PLC系統(tǒng)硬件技術成熟，性能價格比較高，運行穩(wěn)定可靠，開發(fā)過程簡單，維護成本低，在工控領域廣泛應用 本文詳細介紹了PLC的主要功能、應用領域和特點，并對PLC的發(fā)展前沿做了翔實的分析，為進一步應用和開發(fā)PLC提供理論參考。

1、引言

　　可編程序控制器發(fā)展至今，已有30余年的歷史，隨著半導體技術、計算機技術和通信技術的發(fā)展，工業(yè)控制領域已有翻天覆地的變化，PLC亦在不斷的發(fā)展變化之中。新技術的不斷采用和開放性的不斷提高，為PLC在工業(yè)自動化領域中的應用提供了更加廣泛的空間。但隨著工業(yè)PC的發(fā)展，特別是CompactPCI技術的引入之后，目前工業(yè)PC技術已達到一個嶄新的高度，因為LPLC在工控領域的傳統(tǒng)地位也受到了一一定程度的沖擊。本文主要討論了PLC在工控領域中的應用，并詳細分析了未來的發(fā)展趨勢。

2、PLC的主要功能和在工控領域的應用

　　首先，開關量的邏輯控制是傳統(tǒng)PLC最基本的應用領域。由于具備“與”、“或”、“非”等邏輯指令，可以實現(xiàn)觸點通斷和電路的串、并聯(lián)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)繼電器進行組合邏輯控制、定時控制與順序邏輯控制。開關量邏輯控制的應用領域已遍及各行各業(yè)，如：機械零部件裝配線上的物件輸送以及各工序的加工與動作，步進電機的控制，包裝流水線控制，智能家庭系統(tǒng)等。

　　其次，對模擬量的閉環(huán)控制功能大大拓寬了PLC的應用領域。通過對位移、溫度、壓力等模擬量的采集和A／D轉換，PLC內置PID了程序進行過程量和目標值的比較分析，并通過PID功能模塊得到控制量，最終實現(xiàn)對現(xiàn)實物理量的控制功能。該閉環(huán)控制功能在鍋爐溫度控制，液壓系統(tǒng)壓力、流量控制和機械領域位移控制等諸多領域獲廣泛應用。

　　此外，通信聯(lián)網功能增強了PLC控制系統(tǒng)的開放性。通過各種通信協(xié)議和相應端口，PLC可以和其他智能控制設備一起組成高速、實時、可靠的網絡化全集成自動化控制系統(tǒng)。

3、PLC在工控領域的發(fā)展前景

　　長期以來，PLC始終處于工業(yè)自動化控制領域的主戰(zhàn)場，為各種各樣的自動化控制設備提供了非?？煽康目刂茟谩Ｆ渲饕?，在于它能夠為自動化控制應用提供安全可靠和比較完善的解決方案，適合于當前工業(yè)企業(yè)對自動化的需要。另一方面，PLC還必須依靠其他新技術來面對市場份額逐漸縮小所帶來的沖擊，尤其是T業(yè)PC所帶來的沖擊。PLC需要解決的問題依然是新技術的采用、系統(tǒng)開放性和價格。

　　3.1 向高性能、高速度、大容量發(fā)展

　　伴隨PLC技術的不斷發(fā)展，PI C系統(tǒng)的掃描速度越來越快，編程指令的功能越來越強，數(shù)量越來越多，內部元件的種類與數(shù)量不斷完善，PLC的處理能力和控制能力得到大幅度提升，可擴展能力越來越靈活。如三菱的AnA系~tJPLC使用了在一塊芯片上實現(xiàn)PLC全部功能的微處理器，其掃描速度為基本指令0.15。在模擬量控制方面，除了專門用于模擬量閉環(huán)控制的PID指令和智能PID模塊，越來越多的PLC廠家提供模糊控制、自適應、參數(shù)自整定功能，使調試時間減少，控制精度大幅提高。

　　同時，IT技術的飛速發(fā)展使得微型高速存儲設備的容量越來越大，價格越來越低，可靠性卻越來越有保障。越來越多的PLC控制系統(tǒng)已經在使用64M、l28M甚至更大容量的Flash存儲設備。

　　3.2 向微型PLC發(fā)展

　　PC—based技術的迅速發(fā)展，使工業(yè)PC占領了工控領域相當?shù)氖袌龇蓊~。但是，在低端應用方面小型PLC具有工業(yè)PC不可替代的優(yōu)點：體積小、可靠性高、編程簡單實用、安裝配線方便靈活、可嵌入到機電設備中去。據(jù)相關調查報告顯示，現(xiàn)在對于低端PLC市場的爭奪仍在繼續(xù)進行，這也進一步促進了PLC的發(fā)展。隨著微型和超微型PLC技術的發(fā)展和數(shù)量的增長，它們已經開始進入到新的應用領域一一微型嵌入式PLC。

　　歐姆龍公司已經察覺到這一技術發(fā)展的新動向，并逐漸計劃將其產品應用于商業(yè)器具、飲料分發(fā)設備以及商業(yè)、工業(yè)等。這些行業(yè)之所以正在應用微型PLC，正是由于它具有卓越的靈活性、市場開發(fā)周期短、適應性強、競爭性的價格等一系列優(yōu)點所至。三菱公司的FX1S超微型和FX1N微型PLC系列產品也正在面向嵌入式應用領域發(fā)展，它們能夠處理從10—128個I／O通道，并且具有2個軸向的運動控制性能，還具備用于連續(xù)過程控制的PID控制指令。

