可编程逻辑控制器的成长历程
2018-03-26宋攀
宋 攀
中车北京二七车辆有限公司 北京 100072
通过对PLC的研究和应用，我们能够研究出更好的工业自动化控制系统，从而保证生产的顺利进行。
一、PLC的诞生
在可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller英文缩写PLC）问世之前，工业控制领域中是继电器控制占主导地位。继电器控制系统有着十分明显的缺点：体积大、耗电多、可靠性差、寿命短、运行速度慢、适应性差，尤其当生产工艺发生变化时，就必须重新设计和安装，造成时间和资金的严重浪费。为了改变这一现状，1968年美国最大的汽车制造商通用汽车公司，为了适应汽车型号不断更新的要求，以在竞争激烈的汽车行业中占有足够的优势，进而提出要研制一种新型的工业控制装置来取代继电器控制装置，为此，特进行了公开招标。
根据招标要求，1969年美国数字设备公司研制出世界上第一台可编程逻辑控制器，并在通用汽车公司自动装配线上试用，获得了成功，从而开创了工业控制新时期。从此，PLC这一新的控制技术迅速发展起来，而且，在工业发达国家迅速地发展起来。
二、PLC的发展
从第一台PLC诞生至今，大致有四个历程。
第一代，普遍采用一位机来进行开发,采用磁芯存储器存储,只是简单的实现了逻辑上的控制功能。
第二代，使用了8位微处理器以及半导体存储器，产品出现了系列化。
第三代，采用了高性能微处理器及位片式处理器，计算速度得到了大幅度提高，从而促使其向多功能和联网通信方向发展。
第四代，不仅全面使用16位、32位微处理器、位片式微处理器、精简指令系统微处理器等高性能、高速度的处理器，而且在一台可编程控制器中同时配置多个微处理器，在很大程度上提高了其工作性能、运算速度及计算的准确度。同时由于大量含有微处理器的智能模块的出现，使其具备了逻辑控制、过程控制、运动控制、数据处理、联网通信等诸多功能，成为了真正的多功能控制器。
目前，随着大规模和超大规模集成电路等微电子技术的发展，PLC已由最初一位机发展到现在的16位和32位微处理器构成的微机化PC，而且实现了多处理器的多通道处理。如今，PLC技术已经非常成熟，不仅控制功能增强，功耗和体积减小，成本下降，可靠性增强，编程和故障检测也更为方便。同时，随着远程控制和通信网络、数据计算以及图像处理的发展，使可编程控制器向用于连续生产控制的方向发展，成为实现工业生产自动化的一大支柱。
现在，世界上有200多家PLC生产厂家，400多种PLC产品，按地域可分成美国、欧洲和日本等三个系列产品，各系列产品都各具特点。其中，美国是PLC生产大国，有100多家生产厂商，著名的有A-B公司、通用电气公司、莫迪康公司。欧洲产品主要生产商有德国的西门子公司、AEG公司、法国的TE公司。日本的三菱、欧姆龙、松下、富士等。韩国的三星、LG等。这些生产厂家占据了整个市场的大部分份额。
三、我国对PLC的研究和应用
我国对PLC的研究和应用始于20世纪70年代中期。1974年开始进行研究，但因为生产水平和元器件的限制，没能推广开。1977年研制成功了以一位微处理器为核心的PLC，并开始应用于工业生产中。20世纪70年代末，由于进口国外的成套专用设备，我国引进了不少国外的产品，同时在之后的设备改造和设计中逐渐地增加了PLC的应用，取得了良好的效果。不少科研单位和高新企业，在积极引进国外可编程逻辑控制器设备的同时，消化吸收并继承发展，重新开发，研制出了我国自己的一些可编程逻辑控制器品牌。
经过多年的发展，国内PLC品牌大约有三十多家。但国内使用的PLC却大部分是国外的品牌。这说明国内PLC还面临着很大的技术创新和市场竞争压力。
四、PLC的发展趋势
随着PLC应用领域日益扩大，PLC技术及其产品结构都在不断的升级改造，功能也在不断地增加，性价比越来越高。
（1）在产品规模方面。一方面，为了适应单片机及小型控制系统的需求，大力发展运算速度快，价格便宜的小型和超小型PLC。另一方面，随着系统控制的复杂性要求，对计算速度快速要求的同时还要满足用户大存储容量的需要。这就决定了PLC向高速度、大型化发展。
（2）向网络化发展。网络化已成为将来PLC发展的趋势。PLC与PLC之间的联网通信、PLC与上位机之间的联网通信已经得到了广泛的实践应用。当前，各个生产厂家都在竭力研究自身产品的通讯技术。同时，不同的厂家也在协商指定的通信标准，以构成更大的网络系统，方便系统的开发和控制。PLC已经成为了集散控制系统不可或缺的一部分。
（3）向模块化、智能化发展。为了适应工业自动化控制系统多变、灵活的需求。PLC研发人员研究出各种功能的模块，如：智能I/O控制模块、温度控制模块和专门用于检测故障的模块等。这些功能强大的模块为系统的开发和应用提供了极大的便利。
（4）编程语言和编程软件的多样化和标准化。目前的各个品牌的PLC产品都有自己的编程语言、编程软件，呈现了并驾齐驱的态势。将来的PLC会向制造自动化协议慢慢发展，使PLC的基本硬件、软件、及软件的开发工具更加的规范和统一。
五、结论
由于可编程逻辑控制器的显著优点,它从一诞生就受到了世界的高度关注。在可编程逻辑控制器30多年的成长过程中，可编程逻辑控制器的生产已经发展成一个巨大的产业。据不完全统计，现在世界上有可编程逻辑控制器及其控制网络的生产厂商有200多家，所生产的产品种类达400多种。可编程逻辑控制器的产量和销量在工业控制装备中都一直高居首位。迄今为止，世界市场对其需求仍在稳步上升。
