可编程控制器的未来

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可编程控制器的未来

   摘要：本文就PLC的发展方向访问了这个领域的专家，讨论现今的PLC技术状况，从科技和商业两方面来讨论这个问题。这篇文章也是PLC上的一个概要，同时将介绍最近的相关产品。
PLC已经在工业领域使用了很长一段时间，为各种应用提供极其可靠控制。一个关键的原因就是它能持续发展并适应现在的工业需要。在面对其他技术瓜分市场中，尤其是工业计算机的竞争，它需要增强更多的通讯功能，结构更开放，并降低成本。
什么才是这种技术的最终方向仍然是有待争议的问题。多数人认为PLC将进一步失掉他的市场分额。然而，一些人更向前迈了一步，甚至预测工业PC控制将取代PLC控制。另有一些人相信未来在特殊重负荷工业领域中，PLC仍将有一个市场需求。当然，也有一些人坚持认为各种控制技术将在形式和功能上继续进行混合，而在本质上不可能严格区分开来。
我们访问了这个领域的专家，讨论现今的PLC技术状况，从科技和商业两方面来讨论这个问题。这篇文章也是PLC上的一个概要，同时将介绍最近几个月的相关产品。
商业上的观点
让我们从PLC市场观察开始。一句话，他可以完成任何事，但不是很顺畅。PLC市场竞争激烈，硬件收入正一年年减少。但是使用这个技术，仍是有利可图的。
依据最近的ARC咨询机构发布的“直到2005年世界范围内的可编程控制器的市场分析和预测”，北美与PLC相关的收入，包括硬件，软件和服务，市场总量为13.9亿美元。“很多人认为PLC市场是不景气的，”ARC高级分析师Himanshu Shah认为，“然而，ARC研究表明，尽管硬件收入将衰退，但总的PLC市场仍然将保持增长。”
PLC可能成为日常消费品吗？
PLC价格的不断降低，尤其在低端市场价格降低的幅度很大。随着最小器件的出现，以至于价格只有100美元或更少，这些使得人们在损坏后不再去修复。而是直接扔掉旧的，换上新的。
但是不要被价格所蒙骗。在这些“众多”器件中电源是值得注意的。微指令，甚至一些纳米技术提供模拟I/O，PID，通讯端口，直到现场总线和公司各部门的连通性。Automation direct公司PLC和I/O产品经理，Paul Ruland，注意到，“一个99美元14个I/O点的PLC带有4个PID回路和两个串行端口，可以和一个69美元4通道模拟插卡相配是一个价格合适的选择，比继电器同一个单回路控制器连接要好地多。”
一些PLC供应商主张小的PLC依靠应用软件来维持，更大一点可以作为日用品，这种观点不是有远见的。Siemens能源与自动化产品市场经理Egon Hillermann宣称,“你会看到更多的硬件。”他解释，你不得不注意到工程工具的有效性，诊断，通讯能力和将有效性增加到基础的自动化硬件封装上。
SoftPLC的副会长，Cindy Hollenbeck，同时指出，“它更注重通讯和数据处理能力，使用他们能更顺畅地进行实际操作。I/O的连网是另一件值得注意的事情。”
对于PLC的供应商的回答，Mitsubishi电子自动化运动公司PLC及相关的软件市场主管，Trayton Jay，建议更多地关注一些具有特殊性能的产品。“不能仅仅是在速率上稍稍快一点。”他引证Rockwell作为一个更贴切的范例。他宣称Mitsubishi公司已经获得下一代平台，他实际开始于99年。Schneider自动化也正朝这个方向发展，其他的公司也正做同样的事情。
如果PLC真的是日用品，你就不会看到新的产品不断出现。这里有一些例子可以说明这一问题。
Rockwell最近在他的CompactLogix系列中增加了一款控制器。Allen-Bradley CompactLogix5330（如图1）可连同1769个紧凑的I/O工作，支持16个紧凑的I/O模块，并且支持多达256个本地I/O点，用户可利用的内存为256 Kbyte。CompactLogix使用同样的Logix控制工具，共同使用ControlLogix, FlexLogix 、SoftLogix和RSLogix 5000编程工具包。
Automationdirect公司推出几个KL05微型PLC。D0-05DD-D由一个DL05 CPU组成，他具有8个dc输入和6个dc输出，12/24V dc电源供给，6K字节内存，RLL/RLLPLUS编程和RS-23SC编程和通讯端口。6个dc输出，两个可配置为独立的CW/CCW脉冲列输出或单步和方向脉冲输出高达7kHz。D0-05DR-D也是同样的，除了它的6个输出是以继电器的方式。