　　3.3 大力開發(fā)智能模塊

　　隨著市場需要的個性化和多樣化，要求工業(yè)自動控制具有某些智能化的功能，以滿足特殊控制的需要?；诖?，各大PLC廠家大力開發(fā)實現(xiàn)各種功能的智能I／O模塊。智能T／O模塊是以微處理器和存儲器為基礎的功能部件，其CPU與PLC的主CPU并行工作，占用主CPU的時間少，有很強的信息處理能力和控制功能，有的模塊甚至可以自成系統(tǒng)，單獨工作。智能I／O模塊的廣泛應用簡化了某些控制領域的系統(tǒng)設計和編程，作為PLC主CPU的輔助模塊，大大提高了PLC系統(tǒng)的適應性和可靠性。

　　西門予公刮的ET200X是基于PROFIBUS現(xiàn)場總線的分布式I／O控制系統(tǒng)，其功能相當于S7—300PI C的CPU314，可以連接電動機起動器、氣動控制元件以及變頻器，有氣動模塊和氣動接口，實現(xiàn)了機、電、氣動一體化?？芍苯影惭b在機器上，節(jié)省相關投資。

　　3.4 PLC編程語言的標準化

　　目前，PLC系統(tǒng)的硬件、操作系統(tǒng)和應用軟件之間都是彼此獨的實體，與傳統(tǒng)的全集成PLC系統(tǒng)有很大的不同。隨著硬件和操作系統(tǒng)的不斷發(fā)展，操作系統(tǒng)所提供的標準商業(yè)化功能特性可能會進一步促使PLC變成一種全新的控制設備，這也就是PLC需要采用IEC61131-3標準程序設計語言的原因所在。由于IEC6113-3具有開放性、高水平的軟件重復使用性、允許柔性地選擇編程語言、很強的錯誤檢測和糾錯能力等突出優(yōu)點，它已成為工業(yè)自動化中基礎的同際標準。

　　現(xiàn)在，所有類型的產品正在努力獲得并使用一些或者全部與IEC 61131_3標準兼容的程序設計語言，包括梯形圖邏輯圖表、功能模塊圖表、順序功能圖表、結構化文本和指令表等程序設計語言。

　　3.5 PLC通信更加便捷

　　早期的PLC基本上采用廠家專用的通信協(xié)議，給不同廠家的產品互聯(lián)和用戶的使用帶來了很大的困難。目前發(fā)展趨勢是采用符合國際標準的通信協(xié)議，如符合現(xiàn)場總線國際標準IEC 61 1 5 8和IEC62026中的某些總線標準。為了盡量減少用戶在通信編程方面的負擔，可編程序控制器廠商做了大量的工作，使設備之間的通信自動周期的進行，不需要用戶為通信編程，用戶的工作只是在組成系統(tǒng)時作一些硬件或軟件L的初始化設置。

　　近年來，現(xiàn)場總線的出現(xiàn)，已使得各個獨立的PLC系統(tǒng)之間可以傳遞信息，實時以太網技術也走進了廠商的視野，甚至存實時以1人 產品中已經能夠支持CANOpen等現(xiàn)場總線，大大增強了絡通信能力。

　　3.6 PLC 的軟件化與PC化

　　隨著軟PLC(SoftPLC)控制組態(tài)軟件技術的誕生與進一步完善和發(fā)展，安裝有SoftPLC組態(tài)軟件和基于工業(yè)PC控制系統(tǒng)的巾場份額正在逐步得到增長，相對傳統(tǒng)PLC，軟PLC技術擯棄了PLC功能實現(xiàn)的硬件載體，岡而是‘種質的跨越。這種軟件形式的PLC，除了將PLC模塊軟件化外，還集成了PLC編程，組態(tài)設計，組態(tài)運行。軟件嵌入在工業(yè)平板電腦里面，可直接讀寫485設備和以太網接口設備。與傳統(tǒng)的PLCSH比，軟PLC具有以下優(yōu)點：(1)不再需要特定的PLC編程工具來為PLC控制編程，直接在軟件設計模塊的PLC指令部分編程；(2)不再需要其他的組態(tài)軟件來設計監(jiān)控界面，同樣已被包含在軟件的設計模塊的組態(tài)設計部分。

4、結語

　　PLC系統(tǒng)硬件技術成熟，性能價格比較高，運行穩(wěn)定可靠，開發(fā)過程也簡單方便，運行維護成本低，所有這些特點造就了PLC的旺盛生命力。然而另一方面，隨著工控領域科學技術的不斷發(fā)展，PLC在工控領域的傳統(tǒng)地位已受到越來越大的挑戰(zhàn)。目前，PLC需要解決的問題依然是新技術的采用、系統(tǒng)開放性和價格。從長遠角度來講，PLC需要根據(jù)工業(yè)用戶的需求集成更多的系統(tǒng)功能和開放性，降低用戶的使用難度，大力發(fā)展智能模塊，縮短開發(fā)周期，節(jié)約成本，從而為工控領域提供更加靈活開放的解決方案。