【正文】 指令表、功能塊圖和順序功能圖程序,并可以實現(xiàn)不同編程語言的相互轉(zhuǎn)換。程序可以下載、存盤和打印,通過網(wǎng)絡(luò)或電話線,還可以實現(xiàn)遠程編程?，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,方便了英語水平較差的國內(nèi)用戶。(3)編程語言標準化:PLC的編程語言標準IEC611311已公布了多年,歐美的PLC廠家的編程語言基本上符合IEC標準。某些“軟PLC”(即在PC上運行的可實現(xiàn)PLC功能的軟件包)幾乎都是按IEC標準設(shè)計的。隨著時間的推移,IEC標準會得到越來越廣的使用。(4)簡化編程過程: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,只需要輸入要求的數(shù)據(jù)或確定選項,編程軟件就可以自動地生成用戶程序。(5)編程軟件具備仿真功能:有的PLC生產(chǎn)廠家提供了在計算機上運行,可以用來代替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。隨著計算機網(wǎng)絡(luò)通信在控制系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用,通信功能受到越來越高的重視,因此小型PLC的通信功能在不斷擴展和增強。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遠程I/O鏈接系統(tǒng)主站模塊可組成遠程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、計算機鏈接和I/O鏈接。計算機鏈接協(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,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實現(xiàn)的,用戶只需要作一些簡單的設(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了很大的困難?，F(xiàn)在的發(fā)展趨勢是盡可能地采用符合國際標準的通信協(xié)議,如符合現(xiàn)場總線國際標準IEC 61158和IEC 62026中的某些總線標準。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),它們在PLC的通信中得到了廣泛的使用,Modbus協(xié)議已經(jīng)成為事實上的標準。有的廠家對Modbus協(xié)議作了一些改動。(3)PLC緊密結(jié)合現(xiàn)場總線?，F(xiàn)場總線與PLC有著天然的聯(lián)系,因為很多現(xiàn)場總線都是PLC生產(chǎn)廠家開發(fā)出來的,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)場總線通信功能。值得關(guān)注的是已進入國際標準的現(xiàn)場總線,在PLC中使用得較多的現(xiàn)場總線有Profibus、DeviceNet和ASI(執(zhí)行器、傳感器接口)等。(4)通信程序設(shè)計簡化。實際中用得較多的是計算機與PLC之間的通信。有的通信協(xié)議只需要編寫計算機一側(cè)的通信程序,PLC接收和發(fā)送通信幀是自動完成的。為了減少用戶編寫計算機通信程序的工作量,不少廠家設(shè)計了計算與PLC通信的接口軟件,如Prodave是西門子公司為解決計算機與PLC進行數(shù)據(jù)交換而設(shè)計的動態(tài)鏈接庫,使用VB、VC和Delphi等編程語言均可以用其中的函數(shù),計算機可以很方便地讀寫西門子PLC(S7200/300/400)的存儲區(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)碓O(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化個人計算機(PC)的價格便宜,有很強的數(shù)據(jù)運算、數(shù)據(jù)處理、通信和人機交互的功能。過去個人計算機主要用作PLC的編程器、操作站或人/機接口終端,如果用于工業(yè)控制現(xiàn)場,必須使用工業(yè)控制計算機。目前已有多家廠商推出了在PC機上運行的可實現(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化方案套裝軟件,包含通用及嵌入式人機界面、符合IEC11313標準的軟邏輯控制及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標準設(shè)計的軟件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標準的圖形語言來編程。GEFanuc公司推出了一種外形上類似于筆記本電腦的個人計算機,它用液晶顯示器(LCD)做人機界面,以Windows CE為操作系統(tǒng),可實現(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)場使用,這可能是今后高檔PLC的發(fā)展方向。計算機的以太網(wǎng)卡比PLC的以太網(wǎng)通信模塊便宜得多,計算機顯示器的顯示效果比一般的觸模屏要好得多,“軟PLC”的性能價格比傳統(tǒng)的“硬PLC”更高。在上述發(fā)展趨勢的推動下，集過程自動化和信息管理的集成化軟件也應(yīng)運而生，軟件集成的功能也日益豐富和增強。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:實時，關(guān)系型工廠數(shù)據(jù)庫 InControl:基于PC機的過程控制軟件 InBatch:柔性批處理管理系統(tǒng)I/O Server和OPC程序庫:具有750多個I/O驅(qū)動程序和OPC客戶程序，連接各種PLC，DCS，RTS，現(xiàn)場總線，回路控制器，測量設(shè)備，條碼閱讀機等設(shè)備。SCADAlram:一個基于Windows的通信軟件，用來連接工業(yè)自動化軟件，提供實時智能報警通知，數(shù)據(jù)采集，并可通過各種通信裝置遠程控制。SCADAlram智能地將報警變信息成語音，通過揚聲器，內(nèi)部通信系統(tǒng)，廣播和電話等等有線和無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機或手機中，并由電話或手機進行各種參數(shù)的遠程設(shè)定和控制。