Siemens使用一个新的CPU（可有8种选择），扩展它的SIMATIC S7-200微型PLC系列。新的CPU，S7-226，增加点对点接口（PP）/备选端口（串行ASCII），实现工业LAN或外围设备的接入，例如调制解调器，打印机，代码阅读机等等。
GE Fanuc自动化公司推出新的VersaMax CPUE05 CPU。它的特点是嵌入以太网通讯能力，更快的指令执行时间和更多的用户内存。增加了一个10 BaseT连接，全双工通讯，通过使用交换器去同时发送和接受数据，同时消除冲突，64K用户可配置内存，RS-232和RS-485端口，一个本地的I/O，并且可选择Genius, Ether net, DeviceNet和Profibus工业网络。
Mitsubishi电气自动化公司已经介绍新的Q系列PLC系统，使用基于视窗的软件编程，在很多情况中仅仅需要检查列表上的项目，使用不冗长代码开发通讯，网络，信号处理和其他功能。通过CPU上的一个USB端口录入程序。它所具有的特性支持互连网E-mail，调制解调器和10/100base以太网，可连接到DeviceNet, Profibus, CC Link和NET/10网络，每个CPU同时执行多达252个程序，并且外形更小。
Control Technology公司已经投放2601自动工具包，它包括增强模块化2601型控制器和Quickstep 适合Windows SE编程Devel opment工具包。Quickstep SE是CTC为2601的规定语言的专利版本，尤其对于要求数字控制和串行通讯小型应用非常有用。为2601所写的程序可随后转换运行在其它2000系列CTC控制器上。
IDEC公司新推出的是微型智能PLC，在CPU模块中可选择的有10、16或24个I/O。主要特性包括一个标准的电源供给电路，4个高速计数器，一个RS-232端口和一个模拟电位计。24点I/O CPU模块能通过使用辅助I/O模块增强功能，I/O点可多达88个。
从ifm efector公司推出的一对AS-I主控制器，包括一对PLC在IEC 1131-3中编程，通过AS-I和RS-485通讯。AC 1011有一个单控制器带有多达124个输入和124个输出，然而 AC 1012具有两个控制器和两倍的I/O数量。
很多PLC是同操作面板和其他HIM一起使用的，在一些情况中PLC功能是直接合并到HMI中的。这里有两个例子。
从B&R工业自动化公司推出的B&R PP21/41功率板，合并了紧凑型PLC和HMI面板系统，成为集成的低成本机械控制和操作者界面。它具有700-Kbyte SRAM和1.2-Mbyte闪存，并且使用标准的IEC 1131语言、ANSI C和B&R自动化Basic语言编程。
　EXOR已经通过嵌入一个PLC和I/O到一个集成的系统扩展它的UniOP系列HMI面板，命名为HMIcontrol。PLC模块兼容所有的UniOP产品，带有计算机固件4.23或更高的版本，并且使用相同的，基于视窗的设置软件包，该软件包对于所有的UniOP面板都适用。
过程控制
面对传统市场中的激烈竞争，PLC供应商快速向没有可编程控制器的重要应用领域或被少数公司垄断的领域转移。这包括过程控制和冗余和安全系统。
Siemens已经具有过程控制PLC，早在90年代初期就已经推出了SIMATIC PCS，又于1997年将PCS-7投放市场。至于和Siemens相关的，Egon Hiller mann宣称，在离散和过程控制之间几乎没有不同，因为在使用相同硬件和网络两方面基本相同，仅仅需要加上专业模块。“我们装载系统在软件中。”他说，随着闪存，包容性更强的软件包和更快速的处理器出现，PLC现在更多地进入过程处理应用领域。
任何PLC供应商试图去接纳DCS供应商在他们自己领域中都是不可靠的。取而代之的，他们将持续集中在批处理和离散控制上。一个好的例子是Schneider自动化公司，他已经推出了他的QPC（量子论过程控制），一个系统紧密瞄准这一领域。QPC着手于过程控制，使用一套连网的分布式PLC。它基于Quantum PLC和 Momentum I/O平台，并且可以在规模上进行扩展，从单个Quantum PLC到一个中心带有Quantum的分布式系统，并且分布式Quantums 或Momentum I/O系统，所有这些都使用以太网，互连网和TCP/IP技术连接在一起。
Rockwell打算增强Allen-Bradley调节Logix多学科控制器，增加一个冗余解决方案和一个流量测试模块。1756-CFM可配置流量计模块支持两通道频率输入，频率范围为0-120KHz，可以从涡轮或大流量流量计接受输入。使用功能板图表编辑器和RSLogix 5000的过程控制指令6.0版本进行编程。控制Logix平台也同RSView HMI进行集成。ActiveX面板显示同过程控制指令在ControlLogix中去提供显示在RSView上，为过程控制应用。RS批处理也提供一个集成的S88批处理能力。
