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PLC的硬件發(fā)展

返回列表 來(lái)源:驍銳科技 瀏覽:- 發(fā)布日期:2017-11-24 15:09:47【
PLC的硬件發(fā)展
⑴可編程操控器的10項(xiàng)投標(biāo)目標(biāo)
1968年,美國(guó)通用轎車公司(GM)依據(jù)多種類、小批量、不斷翻新轎車品牌的戰(zhàn)略思想,以下降出產(chǎn)成本,縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期為想象,針對(duì)汽其時(shí)車出產(chǎn)線的自控體系現(xiàn)狀:工裝基本上由繼電器操控設(shè)備構(gòu)成。其時(shí)轎車的每一次改型都直接導(dǎo)致繼電器操控設(shè)備的從頭規(guī)劃和設(shè)備,因此繼電器操控設(shè)備就需要經(jīng)常地從頭規(guī)劃和設(shè)備,這不只費(fèi)時(shí)、費(fèi)工、費(fèi)料,乃至阻止了更新周期的縮短。為了改動(dòng)這一現(xiàn)狀,美國(guó)通用轎車公司在1969年公開投標(biāo),期望用新的操控設(shè)備來(lái)取代繼電器操控設(shè)備,并提出了以下10項(xiàng)投標(biāo)目標(biāo):
①在運(yùn)用者的工廠里,能以最短的中止服務(wù)時(shí)刻,敏捷、便利地對(duì)其操控的硬件和設(shè)備進(jìn)行編程及從頭進(jìn)行程序的規(guī)劃。
②一切的體系組件有必要能在工廠內(nèi)無(wú)特別支撐的設(shè)備、硬件及環(huán)境條件下進(jìn)行。
③體系的修理有必要簡(jiǎn)略易行。在體系中應(yīng)規(guī)劃有狀況指示器及刺進(jìn)式模塊,以便在在最短的泊車時(shí)刻內(nèi)使修理和毛病確診變得簡(jiǎn)略易行;
④設(shè)備的體積應(yīng)小于原繼電器操控柜的體積,它的能耗也應(yīng)較?。?/span>
⑤有必要能與中心數(shù)據(jù)收集處理體系進(jìn)行通訊,以便監(jiān)督體系的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況和運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。
⑥輸入開關(guān)量可所以已有的規(guī)范操控體系的按鈕和限位開關(guān)的溝通115V(注:美國(guó)電網(wǎng)電壓為115V,我們中國(guó)是AC220V);
⑦輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)都有必要能驅(qū)動(dòng)以溝通運(yùn)轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器和電磁閥線圈,每個(gè)輸出量將規(guī)劃為可開停和接連操作具有溝通115V,2A以下容量的電磁閥等負(fù)載設(shè)備。
⑧具有靈敏的擴(kuò)展才能。在擴(kuò)展時(shí),有必要能以最小的體系變化及最短的更換、中止時(shí)刻,使原有設(shè)備從體系的最小裝備擴(kuò)展到體系的最大裝備。
⑨在購(gòu)買和設(shè)備費(fèi)用上應(yīng)有與原有繼電器操控和固態(tài)邏輯操控體系的競(jìng)爭(zhēng)力,即有高的性價(jià)比。
⑩用戶存儲(chǔ)器容量至少在4KB1以上(依據(jù)其時(shí)轎車裝配廠的要求)
美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司(DEC)中標(biāo)后,在1969年,研制出第一臺(tái)PLC(PDP-14),使用于美國(guó)通用轎車主動(dòng)裝配線上試用,取得了成功。這以后,美國(guó)Modicon公司也推出了同名的084操控器。這種新式的工控設(shè)備,以其體積小、可變性好、可靠性高、運(yùn)用壽命長(zhǎng)、簡(jiǎn)略易懂、操作保護(hù)便利等一系列長(zhǎng)處,很快就在美國(guó)的許多職業(yè)里得到推行使用。到1971年,現(xiàn)已成功地使用于食物、飲料、冶金、造紙等職業(yè)。
