PLC的發(fā)展趨勢(shì)
一、前言
長(zhǎng)期以來,PLC始終處于工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的主戰(zhàn)場(chǎng),為各種各樣的自動(dòng)化控制設(shè)備提供了非??煽康目刂茟?yīng)用。其主要原因,在于它能夠?yàn)樽詣?dòng)化控制應(yīng)用提供安全可靠和比較完善的解決方案,適合于當(dāng)前工業(yè)企業(yè)對(duì)自動(dòng)化的需要。另一方面,PLC還必須依靠其他新技術(shù)來面對(duì)市場(chǎng)份額逐漸縮小所帶來的沖擊,尤其是工業(yè)PC所帶來的沖擊。PLC需要解決的問題依然是新技術(shù)的采用、系統(tǒng)開放性和價(jià)格。
PLC技術(shù)展的最終趨勢(shì)仍然是人們所爭(zhēng)論的焦點(diǎn)之一。大多數(shù)人認(rèn)為,PLC將會(huì)繼續(xù)失去市場(chǎng)份額;更有甚者認(rèn)為,在工業(yè)PC面前,PLC將會(huì)一步一步走向死亡;但也有一部分人相信,一些特殊工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域仍將為PLC提供一定的市場(chǎng)份額。
在全球工業(yè)計(jì)算機(jī)控制領(lǐng)域,圍繞開放與再開放過程控制系統(tǒng)、開放式過程控制軟件、開放性數(shù)據(jù)通信協(xié)議,已經(jīng)發(fā)生巨大變革,幾乎到處都有PLC,但這種趨勢(shì)也許不會(huì)繼續(xù)發(fā)展下去。隨著軟PLC(SoftPLC)控制組態(tài)軟件技術(shù)的誕生與進(jìn)一步完善和發(fā)展,安裝有SoftPLC組態(tài)軟件和基于工業(yè)PC控制系統(tǒng)的市場(chǎng)份額正在逐步得到增長(zhǎng),這些事實(shí)使傳統(tǒng)PLC供應(yīng)商在思想上已經(jīng)發(fā)生了戲劇性的變化,他們必須面對(duì)現(xiàn)實(shí),在傳統(tǒng)PLC的技術(shù)發(fā)展與提高方面作出更加開放的高姿態(tài)。對(duì)于控制軟件來講,這是PLC控制器的核心,PLC供應(yīng)商正在向工業(yè)用戶提供開放式的編程組態(tài)工具軟件,而且對(duì)于工業(yè)用戶表現(xiàn)得非常積極。此外,開放式通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也得到了突破,其結(jié)果是將PLC融入更加開放的工業(yè)控制行業(yè)。
二、開放和基于工業(yè)PC控制
PLC制造商已經(jīng)開始注視基于工業(yè)PC控制技術(shù)所帶來的強(qiáng)大沖擊。有專家甚至認(rèn)為,新商務(wù)活動(dòng)所帶來的新技術(shù)和開放技術(shù)規(guī)范將會(huì)埋葬傳統(tǒng)PLC。PLC制造商認(rèn)為,雖然在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安裝有大量的PLC控制設(shè)備,但他們?nèi)匀恍枰?lián)合工控軟件公司,以便開發(fā)他們自己的基于工業(yè)PC的過程控制軟件。
誠(chéng)然,幾年前在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)明顯存在著新舊PLC混合使用的情況,工業(yè)用戶不得不同時(shí)學(xué)習(xí)相關(guān)的新舊知識(shí),甚至彼此借鑒學(xué)習(xí)。大多數(shù)PLC制造商為工業(yè)用戶僅僅提供了軟邏輯和一種操作平臺(tái)。
在高端應(yīng)用方面,很難進(jìn)一步區(qū)分PLC控制系統(tǒng)和工業(yè)PC控制系統(tǒng)之間的差異,因?yàn)檫@兩者均采用了同樣類型的微處理器和內(nèi)存芯片。形象地打個(gè)比喻,如果你忘掉工業(yè)PC和PLC這些詞語字面上的含義,那么在箱子里所能夠觀察到的恰恰是一些基本計(jì)算機(jī)硬件技術(shù),我們更多觀察到的卻是那些基本技術(shù)的復(fù)雜化和混合體,這些技術(shù)被有效地組合到控制系統(tǒng)中去。
另外,采用開放控制的原因一方面是系統(tǒng)功能集成的需要,另一方面也是由于一些工業(yè)用 戶對(duì)功能過分苛求所致。如果能夠給予高度的重視,就能夠獲得更多的基本技術(shù)知識(shí)。PLC制造商專注于系統(tǒng)功能化,而工業(yè)用戶則專注于系統(tǒng)應(yīng)用。人們可以看到,將來的發(fā)展趨勢(shì)是將更多的功能進(jìn)一步集成到一個(gè)控制箱內(nèi)。因而像順序控制和過程控制這樣的事件將會(huì)采用功能化方式進(jìn)行處理,其他像運(yùn)動(dòng)控制等也能夠共享到相同的控制結(jié)構(gòu)體系中。
可以相信,PLC技術(shù)將繼續(xù)向開放式控制系統(tǒng)方向轉(zhuǎn)移,尤其是基于工業(yè)PC的控制系統(tǒng)。后者除了在靈活性方面比傳統(tǒng)PLC具有截然不同的優(yōu)勢(shì)外,還具有其他優(yōu)點(diǎn),如能夠縮短系統(tǒng)投放到市場(chǎng)的周期,降低系統(tǒng)投資費(fèi)用,提高從工廠底層到企業(yè)辦公自動(dòng)化的數(shù)據(jù)信息流動(dòng)效率等。
關(guān)于工業(yè)PC控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)響應(yīng)問題已經(jīng)得到很好的解決,也許其主要的東西仍然隱藏在技術(shù)背后,但缺乏相應(yīng)的跟蹤記錄。對(duì)于PLC來講,堅(jiān)固性是其主要特點(diǎn)之一,這已經(jīng)有相當(dāng)多的跟蹤記錄來驗(yàn)證。工業(yè)用戶仍然非常小心地對(duì)待PLC,他們正在對(duì)PLC作不同的技術(shù)測(cè)試工作。在利用一種新技術(shù)時(shí),工業(yè)用戶需要考慮的問題是要冒多大的風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)需要考慮對(duì)其商務(wù)活動(dòng)能夠帶來多少機(jī)會(huì)和收益。
