLC生產(chǎn)廠家提供了在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行,可以用來(lái)代替PLC的硬件調(diào)試用戶程序的仿真軟件,例如西門子公司與STEP7編程軟件配套使用的S7PLCSIM仿真軟件、三菱公司與SW3D5CGPPWC編程軟件配套的SW3D5CLLTC仿真軟件,歐姆龍公司與CXProgrammer編程軟件配套的仿真軟件CXSimulator等,西門子的“LOGO!”可編程邏輯模塊的編程軟件也有仿真功能。 PLC通信功能(1)通信功能增強(qiáng)。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信在控制系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用,通信功能受到越來(lái)越高的重視,因此小型PLC的通信功能在不斷擴(kuò)展和增強(qiáng)。以三菱的FX系列為例,它可以接入開放式通信網(wǎng)絡(luò),為此提供了CCLink系統(tǒng)主站模塊、CCLink接口模塊、ASI主站模塊、Deviceet接口模塊和Profibus接口模塊。使用MELSEC遠(yuǎn)程I/O鏈接系統(tǒng)主站模塊可組成遠(yuǎn)程I/O網(wǎng)絡(luò)。在軟件方面FX提供了一些專用的通信協(xié)議,如并行鏈接、NN鏈接、計(jì)算機(jī)鏈接和I/O鏈接。計(jì)算機(jī)鏈接協(xié)議基本上符合Modbus通信協(xié)議中的ASCII傳輸模式,PLC與PC通信時(shí),PLC一側(cè)不需要用戶編程。其余的幾種鏈接的通信是周期性地自動(dòng)實(shí)現(xiàn)的,用戶只需要作一些簡(jiǎn)單的設(shè)置。(2)通信開放程度提高。早期的PLC基本上采用廠家專用的通信協(xié)議,給不同廠家的產(chǎn)品互聯(lián)互通和用戶的使用帶來(lái)了很大的困難?，F(xiàn)在的發(fā)展趨勢(shì)是盡可能地采用符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議,如符合現(xiàn)場(chǎng)總線國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC 61158和IEC 62026中的某些總線標(biāo)準(zhǔn)。值得一提的是Modbus通信協(xié)議,該協(xié)議包括兩種傳輸模式(ASCII和RTU),它們?cè)赑LC的通信中得到了廣泛的使用,Modbus協(xié)議已經(jīng)成為事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。有的廠家對(duì)Modbus協(xié)議作了一些改動(dòng)。(3)PLC緊密結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)總線?，F(xiàn)場(chǎng)總線與PLC有著天然的聯(lián)系,因?yàn)楹芏喱F(xiàn)場(chǎng)總線都是PLC生產(chǎn)廠家開發(fā)出來(lái)的,如Rockwell的Control Net和Device Net,西門子的Profibus等,現(xiàn)在已經(jīng)有相當(dāng)多的PLC有現(xiàn)場(chǎng)總線通信功能。值得關(guān)注的是已進(jìn)入國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線,在PLC中使用得較多的現(xiàn)場(chǎng)總線有Profibus、DeviceNet和ASI(執(zhí)行器、傳感器接口)等。(4)通信程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化。實(shí)際中用得較多的是計(jì)算機(jī)與PLC之間的通信。有的通信協(xié)議只需要編寫計(jì)算機(jī)一側(cè)的通信程序,PLC接收和發(fā)送通信幀是自動(dòng)完成的。為了減少用戶編寫計(jì)算機(jī)通信程序的工作量,不少?gòu)S家設(shè)計(jì)了計(jì)算與PLC通信的接口軟件,如Prodave是西門子公司為解決計(jì)算機(jī)與PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)交換而設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù),使用VB、VC和Delphi等編程語(yǔ)言均可以用其中的函數(shù),計(jì)算機(jī)可以很方便地讀寫西門子PLC(S7200/300/400)的存儲(chǔ)區(qū)。西門子最近推出的EM241Modem模塊可用STEP 7Micro/WIN編程軟件中的調(diào)制解調(diào)器組態(tài)向?qū)?lái)設(shè)置程序中需要的參數(shù),完成設(shè)置后,向?qū)檫x擇的組態(tài)生成程序塊和數(shù)據(jù)塊。 PLC PC化個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)的價(jià)格便宜,有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、通信和人機(jī)交互的功能。過去個(gè)人計(jì)算機(jī)主要用作PLC的編程器、操作站或人/機(jī)接口終端,如果用于工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng),必須使用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。目前已有多家廠商推出了在PC機(jī)上運(yùn)行的可實(shí)現(xiàn)PLC功能的軟件包,如北京同拓公司等推出的eMbiz低成本開放式控制與自動(dòng)化方案套裝軟件,包含通用及嵌入式人機(jī)界面、符合IEC11313標(biāo)準(zhǔn)的軟邏輯控制及Internet功能。