這一新式的工控設(shè)備的呈現(xiàn),遭到世界上許多國(guó)家的高度重視。1971年,日本從美國(guó)引入了這項(xiàng)新技能,很快研制出了他們的第1臺(tái)PLC(DSC-8操控器)。1973年,西歐國(guó)家也研制出他們的第1臺(tái)PLC。我國(guó)從1974年始研制,到1977年開端使用于工控范疇。
⑵可編程操控器的開展
①草創(chuàng)階段,從第一臺(tái)可編程操控器面世到20世紀(jì)70年代中期。這個(gè)階段的PLC,一般稱為“可編程邏輯操控器”(Programmable Logic Controller)。這時(shí)的PLC基本上是(硬)繼電器操控設(shè)備的替代物,首要用于完結(jié)原先由繼電器完結(jié)的順序操控、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功用。它在硬件上以“準(zhǔn)計(jì)算機(jī)”的方式呈現(xiàn),在I/O接口電路上做了改進(jìn)以習(xí)慣工控現(xiàn)場(chǎng)要求。設(shè)備中的器材首要選用分立元件和中小規(guī)劃集成電路,并選用磁芯存儲(chǔ)器。別的,還采取了一些辦法,以進(jìn)步抗干擾才能。在軟件編程上,選用類似于電氣工程師所了解的繼電器操控線路的方法——梯形圖(Ladder)言語(yǔ)。因此,前期的PLC的功用要優(yōu)于繼電器操控設(shè)備,其長(zhǎng)處是簡(jiǎn)略易懂、便于設(shè)備、體積小、能耗低、有毛病顯現(xiàn)、能重復(fù)運(yùn)用等。其間PLC特有的編程言語(yǔ)——梯形圖言語(yǔ)一向沿用至今。這一階段的產(chǎn)品首要用于邏輯運(yùn)算、計(jì)數(shù)、計(jì)時(shí)操控。
②擴(kuò)展階段,從20世紀(jì)70年代中期到70年代晚期,微處理器的呈現(xiàn)使PLC發(fā)生了劇變。美國(guó)、日本、德國(guó)等一些廠家先后開端選用微處理器作為PLC的CPU(中心處理單元),這樣使PLC的功用大大增強(qiáng)。除了堅(jiān)持原有的邏緝運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等功用以外,還添加了算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、模擬量的運(yùn)算、網(wǎng)絡(luò)通訊、自確診等功用。
③通訊階段,從20世紀(jì)70年代末到20世紀(jì)80年代中期,因?yàn)槌笠?guī)劃集成電路技能的敏捷開展,微處理器價(jià)格大幅度跌落,使得各種類型的PLC所選用的微處理器的層次普遍進(jìn)步。前期的PLC一般選用8位的CPU,現(xiàn)在的PLC一般選用16位或32位的CPU。別的,為了進(jìn)一步進(jìn)步PLC的處理速度,各制造廠還紛繁研制開發(fā)出專用的邏輯處理芯片,這就使得PLC的軟、硬件功用有了劇變。這一階段的產(chǎn)品與計(jì)算機(jī)通訊體系的開展有關(guān),并形成了分布式網(wǎng)絡(luò)通訊體系,但因?yàn)楦髦圃鞆S商的各自為營(yíng),通訊體系也各自稱為獨(dú)立的體系,使各制造廠商的產(chǎn)品較難完結(jié)互通。
④敞開階段,從20世紀(jì)80年代中期到90年代中期。因?yàn)閲?guó)際規(guī)范化安排提出了敞開互連參閱模型,使可編程操控器在通訊體系的敞開取得較大開展,使各制造廠商產(chǎn)品可以互通,乃至大中型產(chǎn)品開端選用CRT屏幕顯現(xiàn)功用,而且選用規(guī)范化軟件體系,添加高檔編程言語(yǔ),并完結(jié)編程言語(yǔ)的規(guī)范化作業(yè)。
⑤規(guī)范和集成階段,從20世紀(jì)90年代中期開端。IEC發(fā)布了可編程操控器的規(guī)范草案,尤其是規(guī)范編程言語(yǔ)的公布,使可編程操控器取得飛躍開展。軟件模型的公布是該階段的重要標(biāo)志。選用規(guī)范編程言語(yǔ)的軟件使第三方的軟件移植變得便利。體系的集成化和扁平化是該階段的另一個(gè)特色,將各種軟件集成在一個(gè)軟件渠道,選用一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)等。