但工業(yè)用戶不完全相信開放式控制系統(tǒng)所帶來的好處。隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,他們開始逐漸淡化這些思想觀念。工業(yè)用戶正在平衡采用新技術(shù)所存在的風(fēng)險(xiǎn)和給他們的商務(wù)活動(dòng)所帶來的收益,以便為今后的決策提供有效的保障。
工業(yè)PC技術(shù)提供了許多功能,能夠增強(qiáng)PLC的功能特性,包括內(nèi)藏視頻和高速浮點(diǎn)數(shù)字協(xié)處理器。盡管Microsoft公司沒有進(jìn)一步提升該項(xiàng)功能特性的計(jì)劃,但新的Windows CE 3.0完全能夠更好地滿足過程控制的需要。
不久前,Siemens公司公布了一套新的基于開放式控制系統(tǒng)的軟件產(chǎn)品,即3.0版本的SIMATIC WinAC(Windows自動(dòng)化中心)。WinAC是基于Windows NT,與SIMATIC S7 PLC兼容的適合于工業(yè)PC的控制系統(tǒng)解決方案。WinAC 3.0提供了具有較高集成度的Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線局域網(wǎng)的連接性能,以及遠(yuǎn)程程序設(shè)計(jì)。此外,它還為現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備本地化集成提供了一種新的DeviceNet I/O設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序,用于連接所安裝的DeviceNet I/O設(shè)備。
Steeplechase軟件公司也已推出了一套支持硬實(shí)時(shí)過程控制的嵌入式Windows NT操作系統(tǒng)接口部件。該部件進(jìn)一步結(jié)合了Steeplechase公司采用SBS技術(shù)并運(yùn)行于Windows NT環(huán)境的工業(yè)Compact PCI的硬實(shí)時(shí)控制軟件。現(xiàn)在,Steeplechase公司的可視化邏輯控制器已經(jīng)升級(jí)到5.0版。該控制器適合于Windows NT 4.0和Windows 2000兩種操作系統(tǒng),它的實(shí)時(shí)引擎能夠直接與普通的Ethernet和TCP/IP集成在一起。5.0版本的控制器利用了一種增強(qiáng)型OPC服務(wù)器驅(qū)動(dòng)程序,因而比以前的版本具有更快的運(yùn)行速度。其他一些特點(diǎn)還包括新OI網(wǎng)絡(luò)特性,以及能夠讓工業(yè)用戶自己設(shè)計(jì)出豐富多彩的動(dòng)態(tài)圖形畫面等。
Transysoft公司最近推出了新版本的ISaGRAF系列工業(yè)控制組態(tài)軟件包,即ISaGRAF PRO,它是基于IEC 61131-3國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),并獨(dú)立于任何硬件平臺(tái)的軟邏輯自動(dòng)化控制軟件包。在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)化過程控制系統(tǒng)環(huán)境中,該軟件包能夠應(yīng)用于多種組態(tài)和分布式控制系統(tǒng)的開發(fā),它包含了一套開發(fā)工具、應(yīng)用程序工作平臺(tái),以及相應(yīng)的“虛擬機(jī)器”運(yùn)行時(shí)目標(biāo)。該運(yùn)行時(shí)目標(biāo)能夠運(yùn)行于各種各樣的硬件平臺(tái)。
CTC自動(dòng)化工程公司已經(jīng)發(fā)布了一套新的控制軟件包MachineLogic PCLC(工業(yè)PC邏輯控制器),該軟件可以讓工業(yè)PC扮演PLC的角色,且仍然保持著工業(yè)PC的功能特性。該軟件能夠完成一臺(tái)PLC所確定的控制任務(wù),并且與程序執(zhí)行時(shí)間一樣快,均在1 ms以內(nèi);還能夠同時(shí)處理多任務(wù)工作,但不能同時(shí)超過16個(gè)控制任務(wù)。一種具有優(yōu)先級(jí)和多任務(wù)處理內(nèi)核的機(jī)制保持著對(duì)每一件控制任務(wù)的跟蹤,確??刂迫蝿?wù)能夠取得最高的優(yōu)先權(quán)。該軟件能夠運(yùn)行全部5種IEC 61131-3標(biāo)準(zhǔn)程序設(shè)計(jì)語言和PID控制程序,支持兩種類型的I/O控制設(shè)備。一種是像Profibus和DeviceNet等這樣的現(xiàn)場(chǎng)總線I/O設(shè)備;另一種是像ISA和PC/104這樣的工業(yè)PC I/O模板。另外,該軟件還提供了對(duì)控制系統(tǒng)的在線編輯組態(tài)功能。程序可以在Windows 95/98和Windows NT下開發(fā)并運(yùn)行,但也能夠在RTXDOS下執(zhí)行。
SoftPLC公司也提供了一種工控軟件產(chǎn)品Tealware,有人非常形象地把這種軟件產(chǎn)品稱作穿著工業(yè)PC衣服的PLC。那些安裝在支架上的控制系統(tǒng)已經(jīng)有了小型PLC的形狀系數(shù),但SoftPLC公司的控制軟件已經(jīng)被嵌入到CPU中。Tealware軟件能夠滿足各種類型工業(yè)用戶的需要,從小型、單機(jī)系統(tǒng)到大型、分散多控制工作站應(yīng)用。其特點(diǎn)包括全系列I/O模件、內(nèi)藏Ethernet和工業(yè)串行通信接口。
最近,Tealware軟件已經(jīng)升級(jí)到2.3版本。其中,控制軟件提供了事實(shí)上無限的梯形圖邏輯控制步序,同時(shí)允許有超過百萬字的數(shù)據(jù)表;許多OI/SCADA應(yīng)用接口;內(nèi)藏Java引擎和FTP服務(wù)器用于遠(yuǎn)程維護(hù)與管理;支持用戶自己編寫的C、C++、Java程序和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序;適合于嵌入式Web服務(wù)器用;程序設(shè)計(jì)的在線運(yùn)行模式;堅(jiān)固的I/O模件支持能力和許多其他標(biāo)準(zhǔn)PLC功能;可以運(yùn)行所輸入的,或者是經(jīng)過轉(zhuǎn)換的A-B公司的PLC-5、PLC-2/PLC、PLC-3和SLC-500程序。
