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PLC發(fā)展趨勢專題訪談

PLC發(fā)展趨勢專題訪談

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

PLC的控制技術也在不斷的發(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準,例如OPC和XML;依靠技術壁壘獲得市場的方式已經(jīng)為各PLC廠商摒棄。
富士電機(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)在的計算機網(wǎng)絡和通訊網(wǎng)絡的飛速發(fā)展,PLC技術應該迎頭趕上,針對工業(yè)以太網(wǎng)絡技術的PLC技術已經(jīng)成功應用,但是針對因特網(wǎng)、GSM/CDMA通訊網(wǎng)絡,似乎PLC沒有跟上腳步。
羅克韋爾自動化 acig北方區(qū)經(jīng)理 鐘銳華

我們并不認為PC based控制和PLC是一個矛盾、并列的概念。因為從硬件本身來說,隨著電子技術的發(fā)展,許多功能強大的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象。


自60年代末第一臺PLC問世以來,已很快被應用到機械制造、冶金、礦業(yè)、輕工等各個領域,大大推進了機電一體化進程,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)體現(xiàn)在哪里。

許強:
首先由于歷史的原因,經(jīng)過長時間的發(fā)展和完善。PLC的編程概念和控制思想已為廣大的自動化行業(yè)人員所熟悉,這是一個目前任何其他工業(yè)控制器都無法與之相提并論的巨大知識資源;其次,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,運行維護成本很低。所有這些特點造就了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小時連續(xù)運行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:
最初的工廠自動化控制主要是以繼電器回路控制占據(jù)主導地位,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、可靠性差以及運行速度慢等缺點,急需要一種新的控制裝置來取代,所以PLC的出現(xiàn)是順應時代、趨勢的發(fā)展。它的出現(xiàn),在技術角度大大方便了電控設計人員,軟硬件設計簡便,維護方便,在體積、可靠性、耗電量有很大程度的提高,從而帶動成本的節(jié)約,而且可以通過計算機進行數(shù)據(jù)的傳輸和監(jiān)控,一系列的優(yōu)點使PLC很快被接受并代替繼電器控制回路廣泛應用于工廠自動控制中。
伴隨時代發(fā)展,進入21世紀嶄新工業(yè)控制領域,PLC仍然能夠引導自動化行業(yè)的發(fā)展,主要是由于在最初其采用計算機的設計思想和適應各種現(xiàn)場應用,隨著電子事業(yè)的飛速發(fā)展,PLC已經(jīng)可以在各個領域去適應不同的客戶要求。這就是PLC的生命力,具有一個非常靈活的大腦,和可以隨時變化和更新的身體部件。

鐘銳華:
眾所周知,PLC是從取代工廠內繼電器線路、進行順序控制發(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)境適應性(包括現(xiàn)場安裝環(huán)境以及電磁干擾的防護性)、連續(xù)生產(chǎn)以及人機接口等方面都有充分的考慮,具有穩(wěn)定可靠、簡單易用、操作維護方便等優(yōu)點,這是它能持久占有市場的根本原因。

PLC技術發(fā)展的最終趨勢仍然是人們所爭論的焦點之一。有人認為,隨著工業(yè)PC(基于PC的自動化)的發(fā)展,PLC將會繼續(xù)失去市場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)應用領域仍將為PLC提供一定的市場份額。您對這個問題有何看法。

許強:
首先我們這里要再次闡述一下我們對于PLC的概念。在傳統(tǒng)意義上,PLC只是主要應用在邏輯控制,順序控制及時序控制等相對比較簡單的工業(yè)控制場合。在這個意義上,隨著當今工業(yè)控制要求的日益復雜化和精確化,隨著PC等其他一些新的工業(yè)控制技術的發(fā)展,PLC確實將逐漸失去原有的一些市場份額。但是另一方面,當今的工業(yè)控制市場上一些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充PLC的功能,使現(xiàn)代意義上的PLC遠遠超越了“邏輯控制”的功能和概念。對于這些新型的PLCs已經(jīng)不能再簡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,就如同在未鋪好的路上行法拉力車一樣。
另一方面,在環(huán)境良好的控制室內構筑系統(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)境技術水平較低的廠家。精明的用戶恐怕不會為其所動,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技術目前發(fā)展的非常迅速、尤其在CompactPCI技術的發(fā)展之后,工業(yè)PC技術達到一個嶄新的高度。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。但是并不能認為PLC會受到它影響而逐漸被淘汰。
PLC并不是一個一成不變的產(chǎn)品,它是采用計算機的設計思想而開發(fā)生產(chǎn)出來,經(jīng)過幾十年的發(fā)展,各個生產(chǎn)廠商在競爭的同時不斷的完善、優(yōu)化,使其更貼近自動化的發(fā)展,更適應自動化的現(xiàn)場要求。
就PLC與工業(yè)PC比較而言,PLC具備有體積小,編程簡單實用,安裝配線方便靈活等各種優(yōu)點,現(xiàn)場應用更具有其優(yōu)越性,而同時也具有處理速度慢、擴展不夠靈活,各個廠商語言不同等缺點。
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。但是并不能說明PLC沒有自己的市場,尤其在小型機械行業(yè)PLC在逐步代替單片機的趨勢看來,PLC市場依然是很廣闊的。

