【正文】 計算機技術(shù)(IPC)和現(xiàn)場總線技術(shù)(FCS)發(fā)展迅速，擠占了一部分PLC市場，PLC增長速度出現(xiàn)漸緩的趨勢，但其在工業(yè)自動化控制特別是順序控制中的地位，在可預見的將來，是無法取代的?！? 典型的PLC產(chǎn)品國外施耐德公司， Quantum、Premium、Momentum等；羅克韋爾(AB公司)，SLC、MicroLogix、Control Logix等；西門子公司， SIMATIC S7400/300/200系列；GE公司，日本歐姆龍、三菱、富士、松下等。 PLC在我國的應用雖然我國在PLC生產(chǎn)方面非常弱，但在PLC應用方面，我國是很活躍的，近年來每年約新投入10萬臺套PLC產(chǎn)品，年銷售額30億人民幣，應用的行業(yè)也很廣。在我國應用的PLC，幾乎涵蓋了世界所有的品牌，呈現(xiàn)八國聯(lián)軍的態(tài)勢，但從行業(yè)上分，有各自的勢力范圍。歐美PLC在網(wǎng)絡和軟件方面具有優(yōu)勢，而日本PLC在靈活性和價位方面占優(yōu)勢。其中，大部分PLC是通過分銷商和系統(tǒng)集成商達到最終用戶的。網(wǎng)絡通訊能力大大加強PLC廠家在原來CPU模板上提供物理層RS232/422/485接口的基礎(chǔ)上，逐漸增加了各種通訊接口，而且提供完整的通訊網(wǎng)絡。如羅克韋爾A－B公司主推的三層網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)體系，即EtherNet、ControlNet、DeviceNet，西門子公司在ProfibusDP及ProfibusFMS網(wǎng)絡等。開放是發(fā)展的趨勢，這已被各廠商所認識，形成了長時期妥協(xié)與競爭的過程，并且這一過程還在繼續(xù)。標準推出后，各廠商紛紛將自己的產(chǎn)品適應這些標準，或者開發(fā)與之相應的新產(chǎn)品。這是以數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)的可編程序邏輯控制裝置在高層次上走向開放性的標準化文件。3)OPC基金會推出了OPC(OLE for Process Control)標準，這進一步增強了軟硬件的互操作性，通過OPC一致性測試的產(chǎn)品，可以實現(xiàn)方便的和無縫隙數(shù)據(jù)交換。OPC與現(xiàn)場總線技術(shù)的結(jié)合，是未來控制系統(tǒng)向FCS技術(shù)發(fā)展的趨勢。PLC的網(wǎng)絡能力、模擬量處理能力、運算速度、內(nèi)存、復雜運算能力均大大增強，不再局限于邏輯控制的應用，而越來越應用于過程控制方面，有人統(tǒng)計，除石化過程等個別領(lǐng)域，PLC均有成功能應用，PLC在相當多的應用取代了昂貴的DCS，從而使原來PLC(順序控制)＋DCS(過程控制)的模式變成PLC＋IPC模式。以太網(wǎng)應用非常廣泛，與工業(yè)網(wǎng)絡相比，其成本非常低，為此，人們致力于將以太網(wǎng)引進控制領(lǐng)域。以太網(wǎng)能否順利進入工控領(lǐng)域，還存在爭論。高可靠性是電氣控制設備的關(guān)鍵性能。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無故障時間高達30萬小時。從PLC的機外電路來說，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。在應用軟件中，應用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設備也獲得故障自診斷保護。目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類:開關(guān)量的邏輯控制：這是PLC最基本、最廣泛的應用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設備的控制，也可用于多機群控及自動化流水線。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實現(xiàn)模擬量（Analog）和數(shù)字量（Digital）之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換。從控制機構(gòu)配置來說，早期直接用于開關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運動控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運動控制功能，廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合。作為工業(yè)控制計算機，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應用；數(shù)據(jù)處理：現(xiàn)代PLC具有數(shù)學運算（含矩陣運算、函數(shù)運算、邏輯運算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。