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PLC现状与发展浅论:
时间:2008-6-10 17:48:03  来源:本站原创  点击:3357

 

PLC现状与发展浅论:


   在制造工业(以改变几何形状和机械性能为特征)和过程工业(以物理变化和化学变化将原料转化成产品为特征)中,大量的开关量顺序控制,它按照逻辑条件进行顺序动作,并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制,及大量离散量的数据采集。传统上,这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国GM(通用汽车)公司提出取代继电气控制装置的要求,第二年,美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置,使得电气控制功能实现的程序化,这就是第一代可编程序控制器,英文名字叫Programmable Controller(PC)。


   上世纪80年代至90年代中期,是PLC发展最快的时期,年增长率一直保持为30~40%。在这时期,PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高,PLC逐渐进入过程控制领域,在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统.近年,工业计算机技术(IPC)和现场总线技术(FCS)发展迅速,挤占了一部分PLC市场,PLC增长速度出现渐缓的趋势,但其在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位,在可预见的将来,是无法取代的。目前,世界上有200多厂家生产300多品种PLC产品,主要应用在汽车(23%)、粮食加工(16.4%)、化学/制药(14.6%)、金属/矿山(11.5%)、纸浆/造纸(11.3%)等行业。


PLC发展的重点:


1、  人机界面更加友好


2、  网络通讯能力大大加强


3、  开放性和互操作性大大发展


由于近年来日本的中大型PLC纷纷推出一个机架上可装插多个CPU模块的结构,所以将PC机模块与PLC的CPU模块、过程控制CPU模块或运动控制模块同时插在一个机架上,实际上就是将原来PLC要通过工厂自动化(FA)用PC机与管理计算机通信的三层结构(图1a),改为PLC系统可直接与生产管理用的计算机通信的两层结构(图1b)。这样一来,上报生产实绩,接受管理机的生产指示来得快捷方便。


科威嵌入式PLC在隧道窑控制系统上的应用


隧道窑是一种连续式窑炉,主要用于陶瓷建材、日用陶瓷等烧制,就其结构而言主要由预热区、高温区、急冷区和缓冷区组成,隧道窑的控制涉及风机的控制、温度的检测、压力的检测,温度的控制、压力的控制以及其它控制。将CAN总线技术应用在隧道窑控制系统,可以很好地满足温度和压力实时控制的要求,系统通信速率高、稳定性强,而工业级人机界面的参与,使得控制系统更加直观化,易于用户使用和操作。下面以河北唐山某陶瓷厂的一条隧道窑为案例,介绍其控制系统的实现过程。本控制系统由3台嵌入式PLC(EASY-M2416R)、2台CAN-AD1216、1台CAN-AD1208、1台CAN-DA1208等部分组成。其中,嵌入式PLC用于逻辑开关量的控制,PID运算,以及通过CAN总线与下级的模块进行通讯;温度采集模块CAN-AD1216用来完成20点温度模拟量的采集;压力采集模块CAN-AD1208用来采集2点压力信号;模拟量输出模块CAN-DA1208用来控制风机变频器。


PLC控制在电厂化学水处理系统中的应用:


系统由两台上位计算机和一套冗余PLC系统构成。上位计算机系统采用工业级计算机构成功能强大的监测与控制系统,计算机上安装Intellution公司的FIX7.0工业监测与控制系统软件,通过合理的系统设计和系统组态,实现对整个化学水处理工艺流程的动态监视和控制。通过上位计算机系统和强大的工业控制传输网络,实现对整个生产工艺工程的自动化管理和控制。

PLC选用Siemens公司S7400冗余控制器,控制系统采用双机热备冗余方式,通过远程I/O的方式连接现场需要监测与控制的点,远程I/O由EM200通讯处理器和S7300系列I/O模块组成。冗余的主控制站可以保证系统的停机维护时间为零,最大限度的减少人对系统的干预。主控制系统热备系统和远程I/O控制站之间采用高性能的冗余Profibus工业总线传输网络,实现信息的可靠、安全、稳定的传输。Profibus是一种高速和便宜的现场总线,它专门设计为自动控制系统和设备级分散的I/O之间进行通信使用,最大传输速率可达12Mbps。
   上位计算机系统安装CP1613通讯卡,与PLC控制单元之间采用工业以太网传输网络。以太网属国际标准,工业以太网已达到高传输安全性和可靠性要求,现已广泛用于程序维护、向MIS和MES系统传递工厂数据、监控、连接人机界面、记录事件和告警。工业以太网具有高传输速率(目前达到100Mbps)、集线器技术的确定性、不需考虑网络的拓扑结构、传输物理介质多样(双绞线、光纤、同轴电缆)、集线器的应用可不考虑网络的扩展等优点。
   通过以太网络将上位计算机系统和现场监测与控制点紧密的结合为一个整体,构成一个完整的系统。在这样高速传输网络上,可以很方便的利用PLC系统所特有的功能,实现对整个控制系统的计算机在线远程诊断功能


PLC的发展已经从单一的模式进入了通信的网络时代,并同其它的工控网板和I/O卡板轻易的进行共享。组态软件可以将所有的这些硬件连接起来,通过更直观的动画图片来进行控制,并可以通过互联网在异地进行控制,像神舟五号的发射就是采用这种办法来使飞船升空。
     更高层次的发展需要我们不断的努力来取得。PLC的出现已经足足影响了几代人,我们也从上一辈的经验中获取了更多的知识和教训,来不断的发展PLC技术,将它推向更高浪潮。

 

 

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