其中，InControl就是基于Windows NT的實時控制軟件，可在任何一個支持Windows NT操作系統(tǒng)的硬件平臺上使用，包括:面板式工業(yè)工作站，SMP服務(wù)器和開放式工業(yè)計算機，用軟件實現(xiàn)了生產(chǎn)過程自動化控制器的功能。這充分說明了，可以把開發(fā)生產(chǎn)過程自動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，這就不僅給自動化系統(tǒng)軟件開發(fā)商一個更大的發(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)自動化套裝軟件FactorySuite 2000的其他軟件的有機結(jié)合，就可以實現(xiàn)在各種基于Windows NT操作系統(tǒng)的硬件平臺上實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化和生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)功能的有機融合。在ISO的六層功能模型中，把從檢測、執(zhí)行、驅(qū)動到公司(總廠)一級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，是按工廠經(jīng)營、生產(chǎn)管理、控制功能的劃分，而不是按控制和管理計算機系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)來劃分的。只不過過去，特別是七十年代和八十年代初，由于當(dāng)初計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的限制，以及計算機系統(tǒng)設(shè)計人員理解的不充分，長期以來，把工廠的計算機系統(tǒng)按六層功能模型相對應(yīng)的分成六級計算機系統(tǒng)的多層次結(jié)構(gòu)。隨著計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，越來越暴露這種多層次計算機系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集，管理，數(shù)據(jù)和知識的共享，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。美國西屋過程控制的WDPF Ovation系統(tǒng)就是基于這種觀點開發(fā)的，可以預(yù)計今后更多的工業(yè)過程自動化系統(tǒng)將會朝著這個方向發(fā)展。總之，可編程控制器是一臺計算機，它是專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計制造的計算機。它具有豐富的輸入/輸出接口，并且具有較強的驅(qū)動能力。但可編程控制器產(chǎn)品并不針對某一具體工業(yè)應(yīng)用，在實際應(yīng)用時，其硬件需根據(jù)實際需要進行選用配置，其軟件需根據(jù)控制要求進行設(shè)計編制。 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)和計算機控制技術(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80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時期，年增長率一直保持為30~40%。在這時期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運算能力、人機接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，PLC逐漸進入過程控制領(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、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。PLC在工業(yè)自動化控制特別是順序控制中的地位，在可預(yù)見的將來，是無法取代的。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、豐富的實際經(jīng)驗、嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和工作作風(fēng)一直深深地影響著我。在我的整個大學(xué)期間，胡老師對我的學(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對作者的關(guān)心和輔導(dǎo)。同時 ，對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此作出的犧牲和奉獻！他們的關(guān)懷是對我最大支持和鞭策，謹以此文獻給他們！ 參考文獻：[1] 教科書：胡壽松主編 ，《自動控制原理》[M]，科學(xué)出版社， 北京，2001年第4版，65132頁。 [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。 [3] [M]，北京：中國水利水電出版社 2002年 ，137185頁。 [4] ：高等教育出版社，1994[5] ：機械工業(yè)出版社，1994[6] ：化學(xué)工業(yè)出版社，[7] ：畢業(yè)設(shè)計（論文）成績評定表一、指導(dǎo)教師評分表（總分為70分）序 號考 核 項 目滿 分評 分1工作態(tài)度與紀律102調(diào)研論證103外文翻譯54設(shè)計（論文）報告文字質(zhì)量105技術(shù)水平與實際能力156基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識與成果價值157思想與方法創(chuàng)新5合計70指導(dǎo)教師綜合評語： 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 二、答辯小組評分表（總分為30分）序 號考 核 項 目滿 分評 分1技術(shù)水平與實際能力52基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識與成果價值53設(shè)計思想與實驗方法創(chuàng)新54設(shè)計（論文）報告內(nèi)容的講述55回答問題的正確性10合計30答辯小組評價意見（建議等第）： 答辯小組組長教師簽名： 年 月 日三、系答辯委員會審定表1． 審定意見2．審定成績（等第）_____ ___ 系主任簽字： 年 月 日論PLC在自動控制領(lǐng)域中的應(yīng)用 機電工程系機電一體化專業(yè)075班 臧寶亮 Page 28 of 28