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作者：浩納爾（天津）自動化科技有限公司 秦雪峰
一、前言
在工業自動化控製領域主要分為PLC，工控機和嵌入式控製，而PLC自1968niandanshengyihouyijingrendesuduchengweilezheyilingyudezhudaozhe，weigezhonggeyangdezidonghuakongzhishebeitigonglefeichangkekaodekongzhiyingyong。qizhuyaoyuanyin，zaiyutanenggouweizidonghuakongzhiyingyongtigonganquankekaohebijiaowanshandejiejuefangan，shiheyudangqiangongyeqiyeduizidonghuadexuyao。lingyifangmian，PLC還必須依靠其他新技術來麵對市場份額逐漸縮小所帶來的衝擊，尤其是工業PC所帶來的衝擊。PLC需要解決的問題依然是新技術的采用、係統開放性和價格。
PLC技術發展的最終趨勢仍然是人們所爭論的焦點之一。大多數人認為，PLC將會繼續失去市場份額；更有甚者認為，在工業PC麵前，PLC將會一步一步走向死亡；但也有一部分人相信，一些特殊工業應用領域仍將為PLC提供一定的市場份額。
二、PLC市場份額將會繼續擴大
就我個人來看，PLC市場份額不但不會減少，反而將會增加。許多年前開始，就有人預言，PLC將要被PC-BASED控製係統取代。但是，PLC的銷售每年都在以一個十分穩定的增長率在上升，目前的PLC已經與十年前的PLC有著很大的區別，十年後的PLC與當前的PLC也將有著很大的不同。但是，有兩個方麵是不變的：首先，PLC會提供穩定的控製響應，第二，高度的可靠性。PLC有著其它控製產品，如工控機，DCS，單片機等控製產品，所無法替代的特性。
1，可靠性
可靠性包括產品的有效性和可維修性。可編程控製器的可靠性高，表現在下列幾個方麵：
a)可編程控製器不需要大量的活動部件和電子元件，接線大大減少，與此同時，係統的維修簡單，維修時間縮短，因此可靠性得到提高；
b)可編程控製器采用一係列可靠性設計方法進行設計，例如冗餘設計，掉電保護，故障診斷，報警和運行信息顯示和信息保護及恢複等，
c)kebianchengkongzhiqiyoujiaoqiangdeyicaozuoxing，tajuyoubianchengjiandan，caozuofangbian，bianchengdechucuolvdadajiangdi，erweigongyeeliecaozuohuanjingshejideyingjianshikekaoxingdadatigao；
d)可編程控製器的硬件設計方麵，采用了一係列提高可靠性的措施。例如，采用可靠性高的工業級元件，采用先進的電子加工工藝（SMT）製造，對幹擾采用屏蔽、隔離和濾波等；存儲器內容的保護，采用看門狗和自診斷措施，便於維修的設計等。
2，易操作性
a)操作方便：對PLC的操作包括程序的輸入和程序更改操作，大多數PLC采用編程器進行程序輸入和更改操作。現在的PLC的編程器大部分可以用電腦直接進行，更改程序也可根據所需地址編號、繼電器編號或接點號等直接進行搜索或按順序尋找，然後可以在線或離線更改；
b)編程方麵：PLC有多種程序設計語言可以使用，梯形圖與電氣原理圖相似；編程語句是功能的縮寫，便於記憶；功(gong)能(neng)圖(tu)表(biao)語(yu)言(yan)以(yi)過(guo)程(cheng)流(liu)程(cheng)進(jin)展(zhan)為(wei)主(zhu)線(xian)，十(shi)分(fen)適(shi)合(he)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)與(yu)工(gong)藝(yi)專(zhuan)業(ye)人(ren)員(yuan)設(she)計(ji)思(si)想(xiang)的(de)溝(gou)通(tong)。功(gong)能(neng)模(mo)塊(kuai)圖(tu)和(he)結(jie)構(gou)化(hua)文(wen)本(ben)語(yu)言(yan)，功(gong)能(neng)清(qing)晰(xi)，易(yi)於(yu)理(li)解(jie)等(deng)優(you)點(dian)。