北京俄華通儀表技術(shù)有限公司的TRANCE MODE工控組態(tài)軟件的邏輯控制(即開關(guān)量控制)部分、研華公司基于PC的軟邏輯控制器ADAM5501/P31,均是按IEC11313標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的軟件PLC,后者可在PC上用梯形圖、順序功能圖和功能塊圖這3種IEC11313標(biāo)準(zhǔn)的圖形語(yǔ)言來(lái)編程。GEFanuc公司推出了一種外形上類似于筆記本電腦的個(gè)人計(jì)算機(jī),它用液晶顯示器(LCD)做人機(jī)界面,以Windows CE為操作系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)PLC的CPU模塊的功能,可與以太網(wǎng)和I/O模塊通信,可以在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用,這可能是今后高檔PLC的發(fā)展方向。計(jì)算機(jī)的以太網(wǎng)卡比PLC的以太網(wǎng)通信模塊便宜得多,計(jì)算機(jī)顯示器的顯示效果比一般的觸模屏要好得多,“軟PLC”的性能價(jià)格比傳統(tǒng)的“硬PLC”更高。在上述發(fā)展趨勢(shì)的推動(dòng)下，集過程自動(dòng)化和信息管理的集成化軟件也應(yīng)運(yùn)而生，軟件集成的功能也日益豐富和增強(qiáng)。Wonderware公司的套裝化軟件Factory Suite 2000就是滿足這種要求開發(fā)和集成的。它是從工廠底層，從操作員開始，以一個(gè)從下到上的層次結(jié)構(gòu)為生產(chǎn)制造管理系統(tǒng)提供信息，與ERP、MES、EAM等相結(jié)合的，從下到上的生產(chǎn)制造和管理信息系統(tǒng)MMI(Manufacturing Management Information system)，從而根本上改變了制造業(yè)用戶開發(fā)應(yīng)用程序傳統(tǒng)的觀念和方法。FactorySuite 2000包括如下的核心軟件: InTouch:過程圖形化軟件 InTrack:資源管理和WIP(Work in Process)跟蹤軟件 Industrial SQL Server:實(shí)時(shí)，關(guān)系型工廠數(shù)據(jù)庫(kù) InControl:基于PC機(jī)的過程控制軟件 InBatch:柔性批處理管理系統(tǒng)I/O Server和OPC程序庫(kù):具有750多個(gè)I/O驅(qū)動(dòng)程序和OPC客戶程序，連接各種PLC，DCS，RTS，現(xiàn)場(chǎng)總線，回路控制器，測(cè)量設(shè)備，條碼閱讀機(jī)等設(shè)備。SCADAlram:一個(gè)基于Windows的通信軟件，用來(lái)連接工業(yè)自動(dòng)化軟件，提供實(shí)時(shí)智能報(bào)警通知，數(shù)據(jù)采集，并可通過各種通信裝置遠(yuǎn)程控制。SCADAlram智能地將報(bào)警變信息成語(yǔ)音，通過揚(yáng)聲器，內(nèi)部通信系統(tǒng)，廣播和電話等等有線和無(wú)線通信方式傳送到指定的電話，還可以發(fā)送字母—數(shù)字文Email到指定的BP機(jī)或手機(jī)中，并由電話或手機(jī)進(jìn)行各種參數(shù)的遠(yuǎn)程設(shè)定和控制。其中，InControl就是基于Windows NT的實(shí)時(shí)控制軟件，可在任何一個(gè)支持Windows NT操作系統(tǒng)的硬件平臺(tái)上使用，包括:面板式工業(yè)工作站，SMP服務(wù)器和開放式工業(yè)計(jì)算機(jī)，用軟件實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過程自動(dòng)化控制器的功能。這充分說(shuō)明了，可以把開發(fā)生產(chǎn)過程自動(dòng)化控制功能的工具軟件和專用的控制器硬件分開，不需要把開發(fā)自動(dòng)化控制功能的工具軟件和硬件始終捆綁在一起，這就不僅給自動(dòng)化系統(tǒng)軟件開發(fā)商一個(gè)更大的發(fā)展空間，也給用戶選擇硬件的靈活性。InControl軟件和Wonderware公司工業(yè)自動(dòng)化套裝軟件FactorySuite 2000的其他軟件的有機(jī)結(jié)合，就可以實(shí)現(xiàn)在各種基于Windows NT操作系統(tǒng)的硬件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化和生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)功能的有機(jī)融合。在ISO的六層功能模型中，把從檢測(cè)、執(zhí)行、驅(qū)動(dòng)到公司(總廠)一級(jí)的控制和管理共分成六層功能。構(gòu)成這種多層功能結(jié)構(gòu)的出發(fā)點(diǎn)，是按工廠經(jīng)營(yíng)、生產(chǎn)管理、控制功能的劃分，而不是按控制和管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)來(lái)劃分的。只不過過去，特別是七十年代和八十年代初，由于當(dāng)初計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的限制，以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員理解的不充分，長(zhǎng)期以來(lái)，把工廠的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)按六層功能模型相對(duì)應(yīng)的分成六級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的多層次結(jié)構(gòu)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越暴露這種多層次計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集，管理，數(shù)據(jù)和知識(shí)的共享，硬軟件資源共享，數(shù)據(jù)通信，軟件開發(fā)等等中的各種弊端，特別是在設(shè)備控制，過程控制，生產(chǎn)控制之間。