可编程控制适应现代工业的需求
本文就可编程控制器的发展方向采访了该领域的专家,讨论了当前可编程控制器的技术状况,并从技术和商业两个方面讨论了这个问题。本文也是对plc的总结,并将介绍最新的相关产品。
plc已经在工业中使用了很长时间,为各种应用提供了极其可靠的控制。其中一个关键原因是它可以继续发展和适应当前的工业需求。在被其他技术分割的市场中,特别是工业计算机的竞争中,它需要增强更多的通信功能,开放其结构并降低其成本。

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这项技术的最终方向是什么仍然是一个有争议的问题。大多数人认为plc将进一步失去市场份额。然而,有些人已经向前迈出了一步,甚至预测工业pc控制将取代plc控制。也有人认为,plc在未来的特殊重型工业领域仍有市场需求。当然,有些人坚持认为各种控制技术将继续在形式和功能上混合,但不可能在本质上严格区分它们。

我们采访了该领域的专家,讨论了plc技术的现状,并从技术和商业两个方面讨论了这个问题。本文也是对plc的总结,并将介绍最近几个月的相关产品。
商业观点
让我们从plc市场观察开始。总之,他能完成任何事情,但不是很顺利。plc市场竞争激烈,硬件收入逐年下降。但是使用这项技术仍然是有利可图的。
根据arc咨询机构最近发布的“到2005年可编程控制器的全球市场分析和预测”,与北美plc相关的收入,包括硬件、软件和服务,总市场价值为13.9亿美元。arc的高级分析师himanshushah说:“很多人认为plc市场疲软。”“然而,arc研究显示,尽管硬件收入将下降,但整个plc市场将继续增长。”

plc能成为日常消费品吗?
plc的价格一直在下降,尤其是在低端市场。随着最小设备的出现,价格只有100美元或更少,这使得人们在损坏后停止修理。相反,扔掉旧的,换上新的。
但是不要被价格所迷惑。在这些“众多”设备中,电源是值得注意的。微指令甚至一些纳米技术提供模拟i/o、pid、通信端口、现场总线和公司各部门的连接。automationdirect公司的plc和i/o产品经理Paulruland注意到“一台具有14个i/o点、价格为99美元的plc有四个pid环路和两个串行端口,可以与价格为69美元的4通道模拟卡相匹配。这是一个经济实惠的选择,比用单回路控制器连接继电器要好得多。”

一些可编程逻辑控制器供应商声称,小型可编程逻辑控制器由应用软件维护,而大型可编程逻辑控制器可用作日常必需品。这种观点没有远见。西门子能源和自动化产品营销经理Egonhillermann宣称:“你将会看到更多的硬件。”他解释说,你必须注意工程工具、诊断和通信能力的有效性,并增加基本自动化硬件包的有效性。

softplc副总裁Cindyhollenbeck也指出,“它更注重通信和数据处理能力,可以利用它们更顺利地进行实际操作。”I/o网络是另一件值得注意的事情。”
对于plc供应商的回答,三菱电子自动化运动公司plc及相关软件市场负责人traytonjay建议对一些特殊性能的产品给予更多关注。“你不能只是速度快一点。”他引用洛克威尔作为更恰当的例子。他声称三菱已经获得了下一代平台,而他实际上是从1999年开始的。施耐德自动化也在朝着这个方向发展,其他公司也在做同样的事情。

如果plc真的是一种商品,你不会看到新产品不断出现。这里有一些例子来说明这个问题。
罗克韦尔最近在其compactlogix系列中增加了一个控制器。Allen-bradleycompactlogix5330(如图1所示)可以与1769紧凑型i/o一起工作,支持16个紧凑型i/o模块,最多支持256个本地i/o点,用户可用内存为256。Compactlogix使用相同的logix控制工具,并一起使用controllogix、flexlogix、softlogix和rslogix5000编程工具包。

Automationdirect公司推出了几款kl05微型PLc。D0-05dd-d包括一个dl05cpu,具有8个直流输入和6个直流输出、12/24vdc电源、6k字节存储器、rll/rllplus编程和rs-23sc编程和通信端口。六个直流输出,其中两个可以配置为独立的cw/ccw脉冲序列输出或高达7khz的单步和定向脉冲输出。D0-05dr-d是相同的,除了它的六个输出是继电器的形式。