三、Ethernet的擴(kuò)展與進(jìn)一步容納Web技術(shù)
當(dāng)前,在所有過程控制領(lǐng)域,最大的發(fā)展趨勢(shì)之一就是Ethernet技術(shù)的擴(kuò)展。PLC也例外,現(xiàn)在,越來越多的PLC供應(yīng)商開始提供Ethernet接口部件。在最近的幾年間,我們已經(jīng)看到,發(fā)展比現(xiàn)有普通小快靈PLC更加強(qiáng)大的PLC是種趨勢(shì)。Ethernet將會(huì)成為PLC的通信標(biāo)準(zhǔn)嗎?也許最終結(jié)果是這樣的,但現(xiàn)在還為時(shí)尚早。對(duì)于在PLC上提供Ethernet接口將能夠解決所有通信問題,人們普遍存在著誤解。Ethernet僅僅定義了OSI參考模型底部的幾層協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),如果上層協(xié)議相互之間不能兼容,那么仍然不可能進(jìn)行相互之間的通信處理。打個(gè)比方,這如同一個(gè)不懂英語的中國(guó)人與一個(gè)不懂漢語的美國(guó)人之間是不能夠通過電話進(jìn)行對(duì)話一樣。因此,協(xié)議就是設(shè)備之間相互通信的語言。
另一方面,前進(jìn)的步伐已經(jīng)邁出,我們只有迎著困難而上,為了將Ethernet技術(shù)應(yīng)用到工廠底層的現(xiàn)場(chǎng)過程控制設(shè)備中去,ODVA協(xié)會(huì)為此建立了一套全球性標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范,即Ethernet/IP標(biāo)準(zhǔn),以便能夠解決在實(shí)際工作中所遇到的困難。
向Ethernet靠近的一個(gè)目的在于通過Internet能夠連接到所希望的任何地方。實(shí)際上,在一些意想不到的地方,Web服務(wù)器正在顯露出其應(yīng)有的威力。幾年前,有一些PLC系統(tǒng)已經(jīng)內(nèi)藏了Web服務(wù)器,這無疑又為PLC系統(tǒng)增加了更多的特點(diǎn)。其他類型的控制設(shè)備也正在準(zhǔn)備進(jìn)一步集成Web服務(wù)器。例如,Square D公司已經(jīng)有一個(gè)具備Ethernet連接接口的發(fā)動(dòng)機(jī)控制中心,并正在準(zhǔn)備開發(fā)一種內(nèi)藏Web服務(wù)器連接接口的變速裝置。
內(nèi)藏Web服務(wù)器所體一風(fēng)的益處包括開放網(wǎng)絡(luò)、商業(yè)工具的影響、客戶機(jī)/服務(wù)器關(guān)系。在過去,工業(yè)用戶可能會(huì)有代表性地詢問一些有關(guān)PLC方面的信息,但在現(xiàn)在,由于新技術(shù)的不斷誕生和發(fā)展,工業(yè)用戶很容易就可以得到有關(guān)這方面的信息。另一方面,隨著芯片和處理器大規(guī)模的生產(chǎn),PLC生產(chǎn)制造商能夠生產(chǎn)并提供開放網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)品,讓工業(yè)用戶花較少的費(fèi)用就能夠購(gòu)買到功能非常完善的PLC產(chǎn)品。
在為將PLC連接到Ethernet和Web上提供技術(shù)支持方面,Schneider公司已經(jīng)成了先驅(qū)者之一。最近,該公司推出了一種運(yùn)行于Premium PLC平臺(tái)的新型快速Ethernet(100 Mb/s)模件。該模件為PLC能夠連接到TCP/IP的Ethernet提供了全雙工自適應(yīng)10/100Mb/s的連接速度,現(xiàn)場(chǎng)過程控制器之間可以共享實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息,自動(dòng)掃描Momentum I/O模件和其他任何基于Modbus通信協(xié)議的現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備,采用一個(gè)嵌入式Web服務(wù)器提供HTML通信服務(wù),同時(shí)提供了SNMP用于標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)通信管理。在一次展覽會(huì)上,Schneider公司還向工業(yè)用戶展示了他們有關(guān)透明工廠的觀念。
另外,Schneider公司最近還推出了基于Modicon公司的Momentum MIE系列處理器的適配器,該適配器提供了標(biāo)準(zhǔn)IEC程序控制性能,進(jìn)一步為e-制造提供了完美的解決方案。該適配器還提供了將智能化I/O系統(tǒng)和其他現(xiàn)場(chǎng)過程控制設(shè)備連接到Internet和Ethernet的能力,現(xiàn)場(chǎng)過程控制設(shè)備包括所有功能化實(shí)時(shí)過程控制器。
幾年前,Rockwell自動(dòng)化公司也在其PLC產(chǎn)品中提供了Ethernet接口,而且正在堅(jiān)定不移地穩(wěn)步提高Ethernet的功能特性。該公司最近已經(jīng)公布了一種柔性I/O模件解決方案,這種柔性I/O模件利用非專利版本的Ethernet技術(shù)能夠提供實(shí)時(shí)過程控制性能。A-B公司提供的1756型ControlLogix I/O也是基于標(biāo)準(zhǔn)Ethernet TCP/IP和UDP數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的組件,其應(yīng)用層使用了一種開放式、面向?qū)ο?、基于生產(chǎn)者/ 消費(fèi)者的技術(shù)。這種技術(shù)在ControlNet、DeviceNet和FF現(xiàn)場(chǎng)總線H1網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中也能夠找到。
同樣,其他許多公司也已經(jīng)推出了Ethernet通信接口模件。例如,來自于IDEC公司的OpenNet PLC控制器所提供的通信接口,實(shí)現(xiàn)了與DeviceNet、LonWorks和Interbus等現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備的兼容。該控制器利用一個(gè)Interbus遠(yuǎn)程I/O主卡件能夠處理不超過480點(diǎn)本地I/O和512點(diǎn)遠(yuǎn)程數(shù)字量I/O。
