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中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)專(zhuān)家咨詢(xún)工作委員會(huì)指定宣傳媒體
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話說(shuō)四十華誕的PLC

http://www.henanjusheng.com 2009-09-16 09:58 來(lái)源:《PLC&FA》

   不日,舉國(guó)上下將迎來(lái)共和國(guó)的六十華誕,那將是普天同慶的日子。我們將緬懷先賢,總結(jié)成就,展望未來(lái)。今年,亦適逢P(guān)LC問(wèn)世四十周年?!禤LC&FA》作為一本重點(diǎn)關(guān)注PLC發(fā)展的綜合性專(zhuān)業(yè)期刊,不可避免地回顧過(guò)去,細(xì)數(shù)PLC一路走來(lái)的點(diǎn)滴,見(jiàn)證PLC的過(guò)去、現(xiàn)在與未來(lái)。

PLC的時(shí)間簡(jiǎn)史

  1969年,世界上公認(rèn)的第一臺(tái)PLC在美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司(DEC)誕生。

  1987年,國(guó)際電工委員會(huì)(International Electrical Committee)頒布了PLC標(biāo)準(zhǔn)草案,對(duì)PLC做了準(zhǔn)確定義。

  20世紀(jì)70年代初。人們將微處理器引入PLC,使PLC增加了運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送及處理功能,完成了真正具有計(jì)算機(jī)特征的工業(yè)控制裝置。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,PLC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PLC中,使其功能發(fā)生飛躍。更高的運(yùn)算速度、超小的體積、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?xún)r(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,PLC在先進(jìn)工業(yè)國(guó)家中已得到廣泛應(yīng)用。這個(gè)時(shí)期PLC發(fā)展的特點(diǎn)是大規(guī)模、高速度、高性能、產(chǎn)品系列化。世界上生產(chǎn)PLC的國(guó)家日益增多,產(chǎn)量日益上升。PLC步入成熟階段。

  20世紀(jì)末期,PLC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PLC的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易。

PLC的中國(guó)現(xiàn)狀

  我國(guó)工業(yè)企業(yè)的自動(dòng)化程度普遍偏低,PLC產(chǎn)品的應(yīng)用空間還很大。例如機(jī)械行業(yè),80%以上的設(shè)備仍使用傳統(tǒng)的繼電器和接觸器控制??梢哉f(shuō),PLC在我國(guó)工業(yè)中的應(yīng)用潛力還遠(yuǎn)沒(méi)有得到充分發(fā)揮,大部分小型企業(yè)尚未完全應(yīng)用自動(dòng)化系統(tǒng)和產(chǎn)品。在未來(lái)愈見(jiàn)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中,這部分企業(yè)勢(shì)必需要應(yīng)用自動(dòng)化系統(tǒng)以提升自身實(shí)力,這將是PLC市場(chǎng)壯大的一塊良好培養(yǎng)基。

  中國(guó)加入WTO后,越來(lái)越多跨國(guó)企業(yè)把制造基地轉(zhuǎn)移至中國(guó)。制造業(yè)的控制主要以離散控制為主,PLC是該領(lǐng)域控制系統(tǒng)的首選,制造企業(yè)為提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量,必然會(huì)大量采用PLC,從而為PLC的應(yīng)用提供廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。

2007-2012年中國(guó)PLC市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè) (單位:億元)

  我國(guó)開(kāi)始研制PLC產(chǎn)品是上世紀(jì)70年代中期。90年代,由于PLC應(yīng)用不斷深入,國(guó)內(nèi)又掀起研制PLC的高潮,雖然仍是小型PLC,批量亦不大,但其功能、質(zhì)量和可靠性比70年代的產(chǎn)品有明顯的提高。

  為盡快提升我國(guó)PLC的技術(shù)水平,引進(jìn)PLC的先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù),中外合資或外商獨(dú)資企業(yè)在國(guó)內(nèi)開(kāi)始批量生產(chǎn)PLC。西門(mén)子公司率先在大連建立PLC生產(chǎn)企業(yè);歐姆龍公司在上海生產(chǎn)的PLC遠(yuǎn)銷(xiāo)海內(nèi)外。

  目前,中國(guó)PLC市場(chǎng)的95%以上被國(guó)外品牌占領(lǐng)。值得欣慰的是,國(guó)內(nèi)已有具有較強(qiáng)實(shí)力的公司開(kāi)始拓展PLC業(yè)務(wù),并在中國(guó)PLC市場(chǎng)有了一定響應(yīng)。北京和利時(shí)系統(tǒng)工程股份有限公司就是一個(gè)典范。

PLC的行業(yè)應(yīng)用

  冶金作為大型PLC最大的應(yīng)用行業(yè),占據(jù)了大約1/4的市場(chǎng)。冶金行業(yè)各控制環(huán)節(jié)要求精度高,控制點(diǎn)數(shù)多,故而是大中型PLC應(yīng)用的主要行業(yè)。就中國(guó)而言,我們的冶金行業(yè)的現(xiàn)狀是非常落后、裝備技術(shù)水平低,相信隨著下游市場(chǎng)要求的提高和競(jìng)爭(zhēng)的加劇,將帶來(lái)大量的技術(shù)改造項(xiàng)目和高端生產(chǎn)線的投資。中國(guó)已有6000多家冶金企業(yè),有大量在用的PLC產(chǎn)品和眾多升級(jí)換代及備品備件市場(chǎng)。