西门子使用新的cpu(有8种选择)来扩展其SIMATIC 7-200微型plc系列。新的CPU S7-226增加了点对点接口(pp)/可选端口(串行ascii),以实现对工业局域网或外围设备的访问,如调制解调器、打印机、读码器等。
gefanuc自动化公司推出了新的versamaxcpue05cpu。它的特点是嵌入式以太网通信能力,更快的指令执行时间和更多的用户内存。添加10baset连接,全双工通信,使用交换机同时发送和接收数据,并消除冲突。64k用户可以配置内存、rs-232和rs-485端口、本地i/o,并可以选择genius、以太网、devicenet和profibus工业网络。

三菱电气自动化有限公司引进了新的Q系列plc系统,该系统采用基于Windows的软件编程。在许多情况下,它只需要检查清单上的项目,并开发通信、网络、信号处理和其他功能,而无需冗长的代码。通过cpu上的usb端口输入程序。其功能支持互联网电子邮件、调制解调器和基于10/100的以太网,并可连接到devicenet、profibus、cclink和net/10网络。每个cpu可以同时执行多达252个程序,而且它的形状更小。

Controltechnology发布了2601 automatic toolkit,其中包括适用于windowsse编程的增强型模块化2601控制器和quickstep开发工具包。Quickstepse是ctc 2601的专利版本,特别适用于需要数字控制和串行通信的小型应用。为2601编写的程序可以被转换并在其他2000系列ctc控制器上运行。

Idec公司最新推出的微型智能plc,可在cpu模块中选择10、16或24个i/o。主要功能包括一个标准电源电路、四个高速计数器、一个rs-232端口和一个模拟电位计。24点i/ocpu模块可以通过使用辅助i/o模块来增强,最多可有88个i/o点。
一对从ifmefector公司引进的as-i主控制器,包括一对在iec1131-3中编程的plc,通过AS-I与rs-485通信。Ac1011有一个最多有124个输入和124个输出的控制器,而ac1012有两个控制器和两倍数量的i/o..
许多可编程逻辑控制器与操作面板和其他人机界面一起使用,在某些情况下,可编程逻辑控制器的功能直接结合到人机界面中。这里有两个例子。
从B&r工业自动化公司引进的B&r PP21/41电源板结合了紧凑型plc和hmi面板系统,成为一个集成的低成本机械控制和操作界面。它具有700-kbytesram和1.2兆字节的闪存,并使用标准iec1131语言、ansic和一带一路自动基本语言进行编程。
Exor通过将plc和i/o嵌入一个名为hmicontrol的集成系统,扩展了其uniop系列hmi面板。plc模块与所有uniop产品兼容,计算机固件版本为4.23或更高版本,并使用相同的基于Windows的设置软件包,该软件包适用于所有uniop面板。
过程控制
面对传统市场的激烈竞争,plc供应商迅速转移到重要的应用领域,而不是可编程控制器或由少数公司垄断的领域。这包括过程控制、冗余和安全系统。
西门子已经拥有过程控制plc,simaticpcs早在20世纪90年代就已推出,pcs-7于1997年投放市场。至于西门子,egonhillermann声称离散控制和过程控制几乎没有区别,因为它们在使用相同的硬件和网络方面基本相同,只需要添加专业模块。"我们用软件加载系统."他说,随着闪存、更具包容性的软件包和更快的处理器的出现,可编程逻辑控制器现在正进入过程处理的更多应用领域。

对于任何plc供应商来说,试图在自己的领域内接受dcs供应商是不可靠的。相反,他们将继续专注于批处理和离散控制。一个很好的例子是施耐德自动化,它已经推出了他的量子理论过程控制,一个系统是密切针对这一领域。Qpc从过程控制开始,使用一套网络化的分布式plc。它基于量子泵和动量微输入/输出平台,可以在规模上进行扩展,从单个量子泵扩展到以量子为中心的分布式系统,以及分布式量子或动量微输入/输出系统,所有这些都使用以太网、互联网和tcp/ip技术连接在一起。