c)維修方便：PLC所(suo)具(ju)有(you)的(de)自(zi)診(zhen)斷(duan)功(gong)能(neng)對(dui)維(wei)修(xiu)人(ren)員(yuan)的(de)技(ji)術(shu)要(yao)求(qiu)較(jiao)低(di)，當(dang)係(xi)統(tong)發(fa)生(sheng)故(gu)障(zhang)時(shi)，通(tong)過(guo)硬(ying)件(jian)和(he)軟(ruan)件(jian)的(de)自(zi)診(zhen)斷(duan)，維(wei)修(xiu)人(ren)員(yuan)可(ke)以(yi)根(gen)據(ju)有(you)關(guan)故(gu)障(zhang)代(dai)碼(ma)的(de)顯(xian)示(shi)和(he)故(gu)障(zhang)信(xin)號(hao)燈(deng)的(de)提(ti)示(shi)等(deng)信(xin)息(xi)，或(huo)通(tong)過(guo)編(bian)程(cheng)器(qi)和(he)HMI屏幕的設定，直接找到故障所在的部位，為迅速排除故障和修複節省了時間，降低了MTTR。
3，靈活性
a)編程的靈活性：PLC采用的標準編程語言有梯形圖、指令表、功能圖表、功能模塊圖和結構化文本編程語言等。使用者隻要掌握其中一種編程語言就可進行編程，編程方法的多樣性使編程方便。
b)擴展的靈活性：PLC的擴展靈活性是它的一個重要特點。它可以根據應用的規模不斷擴展，即進行容量的擴展、功能的擴展、應用和控製範圍的擴展。它不僅可以通過增加輸入輸出卡件增加點數，通過擴展單元擴大容量和功能，也可以通過多台PLC的通信來擴大容量和功能，
c)操作的靈活性：操作的靈活性指設計工作量、編程工作量、heanzhuangshigongdegongzuoliangdejianshao。caozuobiandeshifenfangbianhelinghuo，jianshihekongzhibiandehenrongyi。zaijidianqishunxukongzhixitongzhongsuoxudeyixiecaozuodedaojianhua，butongshengchanguochengkecaiyongxiangtongdekongzhitaihekongzhipingdeng。
4，機電一體化
為了使工業生產的過程控製更平穩，更可靠，向優質、高產、低耗要效益，對過程控製設備和裝置提出了機電一體化，即儀表、電子、計算機綜合的要求，而PLC正是這一要求的產物，它是專門為工業過程而設計的控製設備，具有體積小、功能強，抗幹擾性好等優點，它將機械與電氣部件有機地結合在一個設備內，把儀表、電子和計算機的功能綜合集成在一起，因此，它已經成為當今數控技術、工業機器人、離散製造和過程流程等領域的主要控製設備，成為工業自動化三大支柱（PLC，機器人，CAD/CAM）之一。
可ke編bian程cheng控kong製zhi器qi現xian在zai已yi經jing成cheng為wei了le一yi個ge不bu可ke代dai替ti的de控kong製zhi係xi統tong，它ta們men可ke以yi與yu其qi它ta係xi統tong通tong訊xun，提ti供gong產chan品pin報bao表biao，生sheng產chan調tiao度du，診zhen斷duan自zi身shen和he設she備bei的de故gu障zhang，這zhe些xie技ji術shu上shang的de改gai進jin，讓rangPLC成為今天的各行各業的高質量和產量的重要的貢獻者。
由以上特點不難看出，PLC在工業控製領域，不僅不會逐漸推出，而且會不斷擴大他的市場份額。表麵上看工控機的出現給PLC帶來了一定程度的衝擊，但如果我們仔細分析一下可以看到，工控機在某種程度上其實幫助了PLC的發展，因為PLCdekekaoxinggao，yicaozuo，danduiyucaozuoyuanzhandeyixiegongneng，ruquxianchuli，shujujiludenggongneng，yuanbujigongkongji，ergongkongjidezhimingquexianshikekaoxingcha。suoyimuqianlaikangongkongjiyuPLC結合的控製係統更為完美。工控機的出現推動了PLC的發展。
三、PLC發展的方向
其實PLC自誕生以來也是在不斷發展改進創新的。
采用新的、先進的微處理器和電子技術達到快速的掃描時間；
小型的、低成本的PLC，可以替代4到10個繼電器，獲得更大的發展動力；
高密度的I/O係統，以低成本提供了節省空間的接口；
基於微處理器的智能I/O接口，擴展了分布式控製能力。典型的接口如：PID，網絡，CAN總線，現場總線，ASCII通信，定位，主機通訊模塊，和支持高級語言編程的模塊（如BASIC，PASCAL）；
包括輸入輸出模塊和端子的結構設計改進，使端子更加集成；
特殊接口允許某些器件可以直接接到控製器上，如熱電偶、熱電阻、應力測量、快速響應脈衝等；
並且由於工控機，DCS等控製係統的出現，將迫使PLC向著功能更多，開放性兼容性更強的方向不斷發展。
四、整合多種功能，更加開放的一體化PLC
1，更多的高級功能，更簡單快捷的使用
