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PLC發(fā)展趨勢(shì)專題訪談

PLC發(fā)展趨勢(shì)專題訪談

2003/9/12 15:56:00
貝加萊工業(yè)自動(dòng)化(上海)有限公司 許強(qiáng)

PLC的控制技術(shù)也在不斷的發(fā)展和革新中?,F(xiàn)在PLC廠商都在力圖使自己的產(chǎn)品包含更多開放的標(biāo)準(zhǔn),例如OPC和XML;依靠技術(shù)壁壘獲得市場(chǎng)的方式已經(jīng)為各PLC廠商摒棄。
富士電機(jī)(上海)有限公司系統(tǒng)控制部 戶枝毅

在惡劣環(huán)境下的可靠性正是PLC存在的意義。工業(yè)用PC的耐環(huán)境水平無論是硬件還是軟件上都無法和PLC相比。
LG產(chǎn)電北京代表處 田哲昊

伴隨現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通訊網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展,PLC技術(shù)應(yīng)該迎頭趕上,針對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的PLC技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用,但是針對(duì)因特網(wǎng)、GSM/CDMA通訊網(wǎng)絡(luò),似乎PLC沒有跟上腳步。
羅克韋爾自動(dòng)化 acig北方區(qū)經(jīng)理 鐘銳華

我們并不認(rèn)為PC based控制和PLC是一個(gè)矛盾、并列的概念。因?yàn)閺挠布旧韥碚f,隨著電子技術(shù)的發(fā)展,許多功能強(qiáng)大的CPU,包括PC同類的芯片都可以作為新一代PLC控制器的核心處理器的選擇對(duì)象。


自60年代末第一臺(tái)PLC問世以來,已很快被應(yīng)用到機(jī)械制造、冶金、礦業(yè)、輕工等各個(gè)領(lǐng)域,大大推進(jìn)了機(jī)電一體化進(jìn)程,被人們稱為現(xiàn)代工業(yè)控制三大支柱之一。PLC的生命力(優(yōu)勢(shì))體現(xiàn)在哪里。

許強(qiáng):
首先由于歷史的原因,經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展和完善。PLC的編程概念和控制思想已為廣大的自動(dòng)化行業(yè)人員所熟悉,這是一個(gè)目前任何其他工業(yè)控制器都無法與之相提并論的巨大知識(shí)資源;其次,PLC系統(tǒng)硬件技術(shù)成熟,性能價(jià)格比較高,運(yùn)行穩(wěn)定可靠,開發(fā)過程也簡(jiǎn)單方便,運(yùn)行維護(hù)成本很低。所有這些特點(diǎn)造就了PLC的旺盛生命力。

戶枝毅:
用一句話來講就是可靠性。也就是說和一般家庭、辦公室相比,在惡劣的工業(yè)環(huán)境中,能夠24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行365天,且10年不停止的除了可編程序控制器――PLC以外別無他物。

田哲昊:
最初的工廠自動(dòng)化控制主要是以繼電器回路控制占據(jù)主導(dǎo)地位,電氣控制人員常常抱怨這種控制系統(tǒng)體積大、耗電多、壽命短、可靠性差以及運(yùn)行速度慢等缺點(diǎn),急需要一種新的控制裝置來取代,所以PLC的出現(xiàn)是順應(yīng)時(shí)代、趨勢(shì)的發(fā)展。它的出現(xiàn),在技術(shù)角度大大方便了電控設(shè)計(jì)人員,軟硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便,維護(hù)方便,在體積、可靠性、耗電量有很大程度的提高,從而帶動(dòng)成本的節(jié)約,而且可以通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸和監(jiān)控,一系列的優(yōu)點(diǎn)使PLC很快被接受并代替繼電器控制回路廣泛應(yīng)用于工廠自動(dòng)控制中。
伴隨時(shí)代發(fā)展,進(jìn)入21世紀(jì)嶄新工業(yè)控制領(lǐng)域,PLC仍然能夠引導(dǎo)自動(dòng)化行業(yè)的發(fā)展,主要是由于在最初其采用計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)思想和適應(yīng)各種現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用,隨著電子事業(yè)的飛速發(fā)展,PLC已經(jīng)可以在各個(gè)領(lǐng)域去適應(yīng)不同的客戶要求。這就是PLC的生命力,具有一個(gè)非常靈活的大腦,和可以隨時(shí)變化和更新的身體部件。

鐘銳華:
眾所周知,PLC是從取代工廠內(nèi)繼電器線路、進(jìn)行順序控制發(fā)展開來的工業(yè)控制產(chǎn)品。從誕生之日起,PLC在工業(yè)環(huán)境適應(yīng)性(包括現(xiàn)場(chǎng)安裝環(huán)境以及電磁干擾的防護(hù)性)、連續(xù)生產(chǎn)以及人機(jī)接口等方面都有充分的考慮,具有穩(wěn)定可靠、簡(jiǎn)單易用、操作維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn),這是它能持久占有市場(chǎng)的根本原因。