Sierra公司所提供的8051型工業(yè)通信橋路能夠讓彼此之間互不兼容的PLC、DCS、RTU和SCADA系統(tǒng)很好地集成在一起。這種工業(yè)通信橋路通過RS-232、422、485,或者Ethernet通信鏈路實(shí)現(xiàn)了高速網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。該橋路控制器同時(shí)提供8個(gè)RS-232串行通信接口,2個(gè)RS-485/422隔離串行通信接口,2個(gè)10Base-T Ethernet接口,以及一個(gè)用于冗余熱備份橋路的連接器。
來自于ProSoft公司的多制造商接口套裝組件為A-B公司的PLC、SLC、ControlLogix和FLEX I/O(包括1771、1746、1765和1794)平臺(tái)提供了串行通信能力。每一個(gè)模件包含了一個(gè)80386處理器,并同時(shí)嵌入有DOS操作系統(tǒng),因而,可以被看作是具有I/O能力的工業(yè)PC,另外,該控制器同樣具有“A>”磁盤操作提示符,以及Autoexec.bat和Config.sys文件。應(yīng)用程序可以是從簡(jiǎn)單的ASCII通信到復(fù)雜的32位控制算法。
另一家通常從事運(yùn)動(dòng)控制方面研究的公司Giddings & Lewis也為其PiC(可編程工業(yè)控制)和MMC(機(jī)械與運(yùn)動(dòng)控制)系列應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)控制方面的產(chǎn)品增加了Ethernet TCP/IP接口。這些單元部件提供了可以連接到工廠內(nèi)部Intranet和Internet的能力,允許現(xiàn)場(chǎng)過程控制器之間共享數(shù)據(jù)信息。現(xiàn)場(chǎng)過程控制器與工業(yè)PC之間通常采用OPC服務(wù)器設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序來連接實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息,利用Ethernet網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和Web技術(shù)可以進(jìn)行遠(yuǎn)程文件傳輸、程序設(shè)計(jì)和系統(tǒng)維護(hù)。
現(xiàn)在,越來越多的企業(yè)正在計(jì)劃將其所有自動(dòng)化控制設(shè)備逐步連接到企業(yè)范圍內(nèi)的信息系統(tǒng)中去。對(duì)于工業(yè)用戶來講,也許他們已經(jīng)注意到有關(guān)Ethernet for Control系列控制解決方案,該技術(shù)更加依賴于Ethernet和Internet。幾乎所有PLC供應(yīng)商在其部分系列化產(chǎn)品中均提供了Ethernet連接特性,而且有些公司已經(jīng)確定將Web服務(wù)器徹底嵌入到他們的設(shè)備內(nèi)部,以便充分展現(xiàn)PLC的性能特點(diǎn)。利用PLC的Web連接特性,工業(yè)用戶不但可以從任何地方監(jiān)控控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀況,而且還可以像利用系統(tǒng)手冊(cè)一樣獲取所需要的任何數(shù)據(jù)信息。
當(dāng)然,如果工業(yè)用戶正在著手將其控制系統(tǒng)連接到Internet,則必須為此設(shè)置安全的信息發(fā)布地址。另外,為了防止黑客進(jìn)入到控制系統(tǒng)中去,還必須安裝一套安全性能較好的防火墻軟件。
SoftPLC公司在網(wǎng)絡(luò)安全性方面投入了極大的熱情和興趣,他們將一個(gè)具有實(shí)時(shí)和確定性的Java虛擬機(jī)器嵌入到過程控制器中去。Java使其不僅能夠運(yùn)行基于Web的Active X控件對(duì)象,同樣也能夠運(yùn)行Servlets。Servlets是個(gè)運(yùn)行于Web服務(wù)器任務(wù)高度集成在一起,能夠提供動(dòng)態(tài)Web頁面內(nèi)容。Servlets程序代碼清晰可見、面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)、模件化,開發(fā)起來非常簡(jiǎn)單明了,Servlets也提供了數(shù)據(jù)信息安全性能,允許進(jìn)一步限制實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息,如僅僅是所選定的工業(yè)用戶,或者是所選定的注冊(cè)數(shù)據(jù)信息。如果過程控制器被有效地連接到Internet,那么安全性對(duì)其是非常的重要。
黑客的入侵還不是唯一的煩惱,如果網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)癱瘓,我們首先需要干什么呢?黑客入侵的解決方案是采用冗余。在過程控制器中采用冗余IP地址、冗余網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、冗余通信電纜,以及熱備份等方式,當(dāng)突發(fā)事件發(fā)生時(shí)能夠很好地為過程控制系統(tǒng)提供服務(wù)。
許多PLC供應(yīng)商在其產(chǎn)品的開發(fā)過程中仍然繼續(xù)不斷地改進(jìn)和提高通信性能,其開發(fā)方向主要面向于Ethernet技術(shù)和基于Web技術(shù)。