傳統PLC簡(jian)單(dan)的(de)邏(luo)輯(ji)控(kong)製(zhi)功(gong)能(neng)已(yi)漸(jian)漸(jian)不(bu)能(neng)滿(man)足(zu)目(mu)前(qian)工(gong)控(kong)領(ling)域(yu)的(de)要(yao)求(qiu)，許(xu)多(duo)新(xin)的(de)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)不(bu)再(zai)是(shi)簡(jian)單(dan)的(de)邏(luo)輯(ji)控(kong)製(zhi)而(er)已(yi)，增(zeng)加(jia)了(le)許(xu)多(duo)新(xin)的(de)功(gong)能(neng)要(yao)求(qiu)，如(ru)大(da)量(liang)數(shu)據(ju)處(chu)理(li)，存(cun)儲(chu)，圖(tu)形(xing)處(chu)理(li)，現(xian)地(di)顯(xian)示(shi)等(deng)。
除chu了le要yao求qiu功gong能neng的de強qiang大da，許xu多duo工gong程cheng開kai發fa人ren員yuan，以yi及ji最zui終zhong用yong戶hu，還hai希xi望wang控kong製zhi係xi統tong的de結jie構gou更geng為wei簡jian單dan，開kai發fa使shi用yong過guo程cheng更geng為wei快kuai捷jie，對dui其qi他ta控kong製zhi係xi統tong兼jian容rong性xing，開kai放fang性xing更geng強qiang。
對於這些需求，美國HORNER公司（GE公司重要合作夥伴）於20世紀80年代初，最早提出了“All in one”的一體化控製理念，並一直致力於這一理念產品的研發，推出了世界上最早的一體化控製器――OCS （Operator Control Station）。
傳統的控製係統，本地的顯示和PLCyibanshifenkaide，fenbieyongbutongderuanjianjinxingbianji，zhijiantongguochuankoutongxunlianjie，zheyangkaifarenyuanxuyaoxuduoshijianhejingliyongzairuanjiandepeixunhechengxudekaifashang，bingqiechuankoutongxundekekaoxingyebijiaocha，yiyushoudaoganrao。
而OCS控製器不是單純的PLC，也不是單純的人機顯示界麵，它將PLC，HMI，I/O和強大的網絡功能完美的結合到了一體。人機界麵和PLC控製程序的編程用同一套由HORNER開發的工業編程軟件CsCAPE完成（支持5種編程語言，標配為梯形圖）完成，使用戶使用起來更加方便快捷。
OCS不僅僅是PLC，HMI，I/O和網絡的簡單整合，並且增加了許多工控機或組態軟件的功能。如浮點運算，高級數學運算，圖形曲線（時間曲線，X－Y曲線），曆史數據本地記錄（大容量移動存儲卡，2G，HORNER最早采用MicroSD存儲），視頻輸入輸出，專家係統，操作界麵，數據監測，文件記錄和打印等。
2，更強的通訊功能，更好的開放性
近幾年來，隨著互聯網技術的普及與推廣，以太網也得到了飛速發展，特別是以太網通訊速率的提高、以太網交換技術的發展，給解決以太網的非確定性問題帶來了新的契機：首先，以太網的通信速率一再提高，從10Mbps，到100Mbps甚至到10Gbps，；qici，yitaiwangjiaohuanjiweilianjiezaiqiduankoushangdemeigewangluojiediantigongledulidedaikuan，lianjiezaitongyigejiaohuanjishangdebutongdeshebeibucunzaiziyuandezhengduo，zhejiuxiangdangyumeigeshebeiduzhanyigewangduan；第三，全雙工技術又為每個設備與交換機端口之間提供了發送與接收的專用通道，因此使不同的以太網設備之間的衝突大大降低（半雙工交換式）或完全避免（全雙工交換式）。因此，以太網成了確定的網絡，從而為它應用於工業自動化控製消除了主要的障礙。
與其它現場總線或工業通信網絡相比，以太網具有應用廣泛、成本低廉、通信速率高、軟硬件資源豐富、易於與INTERNET連接、可ke持chi續xu發fa展zhan潛qian力li大da等deng優you點dian，不bu僅jin壟long斷duan了le工gong廠chang綜zong合he自zi動dong化hua的de信xin息xi管guan理li層ceng網wang絡luo，而er且qie在zai過guo程cheng監jian控kong層ceng網wang絡luo也ye得de到dao了le廣guang泛fan應ying用yong，並bing有you直zhi接jie向xiang下xia延yan伸shen，應ying用yong於yu工gong業ye現xian場chang設she備bei層ceng網wang絡luo的de趨qu勢shi。
