PLC四十年來(lái)的發(fā)展概況

1985年，電工委員會(huì)(IEC)對(duì)PLC作出如下定義：

可編程控制器PLC是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)；它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏緝運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過(guò)數(shù)字、模擬式的輸入、輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程；可編程控制器及其有關(guān)外圍設(shè)備的設(shè)計(jì)，都要按照“易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充功能的原則”進(jìn)行。

由該定義可知：PLC是一種由“事先存貯的程序”來(lái)確定控制功能的工控類計(jì)算機(jī)。

20世紀(jì)60年代，汽車生產(chǎn)線的自控系統(tǒng)基本上由繼電器控制裝置構(gòu)成。當(dāng)時(shí)汽車的每一次改型都直接導(dǎo)致繼電器控制裝置的重新設(shè)計(jì)和安裝。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，汽車型號(hào)更新的周期變短，因而繼電器控制裝置就需要經(jīng)常地重新設(shè)計(jì)和安裝，這不僅費(fèi)時(shí)、費(fèi)工、費(fèi)料，甚至阻礙了更新周期的縮短。為了改變這一現(xiàn)狀，美國(guó)通用汽車公司在1969年公開(kāi)招標(biāo)，希望用新的控制裝置來(lái)取代繼電器控制裝置，并提出了以下10項(xiàng)招標(biāo)指標(biāo)：

①編程方便，現(xiàn)場(chǎng)可修改程序；

②維修方便，采用模塊化結(jié)構(gòu)；

③可靠性高于繼電器控制裝置；

④體積小于繼電器控制裝置；

⑤數(shù)據(jù)可直接送入起管理作用的(上位)計(jì)算機(jī)；

⑹成本可與繼電器控制裝置竟?fàn)帲?/p>

⑺輸入可以是交流115V(注：我們中國(guó)是AC220V)；

⑻輸出為(交流115V，2A以上)，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥、接觸器等；

⑼在擴(kuò)展時(shí)，原系統(tǒng)只需要進(jìn)行很小的變更；

⑽用戶程序存儲(chǔ)器容量至少能擴(kuò)展到4KB。

1969年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司(DEC)研制出*臺(tái)PLC，并在美國(guó)通用汽車自動(dòng)裝配線上試用，獲得了成功。這種新型的工控裝置，以其體積小、可變性好、可靠性高、使用壽命長(zhǎng)、簡(jiǎn)單易懂、操作維護(hù)方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，很快就在美國(guó)的許多行業(yè)里得到推廣應(yīng)用。到1971年，已經(jīng)成功地應(yīng)用于食品、飲料、冶金、造紙等行業(yè)。

這一新型的工控裝置的出現(xiàn)，受到世界上許多國(guó)家的高度重視。1971年，日本從美國(guó)引進(jìn)了這項(xiàng)新技術(shù)，很快研制出了他們的第1臺(tái)PLC。1973年，西歐國(guó)家也研制出他們的第1臺(tái)PLC。我國(guó)從1974年始研制，到1977年開(kāi)始應(yīng)用于工控領(lǐng)域。

早期的PLC，一般稱為“可編程邏輯控制器”(Programmable Logic Controller)。這時(shí)的PLC基本上是(硬)繼電器控制裝置的替代物，主要用于實(shí)現(xiàn)原先由繼電器完成的順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能。它在硬件上以“準(zhǔn)計(jì)算機(jī)”的形式出現(xiàn)，在I/O接口電路上做了改進(jìn)以適應(yīng)工控現(xiàn)場(chǎng)要求。裝置中的器件主要采用分立元件和中小規(guī)模集成電路，并采用磁芯存儲(chǔ)器。另外，還采取了一些措施，以提高抗*力。在軟件編程上，采用類似于電氣工程師所熟悉的繼電器控制線路的方式——梯形圖(Ladder)語(yǔ)言。因此，早期的PLC的性能要優(yōu)于繼電器控制裝置，其優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單易懂、便于安裝、體積小、能耗低、有故障顯示、能重復(fù)使用等。其中PLC*的編程語(yǔ)言——梯形圖語(yǔ)言一直沿用至今。

