先进制造论文
Advanced Meaufacturing Technology
----论PLC的近况和发展前景
-----Viewing PLC’s Current Situation And Foreground
摘要
就全世界自动化市场的过去、现在和可以预见的未来而言，PLC仍然处于一种核心地位。在最近几个月出现在美国、欧洲和国内有关探讨PLC发展的论文中，这个结论是众口一词的，尽管对PLC的未来发展有着许多不同的意见。事实胜于雄辩：在全球经济不景气的时候，PLC的市场销售仍然坚挺；PC控制有了引人注目的进展，但毕竟只能对高端的PLC产品形成竞争；小型、超小型PLC的发展势头令人刮目相看；PLC和PC控制在今后可能相互融合，因此在美国有人提出了可编程序自动控制（Programmable Automatic Controller，PAC）的新名词。从另一个角度讲，虽然PLC的技术和应用都已经进入了成熟期，可是仍在不停地进步：硬件不断从微电子技术、微电脑技术汲取营养；软件尽可能利用现代软件技术和软件工程的成果，再紧密结合PLC本身的传统和需要；应用领域和手段也时有创新；维护自动化的问题又提上了议事日程。这些难道还不足以说明已有30多年历史的PLC还是那么生气勃勃！
这是一段2004年7月9日发表在中国自动化网上发表一篇文章，作者通过上述文字的阐述可编程控制器在测试和比较上的问题，作者认为虽然目前PLC技术的发展已经走向了成熟，但是随着工业自动化的发展，PLC技术还会有很大的提升空间。
关键字：PLC，近况，展望。
正文：
作为一个刚刚成立了不足60年的国家而言，虽然随着改革开放的不断深入，我国的GDP一年一年在不断增长，虽然我们的GDP总量全球排名前列，但是我们也不能被数据所蒙蔽，毕竟我们国家仍然是一个发展中国家，我们国家的生产力的发展水平相比发达国家存在巨大的差距，要真正成为一个发达即便是一个中等发达水平的国家，生产力的发展不容忽视，而选择一套合适的工业控制系统对我国的工业水平的发展将会起到举足轻重的作用，而PLC正是一个我们国家生产力发展的所需要的。
PLC即可编程控制器，是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。由于PLC是专为在工业环境下应用而设计的一种工业控制计算机，利用PLC控制步进电机实现数控系统点位控制功能是一种先进的制造技术，其软硬件的设计思路可应用于工矿企业的相关机床改造。
PLC有很多优点。第一，可靠性高，抗干扰能力强。由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的FX系列PLC平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。第二，配套齐全，功能完善，适用性强。PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。第三，易学易用，深受工程技术人员欢迎。PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。第四，系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造。PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很符合我国现在的尚停留在多品种、小批量的生产的国情。第五，体积小，重量轻，能耗低。以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。
目前，PLC在我国已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业。PLC主要代替继电器控制的开关量逻辑控制，也可以用于模拟量闭环过程控制、数据处理、通信联网和运动控制等。PLC由CPU模块、输入模块、输出模块、编程器与编程软件。与PC控制相比，PLC具有明显的优势。PLC对低端的应用具有极大的性能价格比优势；可靠性更是无可比拟，故障停机时间最少；PLC是专为工厂现场应用环境设计的，结构上采用整体密封或插件组合型，对印制板、电源、机架、插座的制造和安装，均采取了严密的措施；PLC使用了专门为工控设计的编程语言，且简单易学；与PC机发展太快相比，PLC产品可以长期供货，并提供长期技术支持；还具有庞大
的富有经验的设计人员、维护人员和技术支持系统。所以不管从现在还是将来，PLC必将对工业自动化的进程发挥重大作用。与继电器控制相比，PLC采用计算机技术，具有顺序控制、定时、技术、运动控制、数据处理、闭环控制和通信联网等功能，比继电器功能强大，可靠性高，故障低，并容易诊断和排除故障，控制方式也更为灵活，并可以进行实验室模拟调试，修改方便。
20世纪是科学技术迅猛发展的时代，牵引时代列车前进的火车头是计算机的广泛应用，进入21实际这个速度还会进一步加快。花样翻新的计算机产品让人们目不暇接，PLC作为工业控制手段的一个分支，在各人行业中得到越来越广泛地应用。世界上公认的第一台PLC是1969年美国数字设备公司（DEC）研制的。限于当时的元器件条件及计算机发展水平，早期的PLC主要由分立元件和中小规模集成电路组成，可以完成简单的逻辑控制及定时、计数功能。早期的PLC是针对工业中大量存在的继电器自动化系统升级换代的需要而设计出来的简单易学的低端计算机产品，它的使用以电气工程技术人员为主。
我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了PLC的应用。目前，我国自己已可以生产中小型可编程控制器。上海东屋电气有限公司生产的CF系列、杭州机床电器厂生产的DKK及D系列、大连组合机床研究所生产的S系列、苏州电子计算机厂生产的YZ系列等多种产品已具备了一定的规模并在工业产品中获得了应用。此外，无锡华光公司、上海乡岛公司等中外合资企业也是我国比较著名的PLC生产厂家。而且我相信随着我国现代化进程的不断深入，PLC在我国将有更广阔的应用天地。
21世纪，PLC在我国将会有更大的发展。从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现，这对我国现今仍比较落后的工业发展水平来说是十分有帮助的；从产品规模上看，PLC会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求，这可以解决我国的各部门生产缺乏同步性；从市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面，会出现国际通用的编程语言，这样就会便于我们国内的PLC技术工人更好的学习PLC编程，使我国PLC编程人员的培养更为方便；从网络的发展情况来看，可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向，对于我国的生产力发展什么分有帮助。目前的计算机集散控制系统DCS中已有大量的可编程控制器应用。伴随着计算机网络的发展，可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将对我国的工业乃至工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。
作为一个发展中国家，如何快速而有效发展自己本国的生产力是非常重要的，而PLC正是我们国家所需要的，通过PLC可大大提高生产效率，减少因为人工控制而造成的不必要的失误。我相信在PLC的帮助下，在先进制造业蓬勃发展的今天，我国将不仅成为制造业的大国，而是制造业的强国。
参考文献：
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6.http:///xxzzjs_show.asp?zid=126