以至很早就有人提出管控一體化，或者控制系統(tǒng)就是管理系統(tǒng)的觀點(diǎn)。美國(guó)西屋過程控制的WDPF Ovation系統(tǒng)就是基于這種觀點(diǎn)開發(fā)的，可以預(yù)計(jì)今后更多的工業(yè)過程自動(dòng)化系統(tǒng)將會(huì)朝著這個(gè)方向發(fā)展?？傊删幊炭刂破魇且慌_(tái)計(jì)算機(jī)，它是專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的計(jì)算機(jī)。它具有豐富的輸入/輸出接口，并且具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力。但可編程控制器產(chǎn)品并不針對(duì)某一具體工業(yè)應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，其硬件需根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選用配置，其軟件需根據(jù)控制要求進(jìn)行設(shè)計(jì)編制。 PLC應(yīng)用了微處理器控制技術(shù)，應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境下，它具備了繼電器控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的優(yōu)越性能，因而在工控領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。 上世紀(jì)80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時(shí)期，年增長(zhǎng)率一直保持為30~40%。在這時(shí)期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，PLC逐漸進(jìn)入過程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的 DCS系統(tǒng)。 PLC具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制特別是順序控制中的地位，在可預(yù)見的將來(lái)，是無(wú)法取代的。答 謝 辭本文的工作是在導(dǎo)師胡盤峰老師的悉心指導(dǎo)下完成的。胡老師淵博的知識(shí)、豐富的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和工作作風(fēng)一直深深地影響著我。在我的整個(gè)大學(xué)期間，胡老師對(duì)我的學(xué)習(xí)、工作和生活都給予了極大的關(guān)心。所有這一切，都讓我對(duì)我的導(dǎo)師充滿了崇高的敬意和由衷的感謝。衷心感謝班主任導(dǎo)師施紅老師，感謝施老師一直以來(lái)對(duì)作者的關(guān)心和輔導(dǎo)。同時(shí) ，對(duì)在我的課題和論文完成過程中給予我?guī)椭膸熜謳煹軒熋脗円徊⒈硎靖兄x。特別感謝薛春陽(yáng)等學(xué)友在課題研究和論文寫作過程中給予作者的幫助，衷心祝愿他們學(xué)業(yè)有成，前程似景。數(shù)載寒窗，作者永不忘父母和家人對(duì)此作出的犧牲和奉獻(xiàn)！他們的關(guān)懷是對(duì)我最大支持和鞭策，謹(jǐn)以此文獻(xiàn)給他們！ 參考文獻(xiàn)：[1] 教科書：胡壽松主編 ，《自動(dòng)控制原理》[M]，科學(xué)出版社， 北京，2001年第4版，65132頁(yè)。 [2] 參考書：Katsuhiko Ogata 著，盧伯英、于海勛等譯 ，《現(xiàn)代控制工程》[M]，電子工業(yè)出版社，北京，2003年7月，第4版，102156頁(yè)。 [3] [M]，北京：中國(guó)水利水電出版社 2002年 ，137185頁(yè)。 [4] ：高等教育出版社，1994[5] ：機(jī)械工業(yè)出版社，1994[6] ：化學(xué)工業(yè)出版社，[7] ：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)?cè)u(píng)定表一、指導(dǎo)教師評(píng)分表（總分為70分）序 號(hào)考 核 項(xiàng) 目滿 分評(píng) 分1工作態(tài)度與紀(jì)律102調(diào)研論證103外文翻譯54設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告文字質(zhì)量105技術(shù)水平與實(shí)際能力156基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)與成果價(jià)值157思想與方法創(chuàng)新5合計(jì)70指導(dǎo)教師綜合評(píng)語(yǔ)： 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 二、答辯小組評(píng)分表（總分為30分）序 號(hào)考 核 項(xiàng) 目滿 分評(píng) 分1技術(shù)水平與實(shí)際能力52基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)與成果價(jià)值53設(shè)計(jì)思想與實(shí)驗(yàn)方法創(chuàng)新54設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告內(nèi)容的講述55回答問題的正確性10合計(jì)30答辯小組評(píng)價(jià)意見（建議等第）： 答辯小組組長(zhǎng)教師簽名： 年 月 日三、系答辯委員會(huì)審定表1． 審定意見2．審定成績(jī)（等第）_____ ___ 系主任簽字： 年 月 日論P(yáng)LC在自動(dòng)控制領(lǐng)域中的應(yīng)用 機(jī)電工程系機(jī)電一體化專業(yè)075班 臧寶亮 Page 28 of 28