  汽車(chē)業(yè)是最有潛力的PLC行業(yè)之一,主要需對(duì)各生產(chǎn)線的工位進(jìn)行控制,PLC的應(yīng)用數(shù)量多,但控制點(diǎn)數(shù)并不高,多在300個(gè)I/O左右,以中型PLC為主。

  電力行業(yè)本身的自動(dòng)化水平很高,對(duì)PLC的應(yīng)用規(guī)模基數(shù)很大,是大中型PLC應(yīng)用的又一大行業(yè)。PLC系統(tǒng)在電力施工機(jī)械中得到廣泛應(yīng)用,并有良好的市場(chǎng)和空間。

  在化工行業(yè),PLC市場(chǎng)保持著穩(wěn)定增長(zhǎng)。未來(lái)化工行業(yè)在合成材料和有機(jī)化工領(lǐng)域投資應(yīng)該會(huì)增大,這些領(lǐng)域項(xiàng)目對(duì)于自動(dòng)化產(chǎn)品的需求量比較大。同時(shí),由于對(duì)化工行業(yè)環(huán)保要求的提高,化工廠需要對(duì)周邊的水處理和循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行改造,會(huì)對(duì)自動(dòng)化產(chǎn)品產(chǎn)生一些新增要求。

PLC的未來(lái)發(fā)展

  許多年前就有人預(yù)言,PLC將要被PC-BASED控制系統(tǒng)取代。但PLC的銷(xiāo)售仍以十分穩(wěn)定的增長(zhǎng)率逐年上升。目前的PLC已經(jīng)與十年前大不相同,十年后的PLC與如今的PLC也勢(shì)必不同;但有兩個(gè)方面是不變的:其一,PLC會(huì)提供穩(wěn)定的控制響應(yīng);其二,高度的可靠性??梢灶A(yù)見(jiàn)的PLC發(fā)展趨勢(shì)如下:

  一是向高速度、大容量方向發(fā)展。

  為提高PLC的處理能力,要求PLC具有更好的響應(yīng)速度和更大的存儲(chǔ)容量。目前,有的PLC的掃描速度可達(dá)0.1ms/k步左右。存儲(chǔ)容量方面,有的PLC最高可達(dá)幾十兆字節(jié)。為擴(kuò)大存儲(chǔ)容量,有的公司已使用了磁泡存儲(chǔ)器或硬盤(pán)。

  二是向超大型、超小型兩個(gè)方向發(fā)展。

  當(dāng)前中小型PLC比較多,為了適應(yīng)市場(chǎng)的多種需要,今后PLC要向多品種方向發(fā)展,特別是向超大型和超小型兩個(gè)方向發(fā)展。現(xiàn)已有I/O點(diǎn)數(shù)達(dá)14336點(diǎn)的超大型PLC,使用32位微處理器,多CPU并行工作和大容量存儲(chǔ)器。最小配置的I/O點(diǎn)數(shù)為8~16點(diǎn),以適應(yīng)單機(jī)及小型自動(dòng)控制的需要。

  三是PLC大力開(kāi)發(fā)智能模塊,加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)通信能力。

  PLC廠商不斷開(kāi)發(fā)出許多功能模塊,如高速計(jì)數(shù)模塊、溫度控制模塊、遠(yuǎn)程I/O模塊、通信和人機(jī)接口模塊等。這些帶CPU和存儲(chǔ)器的智能I/O模塊,既擴(kuò)展了PLC功能,又使用靈活方便,擴(kuò)大了PLC應(yīng)用范圍。

  四是增強(qiáng)外部故障的檢測(cè)與處理能力。

  根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明:在PLC控制系統(tǒng)的故障中,CPU占5%,I/O接口占15%,輸入設(shè)備占45%,輸出設(shè)備占30%,線路占5%。前兩項(xiàng)共20%故障屬于PLC的內(nèi)部故障;其余80%的故障屬于PLC的外部故障。因此,PLC生產(chǎn)廠商都致力于研制、發(fā)展用于檢測(cè)外部故障的專(zhuān)用智能模塊,以期進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性。

  五是編程語(yǔ)言多樣化。

  在PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展的同時(shí),PLC的編程語(yǔ)言也越來(lái)越豐富,功能也不斷提高。除了大多數(shù)PLC使用的梯形圖語(yǔ)言外,陸續(xù)出現(xiàn)了面向順序控制的步進(jìn)編程語(yǔ)言、面向過(guò)程控制的流程圖語(yǔ)言、與計(jì)算機(jī)兼容的高級(jí)語(yǔ)言等。多種編程語(yǔ)言的并存、互補(bǔ)與發(fā)展是PLC進(jìn)步的一種趨勢(shì)。

  我們一同簡(jiǎn)略回顧PLC一路走來(lái)的歷程,分析在中國(guó)所處的現(xiàn)狀,展望未來(lái)可能發(fā)展的趨勢(shì)。我們同所有開(kāi)發(fā)生產(chǎn)PLC、受益于PLC的人們一樣,樂(lè)于見(jiàn)到PLC在未來(lái)的年月里,有更穩(wěn)健的發(fā)展,更廣闊的空間。尤其希望看到中國(guó)的PLC自主開(kāi)發(fā)能力的提升,和應(yīng)用市場(chǎng)的拓展。

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