現(xiàn)在,世界上約有200家PLC出產(chǎn)廠商,其間,美國(guó)的Rockwell、GE,德國(guó)的西門子(Siemens),法國(guó)的施耐德(Schneider),日本的三菱、歐姆龍(Omron),他們掌控著全世界80%以上的PLC商場(chǎng)份額,他們的系列產(chǎn)品從只要幾十個(gè)點(diǎn)(I/O總點(diǎn)數(shù))的微型PLC到有上萬(wàn)個(gè)點(diǎn)的巨型PLC,包羅萬(wàn)象。
⑶我國(guó)可編程操控器的開展
我國(guó)從1974年始拷貝美國(guó)的第二代PLC產(chǎn)品,但因元器材質(zhì)量和技能問(wèn)題等原因,未能推行。輔導(dǎo)1977年,我國(guó)才研制出第一臺(tái)具有實(shí)用價(jià)值的可編程操控器,并開端批量出產(chǎn)和使用于工業(yè)過(guò)程操控。因?yàn)檫\(yùn)用單片一位處理器,因此使用規(guī)劃小,首要操控方法為開關(guān)量操控。跟著改革敞開,1982年開端后雨美國(guó)、德國(guó)、日本等廠商進(jìn)行合資或引入技能、出產(chǎn)流水線等,使PLC取得了較大開展。這一階段的首要特色是以產(chǎn)品的引入、技能的消化、使用的遍及為目標(biāo)。使用的產(chǎn)品以8位處理器為主,使用規(guī)劃在1000點(diǎn)以下。
通過(guò)多年的開展,國(guó)內(nèi)PLC出產(chǎn)廠家約有三十家,但沒(méi)有形成頗具規(guī)劃的出產(chǎn)才能,國(guó)內(nèi)PLC使用商場(chǎng)依然以國(guó)外產(chǎn)品為主,如:Siemens的S7-200小系列、S7-300中系列、S7-400大系列,三菱的FX小系列、Q中大系列,0mron的CPM小系列、C200H中大系列等。
值得一提的是,湖北黃石的科威自控公司(www.kwzk.com)的創(chuàng)新產(chǎn)品——“嵌入式PLC”。小體系用戶期望在數(shù)據(jù)處理上像DCS、可靠性上像PLC、價(jià)格上像單片機(jī)嵌入體系。嵌入式PLC正好滿意用戶的這些希望。嵌入式PLC是指“將支撐PLC(梯形圖)編程言語(yǔ)的內(nèi)核EasyCore以小板芯的方式”嵌入到特定的操控設(shè)備中,使該設(shè)備除了具有自身的專用功用之外,還具有PLC的基本功用;開發(fā)人員可以在該P(yáng)LC編程言語(yǔ)渠道上,垂手可得地規(guī)劃出通用型PLC、客戶型PLC、以及各種特型操控板。嵌入式PLC是科威公司立足原有的主動(dòng)化外表技能、現(xiàn)場(chǎng)總線技能和10多年的主動(dòng)化工程項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn),在華中科技大學(xué)、武漢理工大學(xué)的協(xié)作下,通過(guò)3年多的盡力攻關(guān),首創(chuàng)成功的。因?yàn)榍度胧絇LC的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)價(jià)值非常巨大,2005年被列為國(guó)家攻關(guān)方案。迄今為止,科威公司的嵌入式PLC產(chǎn)品——通用型PLC、(依照客戶要求定制的)客戶型PLC、特型操控板,已在紡織機(jī)械、工業(yè)窯爐、塑料機(jī)械、印刷包裝機(jī)械、食物機(jī)械、數(shù)控機(jī)床、恒壓供水設(shè)備、環(huán)保設(shè)備等職業(yè)中成功使用,而且在窯爐主動(dòng)化體系的使用中占有顯著的技能優(yōu)勢(shì)。
長(zhǎng)期以來(lái),PLC始終是工業(yè)主動(dòng)化的主角,它與是SCADA(監(jiān)控和數(shù)據(jù)收集)、DCS(集散操控體系)及IPC(工控機(jī))、FCS(現(xiàn)場(chǎng)總線操控體系)等彼此集成,相互影響。一起也承受著來(lái)自其它技能產(chǎn)品的沖擊。

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