數(shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)；通信及聯(lián)網(wǎng)：PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設備間的通信。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口，通信非常方便。 濕度 為了保證PLC的絕緣性能，空氣的相對濕度應小于85%(無凝露)。當使用環(huán)境不可避免震動時，必須采取減震措施，如采用減震膠等。對于空氣中有較多粉塵或腐蝕性氣體的環(huán)境，可將PLC安裝在封閉性較好的控制室或控制柜中，并安裝空氣凈化裝置。10%)V的交流電，對于電源線來的干擾，PLC本身具有足夠的抵制能力。還可以在電源輸入端串接LC濾波電路。當輸入端使用外接直流電源時，應選用直流穩(wěn)壓電源。 PLC應遠離強干擾源如電焊機、大功率硅整流裝置和大型動力設備，不能與高壓電器安裝在同一個開關(guān)柜內(nèi)。模擬量信號的傳送應采用屏蔽線，屏蔽層應一端或兩端接地，接地電阻應小于屏蔽層電阻的1/10。 第四章 PLC實際應用舉例PLC在自動化控制領(lǐng)域占據(jù)著非常重要的地位，下面我們用幾個常用的電路來舉例，更好的了解PLC。接于輸出繼電器外圍相應接觸器則帶動電動機運行。熱保護則由外部的FR驅(qū)動，使串接于第一和第二梯級中的常閉接點X003斷開使電動機停轉(zhuǎn)。這里特別要強調(diào)的是：由于PLC運行速度極快，在正反轉(zhuǎn)控制狀態(tài)下若沒有必要的外圍聯(lián)鎖，將會造成短路。這一點一定要記住。 復合聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)能耗制動使用PLC控制本圖為正反轉(zhuǎn)能耗制動控制改為用PLC控制，其工作原理是：當按接于外部的正轉(zhuǎn)按鈕SB1驅(qū)動第一梯級X000常開接點閉合(而第二梯級中的X000常閉接點則同時斷開，切斷可能運行中的反轉(zhuǎn)功能，起了互鎖作用)，通過串接于其后的X00X00Y00Y002各接點的常閉，接通了Y000輸出繼電器線圈使其閉合，由于Y000線圈的閉合，導至第一梯級的并接于母線側(cè)的Y000常開接點閉合，形成了Y000的自保(同時串接于第二梯級的，Y000常閉接點斷開，保證了在正轉(zhuǎn)的情況下不允許反轉(zhuǎn)，起了互鎖的作用)。第二梯級的工作則與第一梯級相似：即按外部反轉(zhuǎn)按鈕SB2，驅(qū)動第二梯級X001常開接點閉合(而第一梯級中的X001常閉接點則同時斷開，切斷可能運行中的正轉(zhuǎn)功能，起了互鎖作用)，通過串接于其后的X00X000、Y000、Y002各接點的常閉，接通了Y001輸出繼電器線圈使其閉合，由于Y001線圈的閉合，導至第二梯級的并接于母線側(cè)的Y001常開接點閉合形成了自保(同時串接于第一梯級的Y001常閉接點斷開，保證了在反轉(zhuǎn)的情況下不允許正轉(zhuǎn)，起了互鎖的作用)。若要停止，則按外部按鈕SB3驅(qū)動了第三梯級的X002常開接點的閉合(同時第一梯級和第二梯級的X002常閉接點斷開，切斷了正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的工作。上述的定時器與Y002是同時閉合，定時器在閉合的瞬間即開始計時，本定時器計時時間為4S(計算方法：T0的單位時間為100ms，而K值設定為40則：10040＝4000ms 1S＝1000ms)，4S時間一到，串接于第三梯級的常閉接點T0斷開，運行則停止。同理這線路由于是正反轉(zhuǎn)線路，在其外部應考慮進行必要的接觸器輔助接點的聯(lián)鎖。本梯形圖的工作原理：當外接啟動按鈕SB2按下，驅(qū)動第一梯級X000的常開接點閉合，通過串接其后的X00TT0、Y002的常閉接點，接通輸出繼電器，由于Y000線圈的閉合，促使第一梯級第一支路中的并聯(lián)常開觸點閉合形成Y000線圈自保，至使Y000驅(qū)動的接觸器KM3閉合將電動機繞組接成星形。由于Y001線圈的閉合使與本支路相并的母線一側(cè)Y001閉合形成了Y001線圈自保。在Y001閉合的同時定時器T0也已開始計時，4S后定時器T0常閉接點，在第一梯級中切斷了輸出繼電器Y000線圈，解除了星接。由于Y002的接通，并接于左母線一側(cè)的Y002閉合，使Y002線圈形成自保。第一梯級中與第三梯級中所串接的Y002和Y001常閉接點實質(zhì)是星與角的互鎖。而在第四梯級X001接的是常開觸點，其一旦閉合，通過串接其后的定時器常閉接點，接通了輸出繼電器Y003線圈和定時器T1線圈，由于Y003線圈的閉合，其并接于第一梯級第二支路中的Y003常開接點接通了Y000線圈，驅(qū)動KM3閉合，使電動機的處于星接狀態(tài)，以提供直流通道。定時器線圈T1是與線圈Y003同時獲電，并開始計時，計時時間一到，串接于第一梯級與第四梯級的常閉接點斷開，使電動機完成了停車與制動的過程。另本梯形圖沒設置熱保護。長期以來PLC始終處于工業(yè)自動化控制領(lǐng)域的主戰(zhàn)場，為各種各樣的自動化控制設備提供了非?？