PLC技術(shù)發(fā)展的最終趨勢(shì)仍然是人們所爭(zhēng)論的焦點(diǎn)之一。有人認(rèn)為,隨著工業(yè)PC(基于PC的自動(dòng)化)的發(fā)展,PLC將會(huì)繼續(xù)失去市場(chǎng)份額甚至被完全取代;但也有一部分人相信,一些特殊工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域仍將為PLC提供一定的市場(chǎng)份額。您對(duì)這個(gè)問題有何看法。

許強(qiáng):
首先我們這里要再次闡述一下我們對(duì)于PLC的概念。在傳統(tǒng)意義上,PLC只是主要應(yīng)用在邏輯控制,順序控制及時(shí)序控制等相對(duì)比較簡(jiǎn)單的工業(yè)控制場(chǎng)合。在這個(gè)意義上,隨著當(dāng)今工業(yè)控制要求的日益復(fù)雜化和精確化,隨著PC等其他一些新的工業(yè)控制技術(shù)的發(fā)展,PLC確實(shí)將逐漸失去原有的一些市場(chǎng)份額。但是另一方面,當(dāng)今的工業(yè)控制市場(chǎng)上一些PLC生產(chǎn)商早在十年前就已經(jīng)開始利用IT業(yè)的一些最新的軟硬件成果不斷完善和擴(kuò)充PLC的功能,使現(xiàn)代意義上的PLC遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了“邏輯控制”的功能和概念。對(duì)于這些新型的PLCs已經(jīng)不能再簡(jiǎn)單的使用歷史意義上的“可編程邏輯控制器”來理解。而這些新型PLC的市場(chǎng)潛力是不可估量的。

戶枝毅:
在惡劣環(huán)境下的可靠性正是PLC存在的意義。工業(yè)用PC的耐環(huán)境水平無論是硬件還是軟件上都無法和PLC相比。以一般家庭、辦公室用途為前提開發(fā)的PC+OS,倘若用于工業(yè)用途而且力圖免維護(hù),就如同在未鋪好的路上行法拉力車一樣。
另一方面,在環(huán)境良好的控制室內(nèi)構(gòu)筑系統(tǒng),沒有必要使用工業(yè)電腦,只需要購買市售的可靠性高的PC,再加以合理的維護(hù)就已經(jīng)足夠了。
目前提倡使用工業(yè)PC的主要是一些耐環(huán)境技術(shù)水平較低的廠家。精明的用戶恐怕不會(huì)為其所動(dòng),而是繼續(xù)使用符合自己用途的PLC吧。

田哲昊:
工業(yè)PC也就是PC-based技術(shù)目前發(fā)展的非常迅速、尤其在CompactPCI技術(shù)的發(fā)展之后,工業(yè)PC技術(shù)達(dá)到一個(gè)嶄新的高度。而且在處理速度、可靠性已經(jīng)多功能處理、數(shù)據(jù)采集等都比較完善。但是并不能認(rèn)為PLC會(huì)受到它影響而逐漸被淘汰。
PLC并不是一個(gè)一成不變的產(chǎn)品,它是采用計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)思想而開發(fā)生產(chǎn)出來,經(jīng)過幾十年的發(fā)展,各個(gè)生產(chǎn)廠商在競(jìng)爭(zhēng)的同時(shí)不斷的完善、優(yōu)化,使其更貼近自動(dòng)化的發(fā)展,更適應(yīng)自動(dòng)化的現(xiàn)場(chǎng)要求。
就PLC與工業(yè)PC比較而言,PLC具備有體積小,編程簡(jiǎn)單實(shí)用,安裝配線方便靈活等各種優(yōu)點(diǎn),現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用更具有其優(yōu)越性,而同時(shí)也具有處理速度慢、擴(kuò)展不夠靈活,各個(gè)廠商語言不同等缺點(diǎn)。
目前看來,部分工業(yè)PC和PLC組合使用的用戶從成本考慮擯棄了PLC,似乎顯示了工業(yè)PC的優(yōu)勢(shì)。但是并不能說明PLC沒有自己的市場(chǎng),尤其在小型機(jī)械行業(yè)PLC在逐步代替單片機(jī)的趨勢(shì)看來,PLC市場(chǎng)依然是很廣闊的。