Omron公司在其產(chǎn)品中提供了全部Ethernet連接能力,借助于TCP/IP數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議,其產(chǎn)品完全適合于所有Ethernet技術(shù)規(guī)范。另外,該公司最近還發(fā)布了幾個(gè)新的基于Profibus-DP的產(chǎn)品。在CS1控制器平臺(tái)上,提供了主單元部件允許建立在Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)上所有過程控制器設(shè)備在亡命產(chǎn)臺(tái)上的運(yùn)行特性;同時(shí)還提供了一套新的Sycon-DP組態(tài)工具軟件包,允許工業(yè)用戶很容易就能夠進(jìn)行過程控制系統(tǒng)的組態(tài)和網(wǎng)絡(luò)的委托管理;此外,一種新的多I/O終端可以作為Profibus-DP從部件,所組成的通信單元提供了一個(gè)接口用于連接一個(gè)或者更多的I/O模件單元,有Ethernet技術(shù)規(guī)范。另外,該公司最近還發(fā)布了幾個(gè)新的基于Profibus-DP的產(chǎn)品。在CS1控制器平臺(tái)上,提供了主單元部件允許建立在Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)上的所有過程控制器設(shè)備在該平臺(tái)上的運(yùn)行特性;同時(shí)還提供了一套新的Sycon-DP組態(tài)工具軟件包,允許工業(yè)用戶很容易就能夠進(jìn)行過程控制系統(tǒng)的組態(tài)和網(wǎng)絡(luò)的委托管理;此外,一種新的多I/O終端可以作為Profibus-DP從部件,所組成的通信單元提供了一個(gè)接口用于連接一個(gè)或者更多的I/O模件單元,與該公司的C200H系列PLC還能夠很好地結(jié)合在一起工作。
Rockwell自動(dòng)化公司在其產(chǎn)品中也積極地增加了對(duì)Ethernet連接性能的支持,包括專門提供用于ControlLogix的Ethernet/IP、FLEX I/O、MicroLogix和PanelView系列產(chǎn)品。類似產(chǎn)品還有ProcessLogix、PLC和SLC 500過程控制器系列。通過進(jìn)一步改進(jìn)和提高,其產(chǎn)品能夠同時(shí)支持隱式和顯式兩種數(shù)據(jù)信息的傳輸,借助于隱式數(shù)據(jù)信息傳輸方式,其數(shù)據(jù)字段僅僅包含了實(shí)時(shí)I/O數(shù)據(jù)信息。
在ControlLogix Ethernet/IP陣容中包含了一個(gè)Ethernet/IP橋路模件、一個(gè)Ethernet/IP通信接口模件、RSLinx軟件包和一個(gè)Ethernet/IP通信接口收發(fā)器。FLEX I/O網(wǎng)絡(luò)接口模件適合于Ethernet/IP,包括一個(gè)10/100Mb/s Ethernet/IP,包括一個(gè)10/100Mb/s Ethernet/IP光纖適配器。對(duì)于MicroLogix、ompactLogix、SLC500過程控制器和其他利用DF1協(xié)議的過程控制設(shè)備,支持顯式數(shù)據(jù)信息傳輸方式的是1761-NETENI Ethernet接口。
Automationdirect.com公司為其D2-240和D2-250型PLC推出了一種新的Ethernet遠(yuǎn)程主模件(H2-ERM)。這種新模件通過高速Ethernet鏈路可以將本地CPU基本單元連接到遠(yuǎn)程從I/O子系統(tǒng)。每個(gè)模件能夠支持16個(gè)附加的DL205模件單元、16個(gè)終結(jié)器I/O子系統(tǒng)、4個(gè)全擴(kuò)展DL405子系統(tǒng),或者此3種類型中任何之間的混合體。使用五類UTP電纜連接的子系統(tǒng)內(nèi)部之間不能超過100m。采用中繼器可以對(duì)傳輸距離和節(jié)點(diǎn)數(shù)量進(jìn)行擴(kuò)展,若采用光纖傳輸介質(zhì)其距離能夠達(dá)到2000m。
Advantech公司最近推出了WebLink 2040/SDA產(chǎn)品,該產(chǎn)品嵌入了Web服務(wù)器軟件,通過它可以將任何機(jī)器、過程控制器和智能傳感器與基于Web技術(shù)的HMI-SCADA軟件一起連接到Internet或者Intranet。該產(chǎn)品還可以允許工業(yè)用戶從全球范圍內(nèi)的任何地方通過Internet安全訪問實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息,以便監(jiān)視和控制任何現(xiàn)場(chǎng)過程設(shè)備或者系統(tǒng)。此外,通過該公司的Advantech Studio套裝軟件可以讓工業(yè)用戶在任何時(shí)候、任何地方就能夠?qū)⑺瓿傻膶?shí)時(shí)動(dòng)態(tài)圖形畫面、趨勢(shì)記錄、報(bào)警記錄、報(bào)表和配方轉(zhuǎn)換到標(biāo)準(zhǔn)瀏覽器。
另外一種來自Newport公司的Web服務(wù)器模件是iServer,該模件有可能實(shí)現(xiàn)將現(xiàn)有的PLC和其他控制設(shè)備連接到Internet。這種DIN架裝式模件單元允許不超過32個(gè)具有串行通信接口的控制設(shè)備連接到Ethernet和Internet,擔(dān)當(dāng)一種Web服務(wù)器和與RS-232、422、485兼容的Ethernet串行橋路。
但是,并非所有PLC通信性能的改善都是針對(duì)Ethernet或者Internet的。不久前,Rockwell自動(dòng)化公司就針對(duì)ControlNet公布了新版本并適用于A-B公司的PLC-5C現(xiàn)場(chǎng)控制器和SLC 500適配器模件。1747-ACN15和1747-ACNR15適配器模件為SLC(1746)I/O所提供的確定性和非確定性網(wǎng)絡(luò)連接特性現(xiàn)在與其PLC-5C現(xiàn)場(chǎng)控制器完全兼容。
Moeller電子公司先前一直采用具有自主版權(quán)的通信協(xié)議,而現(xiàn)在也已經(jīng)開始轉(zhuǎn)向開放網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。他們所推出的被叫做XI/ON的新一代I/O結(jié)構(gòu)體系將成為其PLC開發(fā)完整的一部分。利用該結(jié)構(gòu)體系可以進(jìn)行片段和模塊式的設(shè)計(jì)工作,它所集成的網(wǎng)關(guān)允許連接到Ethernet、Profibus-DP、DeviceNet、CANOpen以及更多的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
