【正文】 成較大的系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)較多點(diǎn)數(shù)的控制。 模塊式的 PLC 是按功能分成若干模塊，如 CPU 模塊、輸入模塊、輸出模塊、電源模塊等等。大型機(jī)的模塊功能更單一一些，因而模塊的種類 也相對(duì)多些。這也可說(shuō)是趨勢(shì)。目前一些中型機(jī)，其模塊的功能也趨于單一，種類也在增鄉(xiāng)。如同樣 OMRON公司 C20 系列 PLC， H 機(jī)的 CPU 單元就含有電源，而 Ha 機(jī)則把電源分出，有單獨(dú)的電源模塊。 模塊功能更單一、品種更多，可便于系統(tǒng)配置，使 PLC 更能物盡其用，達(dá)到更高的使用效益。 由模塊聯(lián)結(jié)成系統(tǒng)有三種方法： 1 無(wú)底板，靠模塊間接口直接相聯(lián)，然后再固定到相應(yīng)導(dǎo)軌上。德維森公司的 V80系列 PLC 就是這種結(jié)構(gòu)，比較緊湊。 2 有底板，所有模塊都固定在底板上。如德維森公司的 PPC1 PPC22 和 PPC31 系列 PLC， OMRON 公司的 C200Ha 機(jī)， CV2022 等中、大型機(jī)就是這種結(jié)構(gòu)。它比較牢固，但底板的槽數(shù)是固定的，如 10 槽等等。槽數(shù)與實(shí)際的模塊數(shù)不一定相等，配置時(shí)難免有空槽。這既浪費(fèi)，又多占空間，還得占空單元把多余的槽作填補(bǔ)。 3 用機(jī)架代替底板，所有模塊都固定在機(jī)架上。這種結(jié)構(gòu)比底板式的復(fù)雜，但更牢靠。一些特大型的 PLC 用的多為這種結(jié)構(gòu)。 （三） 按生產(chǎn)廠家分 目前生產(chǎn) PLC 的廠家較多。但能配套生產(chǎn)，大、中、小、微型均能生產(chǎn)的不算太多。較有影響的，在中國(guó)市場(chǎng)占有較大份額的公司有： 德國(guó)西 門(mén)子公司：它有 S5 系列的產(chǎn)品。有 S5－ 95U、 100U、 115U、 135U 及 155U。吉林師范大學(xué)應(yīng)用工程學(xué)院畢業(yè)論文 第 13 頁(yè)共 62 頁(yè) 135U、 155U 為大型機(jī)，控制點(diǎn)數(shù)可達(dá) 6000 多點(diǎn)，模擬量可達(dá) 300 多路。最近還推出 S7 系列機(jī)，有 S7200（小型）、 S7300（中型）及 S7400 機(jī)（大型）。性能比 S5大有提高。 日本 OMRON 公司：它有 CPM1A 型機(jī)， P 型機(jī)， H 型機(jī)， CQM CVM、 CV 型機(jī)，Ha 型、 F 型機(jī)等，大、中、小、微均有，特別在中、小、微方面更具特長(zhǎng)，在中國(guó)及世界市場(chǎng)，都占有相當(dāng)?shù)姆蓊~。 日本三菱公司的 PLC 也是較早推到我國(guó)來(lái)的。 其小型機(jī) F1 前期在國(guó)內(nèi)用得很多，后又推出 FX2 機(jī)，性能有很大提高。它的中、大型機(jī)為 A 系列。 AIS、 AZC、 A3A 等。 日本日立公司也生產(chǎn) PLC，其 E 系列為箱體式的。基本箱體有 E E2 E－ E－ 64。其 I/O 點(diǎn)數(shù)分別為 12/ 16/1 24/16 及 40/24。另外，還有擴(kuò)展箱體，規(guī)格與主箱體相同其 EM 系列為模塊式的，可在 16～ 160 之間組合。 日本東芝公司也生產(chǎn) PLC，其 EX 小型機(jī)及 EX－ PLUS 小型機(jī)在國(guó)內(nèi)也用得很多。它的編程語(yǔ)言是梯形圖，其專用的編程器用梯形圖語(yǔ)言編程。另外，還有 EX100 系列模塊式 PLC，點(diǎn)數(shù)較多，也是用梯形圖語(yǔ)言編程。 日本松下公司也生產(chǎn) PLC。 FP1 系列為小型機(jī)，結(jié)構(gòu)也是箱體式的，尺寸緊湊。 FP3為模塊式的，控制規(guī)模也較大，工作速度也很快，執(zhí)行基本指令僅 0?l微秒。 日本富士公司也有 PLC。其 NB 系列為箱體式的，小型機(jī)。 NS 系列為模塊式。 美國(guó) GE 公司、日本 FANAC 合資的 GE－ FANAC 的 90－ 70 機(jī)也是很吸引人的。據(jù)介紹。它具有 25 個(gè)特點(diǎn)。諸如，用軟設(shè)定代硬設(shè)定，結(jié)構(gòu)化編程，多種編程語(yǔ)言，等等。它有 91 781／ 78 771／ 77 731／ 732 等 多種型號(hào)。另外，還有中型機(jī)90－ 30 系列，其型號(hào)有 34 33 32 321 多種；還有 90－ 20 系列小型機(jī)，型號(hào)為 211。 美國(guó)施奈德公司 (莫迪康 )的 984 機(jī)也是很有名的。其中 E984－ 785 可安 31 個(gè)遠(yuǎn)程站點(diǎn)，總控制規(guī)?？蛇_(dá) 63535 點(diǎn)。小的為緊湊型的，如 984120，控制點(diǎn)數(shù)為 256 點(diǎn)，在最大與最小之間，共 20 多個(gè)型號(hào)。最近又推出 Twido 系列 PLC，有 1 2 40 點(diǎn)幾種規(guī)格。 美國(guó) AB（ Alien－ Bradley）公司創(chuàng)建于 1903 年，在世界各地有 20 多個(gè)附屬機(jī)構(gòu)， 10多個(gè)生 產(chǎn)基地?？删幊炭刂破饕彩撬闹匾a(chǎn)品。它的 PLC－ 5 系列是很有名的，其下有 PLC－ 5/10， PLC－ 5/11， ……PLC － 5/250 多種型號(hào)。另外，它也有微型 PLC，有 ControLgix 系列和 SLC－ 500 系列。有三種配置， 30 及 40I/O 配置選擇， I/O點(diǎn)數(shù)分別為 12/ 18/12 及 24/16 三種。 美國(guó) IPM 公司的 IP1612 系列機(jī)，由于自帶模擬量控制功能，自帶通訊口，集成度又非常之高，雖點(diǎn)數(shù)不多，僅 16 入， 12 出，但性價(jià)比還是高的，很適合于系統(tǒng)不大，但又有模擬量需控制的場(chǎng)合。新出的 lP3416 機(jī)， I/O 點(diǎn)數(shù)擴(kuò)大到 34 入、 12 出，而且還自帶一個(gè)簡(jiǎn)易小編程器，性能又有改進(jìn)。 