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未來，可編程PLC控制器（PLC）將在硬件、軟件和通信領(lǐng)域不斷進(jìn)步，以適應(yīng)科技的發(fā)展?？赡艿难葸M(jìn)將包括PLC和可編程自動控制器(PAC)的一些功能的組合，以實(shí)現(xiàn)從工廠底部到頂部的通信。
從一開始，當(dāng)PLC開始大量取代繼電器和定時器時，就有一種驅(qū)動力，即減小自動控制系統(tǒng)的尺寸，簡化對PLC未來發(fā)展趨勢的支持和維護(hù)。在過去的幾年里，繼電器已經(jīng)被更小的基于機(jī)架的結(jié)構(gòu)或具有遠(yuǎn)程輸入/輸出端口的更小的可編程邏輯控制器所取代。
隨著超大規(guī)模集成電路、超大規(guī)模集成電路等微電子技術(shù)的發(fā)展，可編程邏輯控制器從最初的單位計(jì)算機(jī)發(fā)展到現(xiàn)在的由16位和32位微處理器組成的微機(jī)PC機(jī)，實(shí)現(xiàn)了多處理器的多通道處理。如今，PLC技術(shù)非常成熟，不僅增強(qiáng)了控制功能，降低了功耗和體積，降低了成本，提高了可靠性，使編程和故障檢測更加靈活方便，而且隨著遠(yuǎn)程I/O和通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)處理和圖像顯示的發(fā)展，使PLC朝著連續(xù)生產(chǎn)過程控制的方向發(fā)展，成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化的支柱。
隨著可編程控制器的應(yīng)用越來越多，可編程控制器技術(shù)及其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)也在不斷完善，功能越來越強(qiáng)大，性價比也越來越高。
1.更小、更快、更好
隨著電子工業(yè)的不斷發(fā)展，當(dāng)今處理器、電路板和元器件的尺寸不斷縮小。這些技術(shù)正在慢慢作用于PLC，使其更加穩(wěn)定、可靠和健壯，并進(jìn)一步完善其功能，如更快的處理器、可擴(kuò)展的內(nèi)存容量和新的特色通信機(jī)制。
為響應(yīng)市場需求，許多特性和功能正從高端PLC向低端PLC轉(zhuǎn)移。同時，PLC也受益于內(nèi)存成本和體積的降低。這些優(yōu)勢極大地提高了本地化數(shù)據(jù)的存儲容量，并允許可編程邏輯控制器用于過去需要昂貴的數(shù)據(jù)捕獲系統(tǒng)的應(yīng)用中。這也使得其他功能的實(shí)現(xiàn)成為可能，比如產(chǎn)品信息的車載存儲，從而加快故障排除。
如今的PLC也從USB技術(shù)中受益匪淺，這使得控制系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)、編程和監(jiān)控比以往任何時候都更加容易。
2.可編程控制器與聚合氯化鋁的集成
許多工業(yè)控制器供應(yīng)商仍在銷售PAC和PLC的異同，但未來的自動化工程師在考慮他們的系統(tǒng)時，他們可能不在乎名稱是什么，而只關(guān)注性能和實(shí)際功能。就像這兩個設(shè)備的定義和特性在不斷演變一樣，PLC和PAC也會相互融合發(fā)展。
基于這種演變，低端和高端市場將會有大量的機(jī)會。隨著硬件技術(shù)的進(jìn)步，高級功能將進(jìn)入低端處理器。這反過來將推動供應(yīng)商將更多的功能和選擇整合到高端產(chǎn)品中。
高速處理器和更大的存儲空間將促進(jìn)先進(jìn)功能的應(yīng)用，如運(yùn)動控制、視覺系統(tǒng)集成和各種通信協(xié)議的協(xié)同支持。當(dāng)然，為了吸引更多的用戶，PLC還是會保留其簡單的功能。
在PAC和PLC相互融合的過程中，我們可以看到這兩款產(chǎn)品在不斷的改進(jìn)和進(jìn)步。PAC可以讓用戶在傳統(tǒng)的工業(yè)自動化領(lǐng)域進(jìn)行拓展，鼓勵供應(yīng)商開發(fā)滿足客戶需求的新產(chǎn)品。
這些要求對產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員提出了挑戰(zhàn):迫使他們尋找新的方向，例如支持現(xiàn)有的組件來構(gòu)建新的系統(tǒng)，以滿足惡劣的工業(yè)環(huán)境。未來的挑戰(zhàn)將包括提供連接、擴(kuò)展存儲容量和提高控制器處理能力，以應(yīng)對日益復(fù)雜的應(yīng)用程序，同時保持甚至降低最終產(chǎn)品的成本。
3.階梯語言:永不說再見
五十年前，硬線繼電器邏輯被梯形語言取代，給熟悉繼電器邏輯的技術(shù)人員和工程師帶來了便利，但也有其局限性，尤其是在過程控制和數(shù)據(jù)處理應(yīng)用中。