基於以太網和Internet的不斷發展，控製產品要想有更好的開放性，是離不開Ethernet的，因此HORNER的大部分OCS產品都內置了標準100Mbit以太網，並且具有WebServer和FTP server功能，也就是說，即使不用上位機，也可以將OCS的(de)狀(zhuang)態(tai)，包(bao)括(kuo)故(gu)障(zhang)報(bao)警(jing)信(xin)息(xi)和(he)事(shi)件(jian)處(chu)理(li)信(xin)息(xi)通(tong)過(guo)通(tong)訊(xun)模(mo)塊(kuai)自(zi)動(dong)傳(chuan)送(song)到(dao)互(hu)聯(lian)網(wang)上(shang)，用(yong)戶(hu)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)電(dian)子(zi)郵(you)件(jian)的(de)方(fang)式(shi)來(lai)接(jie)收(shou)這(zhe)些(xie)信(xin)息(xi)，也(ye)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)移(yi)動(dong)通(tong)信(xin)係(xi)統(tong)，利(li)用(yong)手(shou)機(ji)的(de)短(duan)信(xin)方(fang)式(shi)來(lai)接(jie)收(shou)這(zhe)些(xie)信(xin)息(xi)，甚(shen)至(zhi)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)GPRS、CDMA等deng先xian進jin的de通tong訊xun方fang式shi來lai進jin行xing控kong製zhi信xin息xi的de跨kua越yue時shi空kong的de通tong信xin。這zhe些xie通tong訊xun，使shi用yong戶hu可ke以yi最zui及ji時shi地di了le解jie到dao設she備bei的de運yun行xing狀zhuang況kuang，可ke以yi進jin行xing遠yuan程cheng診zhen斷duan和he遠yuan程cheng監jian控kong，對dui於yu生sheng產chan過guo程cheng控kong製zhi、製造過程的信息化、生產過程和管理的優化等都有極大的幫助。此外，OCS強大的串口通訊功能，支持多種協議乃至自由編程通訊，也為它和其他設備或控製係統連接提供了更好的選擇。
OCS具ju有you開kai放fang性xing和he通tong用yong性xing的de特te點dian，它ta並bing非fei專zhuan為wei某mou一yi個ge或huo兩liang個ge行xing業ye所suo設she計ji的de，而er是shi可ke以yi適shi合he許xu許xu多duo多duo不bu同tong的de行xing業ye，並bing應ying用yong在zai不bu同tong的de場chang合he。而er且qie，由you於yu它ta所suo具ju有you的de開kai放fang性xing特te點dian，還hai可ke以yi和he目mu前qian的de傳chuan統tong控kong製zhi係xi統tong混hun合he使shi用yong，並bing不bu斷duan地di升sheng級ji和he延yan伸shen，因yin此ci受shou到dao市shi場chang的de歡huan迎ying。
它在分散控製，離散點數據采集上廣泛應用，在包裝機，注塑機等成套設備上的應用更為突出。
五、結束語
PLC的未來發展除了產品本身的發展，更大程度上取決於用戶和市場的發展，任何產品存在的根本在於用戶和市場的需求。PLC以它的高可靠性和易操作性，主導了工控行業數十年，我相信它將繼續存在且壯大下去。
HORNER公司的OCS便是PLC不斷發展創新的產物，它仍然保持並延續了PLC的高可靠，高穩定性的特點。
OCS這種多功能的開放的一體化的控製理念，將逐漸成為PLC一個新的發展方向，它使許多原來需要在工控機上實現的功能，得以在PLC這個穩定可靠的平台上實現；PLC與HMI的結合使用戶使用上更加方便快捷。
HORNER的“一體化”這一新穎控製理念的提出，為全球工控行業帶來了一股新鮮的力量，必將引起PLC一次新的發展。
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