PLC相關(guān)通信性能的增強(qiáng)除體現(xiàn)在硬件方面以外,還充分體現(xiàn)在軟件方面。例如,KEPware公司為其KEPserverEX系列產(chǎn)品推出了新一代32位Control-Logix Ethernet OPC服務(wù)器驅(qū)動(dòng)程序。該OPC驅(qū)動(dòng)程序軟件改善了OPC和DDE客戶與A-B公司的ControlLogix現(xiàn)場(chǎng)控制器之間的速度和連通性;還提供了一套靈活的人機(jī)界面;可以自由利用A-B公司的OPC服務(wù)器套件。它還包括PLC5/SLC505 Ethernet驅(qū)動(dòng)程序。它也進(jìn)一步優(yōu)化了1756的ENET接口,改善了通信性能,并支持該公司的自動(dòng)化標(biāo)識(shí)符數(shù)據(jù)庫。
四、過程控制應(yīng)用
盡管傳統(tǒng)PLC被應(yīng)用于離散過程控制領(lǐng)域,但現(xiàn)在,PLC已被廣泛應(yīng)用于連續(xù)過程控制領(lǐng)域,而且基于連續(xù)過程控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)正在進(jìn)一步得到增長(zhǎng)。通信是PLC應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù),這種技術(shù)在PLC領(lǐng)域已經(jīng)得到擴(kuò)展。同系統(tǒng)一樣,對(duì)PLC進(jìn)行分散化處理已經(jīng)成為可能,所以更容易進(jìn)行管理,以便能夠更好地集成在一起。
面對(duì)傳統(tǒng)工業(yè)過程控制市場(chǎng)所存在的巨大競(jìng)爭(zhēng)壓力,許多PLC供應(yīng)商正在開始主動(dòng)轉(zhuǎn)移他們所服務(wù)的過程控制應(yīng)用領(lǐng)域,而且必須放棄傳統(tǒng)PLC應(yīng)用已經(jīng)占據(jù)的一些市場(chǎng)份額。
經(jīng)過較短時(shí)間的努力開發(fā),Siemens公司便陸續(xù)推出了基于過程控制的PLC產(chǎn)品,1990年以前就推出了SIMATIC PCS產(chǎn)品,而在1997年便將產(chǎn)品提升到了PCS 7. 這種開發(fā)工作一直要持續(xù)到Siemens公司滿意為止,但隨著各種各樣新技術(shù)的不斷誕生和發(fā)展,所開發(fā)工作不會(huì)停止的。盡管離散和連續(xù)過程控制應(yīng)用都使用了同樣的硬件產(chǎn)品和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),可能還需要額外增加一些特殊模件,但它們之間始終存在著一些不同的差異。只要將不同類型的應(yīng)用軟件裝入到同樣的系統(tǒng)之中,就能夠完成不同的過程控制應(yīng)用。
任何PLC供應(yīng)商將會(huì)繼續(xù)全神貫注于批量和混合型過程控制的研究開發(fā)。作為一個(gè)很好的例子,Schneider自動(dòng)化公司正好給我們帶來了其QPC(Quantum Process Control)產(chǎn)品,在過程控制領(lǐng)域能夠使得一個(gè)控制系統(tǒng)真正實(shí)現(xiàn)完全目標(biāo)化。QPC利用一套網(wǎng)絡(luò)化分布式PLC系統(tǒng)來完成過程控制應(yīng)用。QPC完全基于Quantum PLC和Momentum I/O操作平臺(tái),能夠從單個(gè)Quantum PLC逐步延伸到分布式系統(tǒng)中去,并且也能夠全部與Ethernet、Internet和TCP/IP技術(shù)完全集成在一起。
Rockwell自動(dòng)化公司計(jì)劃進(jìn)一步增強(qiáng)A-B公司的ControlLogix多功能控制器的過程控制性能,同時(shí)增加一套冗余解決方案和流量?jī)x表模件。其1756-CFM可組態(tài)流量?jī)x表模件將提供支持兩通道0-120kHz范圍內(nèi)頻率輸入的能力,可以接受大多數(shù)渦輪或者質(zhì)量流量?jī)x表的輸入信號(hào)。在6.0版本的RSLogix 5000中,將同時(shí)提供功能模塊圖表(FBD)和過程控制指令表兩種編程方式。其ControlLogix平臺(tái)也同時(shí)集成了RSView可視化HMI軟件部件。在ControlLogix中,ActiveX面板顯示控件與過程控制指令表同時(shí)工作,并在RSView的基礎(chǔ)上為過程控制應(yīng)用提供完美的畫面顯示。另外,其RS系列批量控制應(yīng)用也提供了集成化S88批量處理能力。
Toshiba公司發(fā)布了其V系列集成化過程控制器,該控制器能夠進(jìn)一步結(jié)合PLC系統(tǒng)、DCS和工來控制計(jì)算機(jī)。其主要特點(diǎn)包括:為所有3種操作平臺(tái)模式提供了一套公共的組態(tài)工程師工具包;為任何順序控制器、回路控制器和計(jì)算機(jī)模件的結(jié)合提供了一種公共的底板總線結(jié)構(gòu)體系;為全局過程變量和Windows NT 4.0提供公共的標(biāo)識(shí)符數(shù)據(jù)庫;還提供了一套公共的基于Ethernet的LAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。該控制器程序設(shè)計(jì)語言兼容IEC 61131-3標(biāo)準(zhǔn)。其Web連接性能有助于工業(yè)用戶進(jìn)行遠(yuǎn)程組態(tài)、發(fā)現(xiàn)并修理故障等工程化活動(dòng)。
Siemens公司的PLS 7過程控制系統(tǒng)最初是基于SIMATIC S7-400型PLC,最近已經(jīng)升級(jí)到5.0版本。其最大的特點(diǎn)之一就是具有柔性分布式服務(wù)器/多客戶結(jié)構(gòu)體系,完美地結(jié)合了開放式總線結(jié)構(gòu)?;赑rofibus和HART現(xiàn)場(chǎng)總線的通信協(xié)議被廣泛用于現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備的集成;Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線、工業(yè)Ethernet、TCP/IP被用于系統(tǒng)總線;Ethernet TCP/IP和快速Ethernet被用于終端總線和企業(yè)集成的連接。