鐘銳華:
PLC的諸多特點(diǎn)決定了PLC目前依然是大多數(shù)工業(yè)客戶的首選控制方案。事實(shí)上,全球PLC市場(chǎng)也一直在持續(xù)穩(wěn)定地增長(zhǎng)。并且,用戶對(duì)于工業(yè)控制在實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性以及可靠性等方面的要求,決定了PLC結(jié)構(gòu)形式的、更容易使用的新型控制系統(tǒng)依然是市場(chǎng)發(fā)展的主流方向。
我們并不認(rèn)為PC based控制和PLC是一個(gè)矛盾、并列的概念。因?yàn)閺挠布旧韥碚f,隨著電子技術(shù)的發(fā)展,許多功能強(qiáng)大的CPU,包括PC同類的芯片都可以作為新一代PLC控制器的核心處理器的選擇對(duì)象。但是,高性能CPU必須配合穩(wěn)定可靠的實(shí)時(shí)控制引擎(實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)及工業(yè)控制內(nèi)核)才能構(gòu)成真正意義上的PLC工業(yè)控制器,才可能滿足工業(yè)用戶在實(shí)時(shí)性和可靠性等方面的嚴(yán)格要求。因此,不同PLC供應(yīng)商會(huì)根據(jù)芯片在可靠性、性價(jià)比等各方面的綜合指標(biāo),為其新型控制系統(tǒng)選擇相應(yīng)的“高性能CPU+實(shí)時(shí)控制引擎”的控制器,包括Windows CE、Linux、WindRiver或者PLC廠商自有的某種實(shí)時(shí)控制引擎等的PC based控制器。
嚴(yán)格意義上說,國內(nèi)常常提到的基于Windows NT/2000/XP操作系統(tǒng)的PC based控制系統(tǒng)只是某些供應(yīng)商所提供的某一類PC based控制系統(tǒng)。眾所周知,由于受到Windows NT/2000/XP平臺(tái)本身的影響(如實(shí)時(shí)任務(wù)處理、長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行、抗病毒和惡意攻擊等方面的限制),該類控制系統(tǒng)在工業(yè)應(yīng)用中還有很大的局限性。當(dāng)然,該類系統(tǒng)的存在也會(huì)促進(jìn)新一代PLC控制器在用戶友好和易于編程等方面的不斷提高。


PLC從問世到現(xiàn)在,已經(jīng)完全超越了最初的邏輯控制、順序控制的范圍,具備模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)模轉(zhuǎn)換、高速計(jì)數(shù)、速度控制、位置控制、軸定位控制、溫度控制、PID控制、遠(yuǎn)程通訊、高級(jí)語言編程等功能。您認(rèn)為,現(xiàn)代控制技術(shù)又將引導(dǎo)PLC向什么方向發(fā)展。

許強(qiáng):
實(shí)際上任何一個(gè)時(shí)代的工業(yè)控制產(chǎn)品必然將受制于當(dāng)時(shí)各相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展水平的影響。六十年代傳統(tǒng)PLC的發(fā)明就是因?yàn)樵诓捎昧水?dāng)時(shí)最新的軟硬件技術(shù)。隨著時(shí)代和技術(shù)的發(fā)展,PLC的控制技術(shù)也在不斷的發(fā)展和革新中?,F(xiàn)在PLC廠商都在力圖使自己的產(chǎn)品包含更多開放的標(biāo)準(zhǔn),例如OPC和XML;依靠技術(shù)壁壘獲得市場(chǎng)的方式已經(jīng)為各PLC廠商摒棄。
在通訊能力上,現(xiàn)場(chǎng)總線的出現(xiàn),使得一個(gè)個(gè)獨(dú)立的PLC系統(tǒng)不再是信息孤島。實(shí)時(shí)以太網(wǎng)技術(shù)也走進(jìn)了PLC廠商的視野,甚至在實(shí)時(shí)以太網(wǎng)產(chǎn)品中已經(jīng)能夠支持CANOpen等現(xiàn)場(chǎng)總線。實(shí)時(shí)以太網(wǎng)應(yīng)用的另一方面意義在于,控制層與管理層的界線不再那么截然分明。
隨著PLC運(yùn)算能力的不斷提高,PLC在數(shù)據(jù)交換方面的能力和需求也在不斷提高,另一方面,IT技術(shù)的飛速發(fā)展使得微型高速存儲(chǔ)設(shè)備的容量越來越大,價(jià)格越來越低,可靠性卻越來越有保障。越來越多的PLC控制系統(tǒng)已經(jīng)在使用64M、128M甚至更大容量的Flash存儲(chǔ)設(shè)備。

戶枝毅:
PLC的基本功能是正確地采集輸入信號(hào)、執(zhí)行正確的控制、輸出正確的處理結(jié)果。目前為止各廠家均以低價(jià)提供高可靠性的輸入輸出接口+控制(軟件)為目標(biāo)。相信今后還是會(huì)朝著這一方向發(fā)展;并進(jìn)一將外部硬件控制機(jī)器(如繼電器、接線、計(jì)數(shù)器、計(jì)時(shí)器、轉(zhuǎn)換器、定位控制器等)逐步引入到PLC的內(nèi)部控制功能中,完善成為PLC的軟件功能。
網(wǎng)絡(luò)功能也只是單純輸入輸出接口的一種,作為PLC的基本功能的性質(zhì)不會(huì)改變。模糊控制、獨(dú)立分散控制等的現(xiàn)代控制技術(shù)基本屬于軟件領(lǐng)域的功
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