20世紀(jì)70年代，微處理器的出現(xiàn)使PLC發(fā)生了巨變。美國(guó)、日本、德國(guó)等一些廠家先后開(kāi)始采用微處理器作為PLC的CPU(*處理單元)，這樣使PLC的功能大大增強(qiáng)。在軟件方面，除了保持原有的邏緝運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等功能以外，還增加了算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、網(wǎng)絡(luò)通信、自診斷等功能。在硬件方面，除了保持原有的開(kāi)關(guān)模塊以外，還增加了模擬量模塊、遠(yuǎn)程I/O模塊、各種特殊功能模塊，并擴(kuò)大了存儲(chǔ)器的容量，而且還提供一定數(shù)量的數(shù)據(jù)寄存器。

到了20世紀(jì)80年，由于超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器價(jià)格大幅度下跌，使得各種類型的PLC所采用的微處理器的檔次普遍提高。早期的PLC一般采用8位的CPU，現(xiàn)在的PLC一般采用16位或32位的CPU。另外，為了進(jìn)一步提高PLC的處理速度，各制造廠還紛紛研制開(kāi)發(fā)出的邏輯處理芯片，這就使得PLC的軟、硬件功能有了巨變。

目前，世界上約有200家PLC生產(chǎn)廠商，其中，美國(guó)的Rockwell、GE，德國(guó)的西門子(Siemens)，法國(guó)的施耐德(Schneider)，日本的三菱、歐姆龍(Omron)，他們掌控著*80%以上的PLC*，他們的系列產(chǎn)品從只有幾十個(gè)點(diǎn)(I/O總點(diǎn)數(shù))的微型PLC到有上萬(wàn)個(gè)點(diǎn)的巨型PLC，*。

經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，國(guó)內(nèi)PLC生產(chǎn)廠家約有三十家，但尚未形成頗具規(guī)模的生產(chǎn)能力，國(guó)內(nèi)PLC應(yīng)用市場(chǎng)仍然以國(guó)外產(chǎn)品為主，如：Siemens的S7-200小系列、S7-300中系列、S7-400大系列，三菱的FX小系列、Q中大系列，0mron的CPM小系列、C200H中大系列等。

值得一提的是，湖北黃石的科威自控公司。

小系統(tǒng)用戶希望在數(shù)據(jù)處理上像DCS、可靠性上像PLC、價(jià)格上像單片機(jī)嵌入系統(tǒng)。嵌入式PLC正好滿足用戶的這些愿望。嵌入式PLC是指“將支持PLC(梯形圖)編程語(yǔ)言的內(nèi)核EasyCore以小板芯的形式”嵌入到特定的控制裝置中，使該裝置除了具有自身的功能之外，還具有PLC的基本功能；開(kāi)發(fā)人員能夠在該P(yáng)LC編程語(yǔ)言平臺(tái)上，輕而易舉地設(shè)計(jì)出通用型PLC、客戶型PLC、以及各種特型控制板。嵌入式PLC是科威公司立足原有的自動(dòng)化儀表技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)和10多年的自動(dòng)化工程項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，在華中科技大學(xué)、武漢理工大學(xué)的協(xié)作下，經(jīng)過(guò)3年多的努力攻關(guān)，*成功的。由于嵌入式PLC的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)價(jià)值十分巨大，2005年被列為國(guó)家攻關(guān)計(jì)劃。迄今為止，科威公司的嵌入式PLC產(chǎn)品——通用型PLC、(按照客戶要求定制的)客戶型PLC、特型控制板，已在紡織機(jī)械、工業(yè)窯爐、塑料機(jī)械、印刷包裝機(jī)械、食品機(jī)械、數(shù)控機(jī)床、恒壓供水設(shè)備、環(huán)保設(shè)備等行業(yè)中成功應(yīng)用，并且在窯爐自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用中占有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。