國(guó)內(nèi) PLC 廠家近年來(lái)發(fā)展較快，目前有幾家國(guó)產(chǎn) PLC 廠商則是齊頭并進(jìn)，但大多規(guī)模不大。比較有影響的有：深圳德維森、深圳艾默生、無(wú)錫光洋、無(wú)錫信捷、北京和利時(shí)、北京凱迪恩、北京安控、黃石科威、洛陽(yáng)易達(dá)、浙大中控、浙大中自、南京冠德、蘭州全志等。如，德維森公司自主研發(fā)生產(chǎn)了多種型號(hào)與規(guī)格的 PLC，有 V80、PPC1 PPC22 和 PPC31 等幾個(gè)系列，產(chǎn)品種類齊全，性能穩(wěn)定可靠，在性價(jià)比上有較大的優(yōu)勢(shì)。和利時(shí)公司的 FOPLC 系列 和自主研發(fā)的 G3 系列，憑借公司在工程領(lǐng)域的實(shí)力，已逐步向工控中多個(gè)領(lǐng)域邁進(jìn)。國(guó)產(chǎn) PLC 從技術(shù)方面來(lái)講，差距已逐步縮小，市場(chǎng)方面則要一點(diǎn)一點(diǎn)去爭(zhēng)，相信國(guó)產(chǎn) PLC 憑借其自身的技術(shù)實(shí)力和本地化的技術(shù)服務(wù)能力以一個(gè)合格的挑戰(zhàn)者身份與國(guó)際品牌同場(chǎng)競(jìng)技。 吉林師范大學(xué)應(yīng)用工程學(xué)院畢業(yè)論文 第 14 頁(yè)共 62 頁(yè) 此外，韓國(guó)和臺(tái)灣地區(qū)的一些公司目前在國(guó)內(nèi)也占據(jù)不可忽視的市場(chǎng)份額，比如韓國(guó)LS（ LG）公司的 K80S、 K120S、 K200S、 K300S 和 K1000S 系列 PLC，臺(tái)灣永宏的FBS 系列 PLC，臺(tái)達(dá)的 DVP 系列，盟立的 SC500 系列，豐煒的 VB 和 VH 系列和臺(tái)安的 TP02 系 列 PLC 等。 目前， PLC 在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。 （一） 開(kāi)關(guān)量的邏輯控制 這是 PLC 最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書(shū)機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。 （二） 模擬量控制 在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為 了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)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。 PLC 廠家都生產(chǎn)配套的 A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。 （三） 運(yùn)動(dòng)控制 PLC 可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來(lái)說(shuō)，早期直接用于開(kāi)關(guān)量 I/O 模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要 PLC 廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。 （四 ） 過(guò)程控制 過(guò)程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)， PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。 PID 調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型 PLC 都有 PID 模塊，目前許多小型 PLC 也具有此功能模塊。 PID 處理一般是運(yùn)行專用的 PID 子程序。過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。 （五） 數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代 PLC 具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)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。這些 數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無(wú)人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過(guò)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)。 （六） 通信及聯(lián)網(wǎng) PLC 通信含 PLC 間的通信及 PLC 與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各 PLC 廠商都十分重視 PLC 的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的 PLC 都具有通信接口，通信非常方便。 現(xiàn)代 PLC 的發(fā)展趨勢(shì) 世界上公認(rèn)的第一臺(tái) PLC 是 1969 年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（ DEC）研制的。限于當(dāng)時(shí)的元器件條件及計(jì)算機(jī)發(fā)展水平，早期的 PLC 主要由分立元件和中小規(guī)模集成電路組成，可以完成簡(jiǎn)單的邏輯控制及定時(shí)、計(jì)數(shù)功能。 20 世紀(jì) 70 年代初出現(xiàn)了微處理器。人們很快將其引入可編程控制器，使 PLC 增加了運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能，完成了真正具有計(jì)算機(jī)特征的工業(yè)控制裝置。