鐘銳華:
PLC的諸多特點決定了PLC目前依然是大多數(shù)工業(yè)客戶的首選控制方案。事實上,全球PLC市場也一直在持續(xù)穩(wěn)定地增長。并且,用戶對于工業(yè)控制在實時性、穩(wěn)定性以及可靠性等方面的要求,決定了PLC結構形式的、更容易使用的新型控制系統(tǒng)依然是市場發(fā)展的主流方向。
我們并不認為PC based控制和PLC是一個矛盾、并列的概念。因為從硬件本身來說,隨著電子技術的發(fā)展,許多功能強大的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象。但是,高性能CPU必須配合穩(wěn)定可靠的實時控制引擎(實時操作系統(tǒng)及工業(yè)控制內核)才能構成真正意義上的PLC工業(yè)控制器,才可能滿足工業(yè)用戶在實時性和可靠性等方面的嚴格要求。因此,不同PLC供應商會根據(jù)芯片在可靠性、性價比等各方面的綜合指標,為其新型控制系統(tǒng)選擇相應的“高性能CPU+實時控制引擎”的控制器,包括Windows CE、Linux、WindRiver或者PLC廠商自有的某種實時控制引擎等的PC based控制器。
嚴格意義上說,國內常常提到的基于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平臺本身的影響(如實時任務處理、長期穩(wěn)定運行、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)應用中還有很大的局限性。當然,該類系統(tǒng)的存在也會促進新一代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)轉換、數(shù)模轉換、高速計數(shù)、速度控制、位置控制、軸定位控制、溫度控制、PID控制、遠程通訊、高級語言編程等功能。您認為,現(xiàn)代控制技術又將引導PLC向什么方向發(fā)展。

許強:
實際上任何一個時代的工業(yè)控制產(chǎn)品必然將受制于當時各相關產(chǎn)業(yè)技術發(fā)展水平的影響。六十年代傳統(tǒng)PLC的發(fā)明就是因為在采用了當時最新的軟硬件技術。隨著時代和技術的發(fā)展,PLC的控制技術也在不斷的發(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準,例如OPC和XML;依靠技術壁壘獲得市場的方式已經(jīng)為各PLC廠商摒棄。
在通訊能力上,現(xiàn)場總線的出現(xiàn),使得一個個獨立的PLC系統(tǒng)不再是信息孤島。實時以太網(wǎng)技術也走進了PLC廠商的視野,甚至在實時以太網(wǎng)產(chǎn)品中已經(jīng)能夠支持CANOpen等現(xiàn)場總線。實時以太網(wǎng)應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(jīng)在使用64M、128M甚至更大容量的Flash存儲設備。

戶枝毅:
PLC的基本功能是正確地采集輸入信號、執(zhí)行正確的控制、輸出正確的處理結果。目前為止各廠家均以低價提供高可靠性的輸入輸出接口+控制(軟件)為目標。相信今后還是會朝著這一方向發(fā)展;并進一將外部硬件控制機器(如繼電器、接線、計數(shù)器、計時器、轉換器、定位控制器等)逐步引入到PLC的內部控制功能中,完善成為PLC的軟件功能。
網(wǎng)絡功能也只是單純輸入輸出接口的一種,作為PLC的基本功能的性質不會改變。模糊控制、獨立分散控制等的現(xiàn)代控制技術基本屬于軟件領域的功
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