煽康目刂茟?。在企業(yè)方面，國內(nèi)企業(yè)經(jīng)過多年的努力，工業(yè)過程控制經(jīng)過繼電器控制，PLC控制、集中監(jiān)控，到現(xiàn)在的工業(yè)現(xiàn)場總線控制技術(shù)和管控一體化控制系統(tǒng)，為國內(nèi)企業(yè)自動化、信息化打下了良好的基礎(chǔ)。為了滿足企業(yè)提出的提質(zhì)降耗、精細加工、小批多品、開發(fā)新品、管理控制結(jié)合的新需求，企業(yè)自動控制技術(shù)的發(fā)展趨勢向著網(wǎng)絡化、智能化、數(shù)字化發(fā)展，并且向?qū)崟r在線質(zhì)量檢測、實時數(shù)據(jù)自動采集、設計調(diào)試手段和工具、故障自診斷技術(shù)、數(shù)據(jù)自動管理等一系列先進技術(shù)發(fā)展。由于PLC系統(tǒng)最小模件單元的價格也只不過100美元，甚至更低，即使這些模件出現(xiàn)故障，工業(yè)用戶從心理上已經(jīng)感覺不到是否還值得重新修理。 相反，我們不要被低價格所愚弄。具有14個通道的I/O和4個PID控制回路的PLC系統(tǒng)，其價格才99美元，這種產(chǎn)品非常適合小系統(tǒng)控制應用的需要。PLC供應商需要充分考慮的問題是他們不僅僅要供應硬件產(chǎn)品，還必須采取相應的措施為工業(yè)用戶解決工程師可用的組態(tài)工具、故障診斷技術(shù)、網(wǎng)絡通信能力以及除基本自動化硬件以外的附加軟件包的適用性能。該控制器能夠與1769系列CompactI/O模件，不超過256個本地I/O測點，另外還為用戶提供了256kb存儲內(nèi)存。 。它具有兩種可組態(tài)并獨立于CW/CCW的脈沖順序輸出或者步序，直接脈沖輸出頻率可以達到7kHz。 Siemens公司為其SIMATICS7200系列產(chǎn)品推出了采用一種新類型CPU的微型PLC系統(tǒng)。 來自于GEFanuc自動化公司的一種新產(chǎn)品是VersaMaxCPUE05CPU模件。新增加的功能包括一個10BaseT連接、全雙工通信接口，通過利用切換開關(guān)以便消除數(shù)據(jù)碰撞現(xiàn)象，并同步進行發(fā)送和接收數(shù)據(jù)信息；它還提供了64kb用戶可配置存儲器，采用RS232和RS485接口進行通信連接；具備本地操作員界面；以及可選擇與Ethernet、DeviceNet和Profibus現(xiàn)場總線連接。程序通過USB接口進行傳輸。 CTC公司為工業(yè)用戶提供了一套2601自動化成套工具，該工具包括增強型2601控制器和基于Windows平臺的QuickstepSE程序開發(fā)工具軟件包，QuickstepSE是該公司用于2601控制器具有專利的程序設計語言，尤其能夠滿足需要數(shù)字控制和串行通信的小型應用項目的應用要求。 一種新的來自于IDEC公司的產(chǎn)品是MicroSmartPLC，在該PLC的CPU模件上提供了16或者24通道的I/O。具有24通道I/O的CPU模件也能夠與總計不超過88通道的I/O模件一起工作。AC1011采用了單個控制器方式，其I/O允許不超過124通道輸入和124通道輸出；而AC1012則采用了雙控制器方式，其I/O通道數(shù)量是AC1011的兩倍。 來自于Bamp。RPP21/41高級操作面板進一步結(jié)合了CompactPLC和HMI面板系統(tǒng)，并應用于集成低價格機械控制和操作員界面。R自動化Basic語言進行編程設計工作。串行和CANbus接口也同樣被包含在其中。 前景二：駕御現(xiàn)場設備級控制 隨著通信技術(shù)的進一步發(fā)展，有可能利用通信系統(tǒng)將控制功能形成閉環(huán)過程控制，因為越來越多的控制計算機已經(jīng)嵌入了I/O系統(tǒng)。DeviceLogix還提供了簡單化獨立過程控制應用特點和性能，諸如單個應用條件、事件偵測、報警管理和布爾邏輯運算等，減輕了具有較多控制任務的控制系統(tǒng)主控制器，甚至是最低級過程控制設備的負擔。 Festo公司也已經(jīng)將PLC技術(shù)嵌入到其氣調(diào)節(jié)閥產(chǎn)品中。另外，它提供了與AB公司SLC500相同的技術(shù)特點，通過便攜和遠程等增加了數(shù)字量的模擬量I/O系列模件通道。 VMIC公司同樣也推出了增強型版本的DIN架裝式IOMaxPC控制器，即VIOMAX8450。 前景三：替代嵌入式控制器 據(jù)相關(guān)調(diào)查報告顯示，現(xiàn)在對于低端PLC市場的爭奪仍在繼續(xù)進行，這也進一步促進了PLC的發(fā)展。例如，微型PLC已經(jīng)開始替嵌入式控制器的工作內(nèi)容。這些行業(yè)之所以正在應用微型PLC，正是由于它具有卓越的靈活性、市場開發(fā)周期短、適應性強、競爭性的價格等一系列優(yōu)點所至。盡管嵌入式控制器具有很低的價格，但其中仍然包含了質(zhì)量控制、維修以及服務等方面的價格。同時，隨著PLC供應商的不斷努力，所推出的新一代PLC將能夠更加滿足各種工業(yè)自動化控制應用的需要。t agree with the disciplin