IEC61131-3為工業(yè)控制器提供了另一種編程語言，但梯形語言仍有其自身的優(yōu)勢，并一直顯示出其獨(dú)特的魅力。過程控制雖然有連續(xù)的功能圖，但結(jié)構(gòu)化文本對數(shù)據(jù)處理也有好處，其他IEC語言也有自己的優(yōu)勢。但梯形語言仍將是PLC編程語言的領(lǐng)頭羊。
供應(yīng)商及其客戶購買內(nèi)置梯形圖語言邏輯編程的PLC，并使用這類PLC控制大量基礎(chǔ)設(shè)備。也有大量的工程師、技術(shù)員、電氣工程師和維修工人更喜歡梯形語言這種簡單的編程技術(shù)。無論硬件如何發(fā)展，這種語言將在很長一段時間內(nèi)繼續(xù)成為PLC的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
雖然梯形邏輯語言可以作為簡單機(jī)器控制的基石，但功能塊編程技術(shù)可以減少代碼數(shù)量，尤其是當(dāng)需要將PLC代碼集成到統(tǒng)一的編程環(huán)境中時。
4.統(tǒng)一編程環(huán)境
將可編程控制器、運(yùn)動控制和人機(jī)界面編程結(jié)合到一個統(tǒng)一的環(huán)境中是未來幾年的趨勢。將可編程控制器和人機(jī)界面集成在同一個機(jī)架上可能會成為下一個趨勢，無論顯示器是包含在組件中還是作為外部選項(xiàng)。無論是集成到PLC I/O機(jī)架中的同一個處理器還是HMI模塊，目前的技術(shù)都可以支持這兩種配置。
一個獨(dú)特的編程環(huán)境對大多數(shù)用戶來說是理想的，只要它不太復(fù)雜。結(jié)合這些模塊的優(yōu)勢包括縮短學(xué)習(xí)周期和研發(fā)時間。但是，如果這種編程環(huán)境設(shè)計(jì)得不好，就會變得很麻煩，操作起來也很困難。
擁有統(tǒng)一編程環(huán)境的一個重要步驟是確保設(shè)備可以共享同一個標(biāo)記名數(shù)據(jù)庫。標(biāo)簽是程序和過程之間的重要聯(lián)系。建立數(shù)據(jù)庫是一個耗時的項(xiàng)目，減少這些重復(fù)的任務(wù)將縮短總體R&D時間并降低出錯的概率。
5.歡迎來到無線時代
在過去的幾十年里，特別是在20世紀(jì)90年代初，工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域出現(xiàn)了大量不同的通信網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議。隨著時間的推移，這些不同的選擇逐漸留給少數(shù)領(lǐng)導(dǎo)者。與消費(fèi)PC及其外設(shè)一樣，這一趨勢將持續(xù)下去，未來將專注于自配置即插即用解決方案。
其實(shí)這些通信技術(shù)能否實(shí)現(xiàn)實(shí)時性并不需要關(guān)注，因?yàn)橐蕴W(wǎng)等很多工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的原始速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于大多數(shù)應(yīng)用的需求。
至于本地存儲設(shè)備和其他設(shè)備之間的通用接口，雖然USB可用，但也有其局限性。USB是即插即用的，但是將硬件和軟件與USB集成需要設(shè)備供應(yīng)商的額外投資。正因如此，條碼識別器、電子秤等工業(yè)硬件供應(yīng)商變化緩慢，短期內(nèi)仍將采用RS232接口。
目前高端PLC的通信接口可以適應(yīng)多種協(xié)議。預(yù)計(jì)隨著未來用戶需求的標(biāo)準(zhǔn)化，這種情況有望得到改善，可能只有以太網(wǎng)和無線的形式，或者有工業(yè)藍(lán)牙的可能選擇。
這是一個無線時代。然而，在我們看到商用和工業(yè)無線通信協(xié)議的巨大融合之前，工業(yè)應(yīng)用確實(shí)需要在更大范圍內(nèi)具有魯棒性并確保數(shù)據(jù)完整性的無線技術(shù)。
6.完全集成的工廠
PLC未來最引人注目的變化應(yīng)該是企業(yè)資源計(jì)劃(ERP)系統(tǒng)或其他高級系統(tǒng)與工廠級的集成。過去，主要的集成任務(wù)是提取機(jī)器和處理數(shù)據(jù)，并將其上傳到那些高級系統(tǒng)。未來，鉤子和函數(shù)等新技術(shù)將簡化這種集成。
增強(qiáng)的通信、提高的處理速度和更大的存儲容量賦予了PLC管理自身生成的數(shù)據(jù)的能力。這是PLC的自然發(fā)展趨勢。
雖然形式、用途和性能將發(fā)生很大變化，但在未來，可編程控制器一詞將繼續(xù)作為許多工業(yè)自動化控制器的名稱。PLC的規(guī)模會不斷縮小，硬件的發(fā)展也會給PLC帶來新的特點(diǎn)和功能。而軟件和通訊能力的提升將會給由來已久的PLC這個名字一個全新的定位——工業(yè)自動化平臺?！?】
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【1】節(jié)選自《OFweek工控網(wǎng)》