罗克韦尔打算增强allen-bradley调节的logix多学科控制器,增加一个冗余解决方案和一个流量测试模块。1756-cfm可配置流量计模块支持双通道频率输入,频率范围为0-120khz,可接受涡轮或大流量流量计的输入。使用菜单图表编辑器和rslogix5000的过程控制指令版本6.0进行编程。控制logix平台也与rsviewhmi集成。Activex面板显示与controllogix中的过程控制指令相同,后者显示在rsview上,用于过程控制。Rs批处理还提供了集成的s88批处理功能。

东芝发布了结合了plc、dcs和工业pc控制特点的V系列集成控制器。其特点包括支持这三个平台模块的通用工程设置工具、适用于序列、循环和计算模块任意组合的另一个通用底板总线、使用全局变量和windowsnt4.0的通用名称数据库以及基于以太网的通用局域网。编程在iec1131中完成。Web连接提供远程工程事件设置和故障修复。

冗余
对系统可靠性的要求越来越高。他们中的大多数是受经济形势的驱动,因为车间停工的成本很高,而债务支出却在日益上升。需要实施大量标准,尤其是在欧洲。在某些方面,这同样适用于ce标准。德肯宣称:“我们已经了解他们很长时间了,然后突然之间,你会发现在你的产品上有ce标志是一个非常重要的因素。”现在,iec61508已经推出,这只是冰山一角。在未来三四年内,这将形成一个大趋势。”

Plc在安全停车系统中的应用由来已久。Triconex和pilz可能是最知名的,其他plc供应商正在积极进入这一领域,而不仅仅是plc硬件供应商。辛迪·艾伦贝克说冗余系统需要软件。安全机械在硬件选择上非常谨慎,尤其是在i/o结构上。例如,她发现一些现场总线是合适的,而其他的不能使用。

其他几家知名的plc公司正在涉足安全和冗余领域。罗克韦尔引入了guardplc1200和2000系列安全控制器,以监控和调整与现有plc兼容的全自动系统的安全运行。他们有额外的中央处理器,并使用内部测试电路来检查i/o是否正常,而不是使用其他i/o模块在过去。该产品已通过测试。v符合ec61508的产品周期服务认证也用于支持安全级别高达3级的应用。

罗克韦尔在其controllogix平台上增加了一个冗余选项。新软件是1757-srm系统冗余模块和适当的选择。当rslogix5000用于软件编程时,可以将冗余系统与标准组件放在一起,包括电源、底板和控制网桥。
施耐德自动化引入了量子热备用选项作为关键应用。它连接当前处理器,并返回信息。它继续验证连接和处理器是否正常工作,并完成量子远程i/o处理器之间的信息传输。热备用处理器控制modbustcp/ip、modbusplus和modbus通信端口的地址,因此控制传输对客户端计算机通信是透明的。

Triconex发布了一些新的供应信息。新版本的模块化冗余控制器适用于较小的应用(最高450点)。其主要功能包括模拟输出模块、脉冲输入模块和增强型通信模块。此外,还增加了现有的模拟输入、数字输入/输出和固态继电器输出模块。此外,它完全符合新的opc,并通过了t & uumlv级资格适用于sil3,与dinak6级相同。引入Tricon2003plc,其运算处理器是前一版本的两倍。同时,像新的三叉戟一样,tricon2003也符合opc协议。

最近,pilz推出了pnozplus,它可以与多达九个输入扩展单元一起工作,每个扩展单元有两个输入,可以访问文本显示,并且可以联网,包括hcanopen、devicenet和plc网络。它符合en954-1,类别4规范。硬件功能包括类别2的单通道连接、类别4的双通道控制或en201和en422的三通道控制。

三菱也有有效的冗余设备,它的a4arplc系统已经推出好几年了。
西门子能源和自动化运动公司也积极参与了这一领域的发展。9月,该公司推出了SIMATIC 7-400 f,这是高端s7-400plc的全安全版本,运行在sil3的安全要求下,并通过了iec61508认证。在紧急事件中,控制器进入用户定义的安全状态,作为有序停止,同时提供诊断数据。该系统在simaticstep7通用开发环境中编程,使用具有安全相关功能的块库。

Gefanuc公司去年推出了max-ontm热备用冗余软件,该软件与一对标准的90-30系列可编程逻辑控制器配合使用,它们可以通过局域网相互通信并实现远程i/o。该软件由即插即用子程序组成,包括变量同步、冗余i/o总线控制、程序等效性测试、主机cpu选择和高级诊断。

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