Toshiba公司投放V系列集成控制器，它合并PLC，DCS和工业PC控制的特性。其特点包括一个共有的工程设置工具支持这三种平台模块，另外一个公共的底板总线，适合顺序、回路和计算模块的任何合并的“精选和混合”，一个公共的使用全局变量、Windows NT 4.0的名称数据库，同时具有一个公共的基于以太网的LAN。编程是在IEC 1131中完成。Web连接提供远程工程事件的设置和故障修理。
对于更系统可靠性的需求日益增长。多数受经济状况所驱使，因为车间停工的代价很大，并且债务支出也日益上升。需要执行大量标准，尤其在欧洲。在某些方面，使用CE标准情况也相同。Deken 宣称，“我们知道他们已经很长一段时间，随后突然间，你会发现对你的产品具有CE标识是很重要的因素。现在，出台了IEC 61508，这仅仅是冰山一角，在随后的三或四年，将形成一个大的趋势。”
PLC已经安全停工系统方面使用了相当长一段时间。最知名的可能是Triconex和Pilz，其他的PLC供应商也正积极进入这一领域，不仅仅是PLC硬件供应商。Cindy Hollenbeck说，冗余系统需要SoftPLC。保密机械，在硬件选择方面非常谨慎，尤其在I/O构造方面。例如，她发现一些现场总线是适合的，而另外却不能使用。
其他几个知名的PLC公司正涉足安全和冗余领域。Rockwell已经介绍GuardPLC 1200和2000系列安全控制器去监控和调节一个全自动化系统的安全运行，并于现有的PLC相兼容。他们具有多余的CPU，并使用内部测试电路去检查I/O是否正常，而代替以往使用另外的I/O模块。该产品通过T躒产品周期服务鉴定，符合EC 61508，它也被使用支持安全等级达到三级的应用。
Rockwell对于它的的ControlLogix平台增加一个冗余选择。新的软件为1757-SRM系统冗余模块和适当选择，使用RSLogix 5000编程软件时，这使得使用标准组件将一个冗余系统放置在一起成为可能，这些组件包括电源供给，底板和ControlNet网桥。
Schneider自动化公司已经介绍一个Quantum热备用选择为临界应用。它连接目前的处理器，信息被返回，向前去验证连接和处理器正常是否工作，同时完成Quantum远程I/O处理器之间的信息传递。该热备用处理器控制Modbus TCP/IP, Modbus Plus和Modbus通讯端口的地址，因此控制传输对于客户计算机通讯是透明的。
Triconex公司发布一些新的供货信息。为更小的应用（多达450个点）推出一个模块化冗余控制器的新版本，主要特性包括一个模拟输出模块，一个脉冲输入模块和增强的通讯模块，另外增加现有的模拟输入，数字输入/输出，固态继电器输出模块。另外，它完全依从新的OPC，并通过T躒鉴定适合SIL 3需求，同DIN AK 6级一样。介绍它的TRICON 2003 PLC，特有一个是以往版本两倍的运算处理器。同时，如同新的Trident，TRICON 2003也依从OPC协议。
最近，Pilz推出PNOZplus ，它可同多达9个输入扩展单元工作，每一个都带有两个输入，可接入一个文本显示器，并可组网，包括h CANopen, DeviceNet和PLC网络。它适应EN 954-1, category 4规范。硬件能力包括单通道连接到category 2，对于category 4的双通道控制或适应EN 201和EN 422的三通道控制。
Mitsubishi也有有效的冗余装置，他的A4AR PLC系统已经推出了好几年。
Siemens能源与自动化运动公司也积极参与这一领域的开发，9月推出它的SIMATIC S7-400F，一个高端S7-400 PLC的全安全版，它在SIL 3安全要求下运行，通过IEC 61508认证。在一个临界事件中，该控制器进入一个用户定义的安全状态为一个有序的停止，同时提供诊断数据。系统在SIMATIC STEP 7普通开发环境完成编程，使用一个带有与安全相关的功能程序块库。
GE Fanuc公司去年推出它的Max-ONTM热备用冗余软件，该软件同一对的标准90-30系列PLC使用，这个PLC可以互相通讯，并通过一个LAN实现远程I/O。该软件由plug-and-play子程序组成，这些子程序包括变量的同步，冗余I/O总线控制，程序等价测试，主机CPU的选择和高级诊断。

kunt

好文，顶一下～～