為了方便熟悉繼電器、接觸器系統(tǒng)的工程技術(shù)人員使用，可編程控制器采用和繼電器電路圖類似的梯形圖作為主要編程語(yǔ)言，吉林師范大學(xué)應(yīng)用工程學(xué)院畢業(yè)論文 第 15 頁(yè)共 62 頁(yè) 并將參加運(yùn)算及處理的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)元件都以繼電器命名。此時(shí)的 PLC 為微機(jī)技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物。 20 世紀(jì) 70 年代中末期，可編程控制器進(jìn)入實(shí)用化發(fā)展階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。更高的運(yùn)算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計(jì)、模擬量運(yùn)算、 PID 功能及極高的性價(jià)比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。20 世紀(jì) 80 年代初，可編程控制器在先進(jìn)工業(yè)國(guó)家中已獲得廣泛應(yīng)用。這個(gè)時(shí)期可編程控制器發(fā)展的特點(diǎn)是大規(guī)模、高速度、高性能、產(chǎn)品系列化。這個(gè)階段的另一個(gè)特點(diǎn)是世界上生產(chǎn)可編程控制器的國(guó)家日益增多，產(chǎn)量日益上升。這標(biāo)志著可編程控制器已步入成 熟階段。 20 世紀(jì)末期，可編程控制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。從控制規(guī)模上來(lái)說(shuō)，這個(gè)時(shí)期發(fā)展了大型機(jī)和超小型機(jī)；從控制能力上來(lái)說(shuō)，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用于壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、位移等各式各樣的控制場(chǎng)合；從產(chǎn)品的配套能力來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)了各種人機(jī)界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易。目前，可編程控制器在機(jī)械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。 從剛一問(wèn)世至今， PLC 一直表現(xiàn)出強(qiáng)大的生命力和高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。近年來(lái)，有關(guān)媒體進(jìn)行過(guò) PLC 和 DCS（ Distributed Control System， 分布式控制系統(tǒng)）誰(shuí)更有生命力以及 PLC 是否會(huì)被 IPC（ Industrial PC，工業(yè) PC）、嵌入式控制器、 FCS（ Field bus Control System，現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)）等取代的討論。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC 和 DCS 都在不斷吸收對(duì)方的優(yōu)點(diǎn)，因此在部分高端 PLC 應(yīng)用領(lǐng)域 PLC 的功能與 DCS 的功能越來(lái)越接近。但是，筆者認(rèn)為， DCS 有 DCS 的傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域， PLC有 PLC 的傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域，二者在今后 5 年內(nèi)誰(shuí)也不會(huì)代替誰(shuí)，只是 互相吸收對(duì)方的優(yōu)點(diǎn)，在高端逐漸走向融合。至于經(jīng)過(guò)一段時(shí)間發(fā)展后， DCS 和高端 PLC 功能越來(lái)越接近，它們的名字叫什么都無(wú)關(guān)緊要，傳統(tǒng) DCS 廠商可能會(huì)叫它 DCS，傳統(tǒng) PLC廠商可能會(huì)叫它 PLC，也可能叫 FCS、 PAC（ Programmable Automation Controller，可編程自動(dòng)化控制器）或其它名字。無(wú)論是 PLC 還是 DCS，市場(chǎng)上的主流產(chǎn)品都采用了現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，盡管它們都不是嚴(yán)格意義上的 FCS，但人們也可在一定程度上認(rèn)為它們就是 FCS，其實(shí)有不少?gòu)S商就是這么做的。因?yàn)?FCS 與 DCS、 PLC 的關(guān)系不是本文討論的重點(diǎn)，在此不多敘述。 IPC 加軟件能實(shí)現(xiàn) PLC 的主要功能，在一些場(chǎng)合能代替 PLC 進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)所謂軟PLC 的功能。這是 IPC 可靠性得到較大程度提高，并充分利用 IPC 通用性時(shí) PLC 的一個(gè)發(fā)展分支，但筆者認(rèn)為它畢竟只是一分支，近期內(nèi)絕對(duì)不會(huì)成為 PLC 應(yīng)用的主流。通用 PLC 應(yīng)用于專用設(shè)備時(shí)可以認(rèn)為它就是一個(gè)嵌入式控制器，但 PLC 相對(duì)一般嵌入式控制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(lái)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(kāi)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(guò)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