PLC是自动化设备组成当中的主要部份,随着工业自动化生产中的工业以太网应用越来越广泛,生产过程网络信息化也是发展趋势之一,PLC或借物联网技术大规模应用之机再次快速发展。
在刚刚过去的2012年,我国物联网产业市场规模达到3650亿元,比上年增长38.6%。从智能安防到智能电网,从二维码普及到“智慧城市”落地,作为被寄予厚望的新兴产业,物联网正四处开花,悄然影响着人们的生活。认为,物联网一方面可以提高经济效益,大大节约成本;另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。目前,美国、欧盟等都在投入巨入研究探索物联网。我国也正在高度关注、重视物联网的研究,工业和信息化部将同有关部门,就新一代信息技术方面开展研究,以形成支持新一代信息技术发展的政策措施。
在控制技术的发展历程中,是与计算机技术、控制技术、数字技术、通信网络技术等高新技术的发展息息相关的。正式各种新兴技术的发展,推动了可编程控制器的发展。让PLC可编程控制器成为代替继电器实现逻辑控制的主流控制技术。PLC的基本机构有电源、中央处理单元(CPU)、存储器、输入输出借口电路、功能模块、通信模块所组成。其工作原理由扫描技术、用户程序执行阶段、输出刷新阶段三大部分组成。目前国际上PLC品牌有西门子、欧姆龙、三菱、罗克韦尔、施耐德等,国产品牌主要有台达、和利时、合信、信捷等。
近两年受国内经济增速放缓、国外经济复苏疲软的影响,PLC的市场规模呈急剧下滑的趋势。而物联网发展指导意见相关文件于今年正式出台,受物联网及智能电网的带动,PLC行业将反弹,实现快速增长。物联网的发展建设涵盖更加广阔,PLC作为目前信息采集、控制的主要技术手段,势必将在物联网的建设中起到关键性作用。同时,这也是促使PLC技术的进一步发展与进步,从而适应物联网的高速发展。而用电信息采集系统是未来智能电网的投资重点,预计至2020年国网在用电和通信信息平台总投资1084亿元、465亿元;同时我国在实现模块与设备制造的道路上必然追求核心元器件的国产化,工信部规划元器件的国产化率要达到30%。PLC作为智能电网的主要通信方式,必然在信息采集设备中实现标配,而国外需求更将加速国内PLC行业的增长。
目前国内PLC技术发展迅速,市场占有率明显提高,发展势头良好。而PLC技术也逐渐成熟稳定。目前的发展正在朝向针对不同行业不同需求更加化可定制化的路线前进。
可编程序控制器问世于20世纪60年代,当时的可编程序控制器功能都很简单,只有逻辑、定时、计数等功能;硬件方面用于可编程序控制器的集成电路还没有投入大规模工业化生产,CPU以分立元件组成;存储器为磁心存储器,存储容量有限;用户指令一般只有二三十条,还没有成型的编程语言;机型单一,没有形成系列。一台可编程序控制器多只能替代200~300个继电器组成的控制系统,在体积方面,与现在的可编程序控制器相比,可以说是庞然大物。
进入70年代,随着中小规模集成电路的工业化生产,可编程序控制器技术得到了较大的发展。可编程序控制器功能除逻辑运算外,增加了数值运算、计算机接口、模拟量控制等;软件开发有自诊断程序,程序存储开始使用EPROM;可靠性进一步提高,初步形成系列,结构上开始有模块式和整体式的区分,整机功能从专用向通用过渡。
70年代后期和80年代初期,微处理器技术日趋成熟,单片微处理器、半导体存储器进入工业化生产,大规模集成电路开始普遍应用。可编程序控制器开始向多处理器发展,使可编程序控制器的功能和处理速度大为增强,并具有通信和远程I/O能力,增加了多种特殊功能,如浮点运算、三角函数、查表、列表等,自诊断和容错技术也迅速发展。
80年代后期到90年代中期,随着计算机和网络技术的普及应用,超大规模集成电路、门阵列以及专用集成电路的迅速发展,可编程序控制器的CPU已发展为由16位或32位微处理器构成,处理速度得到很大提高,高速计数、中断、PID、运动控制等功能引入了可编程序控制器。使得可编程序控制器能够满足工业生产过程的各个领域,可编程序控制器已完全取代了传统的逻辑控制装置,模拟量仪表控制装置和以小型机为核心的DDC(直接数字控制)控制装置。由于联网能力增强,既可和上位计算机联网,也可以下挂FLEXI/O或远程I/O,从而组成分布式控制系统(DCS)已无困难。梯型图语言和语句表语言完全成熟,基本上标准化,SFC(顺序功能图)语言逐步普及,专用的编程器已被个人计算机和相应编程软件所替代,人机界面装置日趋完善,已能进行对整个工厂的监控、管理,并发展了冗余技术,大大加强了可靠性。
进入21世纪,可编程序控制器仍保持旺盛的发展势头,并不断扩大其应用领域,如为用户配置柔性制造系统(FMS)和计算机集成制造系统(CIMS)。目前可编程序控制器主要向两个方向扩展:一是综合化控制系统,它已经突破了原有的可编程序控制器的概念,将工厂生产过程控制与信息管理系统密切结合起来,甚至向上为MES和ERP系统准备了技术基础,这种发展趋势会使得举步为艰的ERP系统有了坚实的技术基础,从而会带来工业控制的一场变革,实现真正意义上的电子信息化工厂;二是微型可编程序控制器异军突起,体积如手掌大小,功能可覆盖单体设备及整个车间的控制功能,并具备联网功能,这种微型化的可编程序控制器使得控制系统可将触角延伸到工厂的各个角落。随着世界经济一体化进程的加快,在技术发展的同时,发达国家更加注重了对可编程序控制器的知识产权的保护,国际大型可编程序控制器制造商纷纷加入了可编程序控制器的化组织,他们利用许多技术标准建立了符合他们经济利益的技术保护壁垒。
西门子PLC模块,变频器,触摸屏,交换机
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