同樣,Rockwell自動(dòng)化公司也推出了增強(qiáng)型ProcessLogix分散型控制系統(tǒng)。隨后,又公布了其FlexLogix分散型控制系統(tǒng),其中內(nèi)藏有5430型FlexLogix控制器和現(xiàn)有的Flex I/O控制設(shè)備產(chǎn)品。5430型控制器與A-B公司的ControlLogix多功能控制器使用了與Rockwell自動(dòng)化公司相同的過程控制軟件包RSLogix5000。
Rockwell自動(dòng)化公司的ControlLogix 5550多功能控制器,為滿足運(yùn)動(dòng)控制的需要已經(jīng)增加了3種新指令,同時(shí)也增加了兩種新的坐標(biāo)類型。通過允許RSLinx軟件用一個(gè)請(qǐng)求命令能夠接收全部標(biāo)識(shí)符數(shù)據(jù)列表的方式,網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)吞吐量得到了極大的提高。另外,OI工具現(xiàn)在具備了圖形化接口,允許對(duì)趨勢(shì)圖表和柱狀圖的數(shù)值進(jìn)行監(jiān)控,大大增加了一個(gè)系統(tǒng)的瀏覽工具。
在Watlow Anafaze公司推出的PPC-2000混合型溫度控制器中,將多回路PID控制功能和可編程邏輯控制功能集成在同樣的過程控制軟件包內(nèi),具有處理48個(gè)PID回路和48個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)能力。
Moore公司推出了專門為過程控制領(lǐng)域設(shè)計(jì)的基于Internet技術(shù)的控制系統(tǒng)Procidia。該系統(tǒng)通過Internet技術(shù)的控制系統(tǒng)Procidia。該系統(tǒng)通過Internet和企業(yè)內(nèi)部Intranet,利用基于工業(yè)PC的HMI和OPC服務(wù)器的自組態(tài)方式進(jìn)行本地和遠(yuǎn)程操作與控制。
VMIC公司帶來了基于工業(yè)PC的控制器VMIPC-8400,該控制器同時(shí)嵌入了相應(yīng)的IOWorks過程控制軟件包。VMIPC-8400遵循IEC 61131-3國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),非常適合于連續(xù)過程控制和PLC應(yīng)用的需要。
五、冗余特性
在工業(yè)過程控制領(lǐng)域,每年對(duì)具有更高可靠性系統(tǒng)產(chǎn)品的需求都在逐年增加,其中絕大多數(shù)是受經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)動(dòng)所產(chǎn)生的。工廠停機(jī)損失所帶來的代價(jià)是極其昂貴的,而且所造成的生產(chǎn)成本也會(huì)隨之增加。尤其在歐洲,一系列規(guī)章制度的主體正在逐步得到完善和加強(qiáng)?,F(xiàn)在公布的IEC 61508標(biāo)準(zhǔn)為過程控制系統(tǒng)的安全性能提供了設(shè)計(jì)依據(jù),該標(biāo)準(zhǔn)主要針對(duì)可編程電子系統(tǒng)內(nèi)的功能性安全設(shè)計(jì)而制定的。
PLC在安全停機(jī)系統(tǒng)領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)有了很長(zhǎng)一段時(shí)間。也許Triconex和Pilz公司能夠?yàn)槲覀兲峁┰S多這方面應(yīng)用的見解,但其他PLC供應(yīng)商也正在瞄準(zhǔn)這一應(yīng)用領(lǐng)域的前景,同時(shí)也使得一些PLC硬件供應(yīng)商感到非常棘手。SoftPLC公司已經(jīng)推出一種冗余系統(tǒng)的解決方案來滿足這一應(yīng)用需求,而且在實(shí)際工程中也得到了應(yīng)用。其應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)告訴我們,主要秘訣在于對(duì)硬件和獨(dú)特I/O結(jié)構(gòu)體系的仔細(xì)選擇,并且他們也尋找到一些適合于該領(lǐng)域應(yīng)用的總線系統(tǒng)以及其他不匹配的東西。
其他個(gè)別著名的PLC供應(yīng)商在安全和冗余性應(yīng)用方面新近也提供了相應(yīng)的產(chǎn)品。Rockwell自動(dòng)化公司正好推出了Guard PLC 1200和2000系列安全型過程控制器,并與其現(xiàn)有的PLC系統(tǒng)一起為全部自動(dòng)化系統(tǒng)提供監(jiān)控和調(diào)節(jié)的安全性操作。該過程控制器內(nèi)藏冗余的CPU系統(tǒng),利用內(nèi)部測(cè)試電路檢查I/O模件的運(yùn)行狀況,而不是直接使用冗余的I/O模件。系統(tǒng)遵循IEC 61508標(biāo)準(zhǔn)安全技術(shù)規(guī)范,并同時(shí)得到了TuV產(chǎn)品服務(wù)機(jī)構(gòu)的一致認(rèn)證,完全能夠應(yīng)用于具有SIL 3級(jí)安全等級(jí)要求的自動(dòng)化過程控制應(yīng)用。
Rockwell自動(dòng)化在其ControlLogix平臺(tái)也為工業(yè)用戶增加了冗余性選擇。一種新的軟件部件適合于1757-SRM系統(tǒng)冗余模件,以便做出適當(dāng)?shù)倪x擇。它可使用RSLogix 5000程序設(shè)計(jì)軟件與其他一些模件一起組成冗余系統(tǒng),并可以使用供電電源、機(jī)箱和ControlNet橋路等標(biāo)準(zhǔn)部件。
Schneider自動(dòng)化公司為工業(yè)用戶在臨界應(yīng)用方面提供了一種Quantum系列熱備份方案選擇。當(dāng)類似數(shù)據(jù)信息通過Quantum系列遠(yuǎn)程I/O處理器時(shí),它所連接的主處理器和數(shù)據(jù)信息需要通過來回式的校驗(yàn)鏈路檢查以及處理器本身的過濾。熱備份處理器能夠監(jiān)控Modbus TCP/IP、Modbus+和Modbus通信接口的地址,所以對(duì)于客戶計(jì)算機(jī)通信其控制傳輸器是顯式傳輸?shù)摹?
Triconex公司不久前公布了一系列新產(chǎn)品。其中包括能夠應(yīng)用于不超過450個(gè)測(cè)點(diǎn)的小型應(yīng)用系統(tǒng)的新版本Trident triple模件冗余控制器,其特點(diǎn)除包括一個(gè)模擬量輸出模件、一個(gè)脈沖量輸入模件和一個(gè)增強(qiáng)型通信功能模件以外,還包括現(xiàn)成的模擬量輸入、數(shù)字量輸入/輸出,以及固態(tài)繼電器輸出模件。另外,該控制器還完全兼容OPC連接技術(shù)規(guī)范,同時(shí)得到了Tuv Rheinland組織機(jī)構(gòu)的鑒定并符合SIL 3級(jí)安全等級(jí)要求,也符合DIN AK 6級(jí)安裝技術(shù)規(guī)范。
Triconex公司還推出了一種新版本的TRICON 2003 PLC產(chǎn)品,其主要特點(diǎn)是數(shù)字處理器的處理速度比原來的版本要高出兩倍以上。與以前的版本相比,TRICON 2003 PLC同樣兼容OPC連接技術(shù)規(guī)范。
Siemens公司已經(jīng)開始積極主動(dòng)介入這一應(yīng)領(lǐng)域,并及時(shí)推出了SIMATIC S7-400F產(chǎn)品。該產(chǎn)品屬于其高端S7-400 PLC的一個(gè)具有自動(dòng)保安裝置的版本,主要目的是為安全停機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它能夠滿足IEC61508標(biāo)準(zhǔn)所制定SIL 3安全等級(jí)的運(yùn)行要求。如果有臨界應(yīng)用情形發(fā)生,控制器能夠進(jìn)入到用戶定義的安全狀態(tài),以便按照預(yù)定的順序執(zhí)行停機(jī)程序,隨后就可以向工業(yè)用 戶提供診斷數(shù)據(jù)信息報(bào)告。系統(tǒng)程序由SIMATIC STEP 7通用開發(fā)環(huán)境來完成,該開發(fā)環(huán)境為工業(yè)用戶提供了程序模塊庫和安全功能模塊。
GE Fanuc公司去年就已經(jīng)推出了型號(hào)為Max-ON的熱備份冗余軟件,該軟件被應(yīng)用于標(biāo)準(zhǔn)系列90-30 PLC系統(tǒng),通過Genius LAN通信網(wǎng)絡(luò),遠(yuǎn)程I/O彼此之間可以進(jìn)行通信。軟件由即插即用型子程序組成,以便進(jìn)一步完成諸如變量同步、冗余I/O總線控制、程序等價(jià)測(cè)試、主CPU的挑選以及高級(jí)診斷等一系列任務(wù)。
六、運(yùn)動(dòng)控制
PLC在運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域的應(yīng)用也已經(jīng)有很長(zhǎng)一段時(shí)間了,而且還保持了很好的增長(zhǎng)趨勢(shì)。
最近,Automationdirect.com公司計(jì)劃為其DL205 PLC推出具有四通道高速計(jì)數(shù)器的H2-CTRIO模件。該模件單元支持4個(gè)獨(dú)立可組態(tài)的100kHz計(jì)數(shù)器/定時(shí)器通道,還具備4個(gè)隔離高速DC輸出通道,并運(yùn)行于獨(dú)立的CPU掃描程序,使其具備了非常快速的響應(yīng)能力。該模件也能夠通過本地基于計(jì)數(shù)事件的處理器進(jìn)行編程,而不需要從控制CPU中得到任何協(xié)助。程序設(shè)計(jì)通常采用DirectSoft32和Think & Do工控組態(tài)軟件包來進(jìn)行。
結(jié)合機(jī)械和運(yùn)動(dòng)控制方面的內(nèi)容,Giddings & Lewis公司提供了基于工業(yè)PC的MMC(機(jī)械與運(yùn)動(dòng)控制)軟件產(chǎn)品PiCPro for Windows,該軟件兼容于IEC 61131-3標(biāo)準(zhǔn)的梯形邏輯圖和功能模塊圖表程序設(shè)計(jì)方式。該軟件內(nèi)藏于PCI總線模件中,當(dāng)宿主工業(yè)PC停機(jī)以后,該模件單元能夠繼續(xù)運(yùn)行操作。其特點(diǎn)包括不超過32個(gè)軸向的模擬量控制或者SERCOS伺服系統(tǒng)控制,具備運(yùn)動(dòng)控制性能,內(nèi)藏OPC服務(wù)器驅(qū)動(dòng)程序、電子郵件和文件傳輸器,以及為DeviceNet或者Profibus提供的通信接口,另外還提供了標(biāo)準(zhǔn)Internet和Intranet訪問工具。
七、軟件工具
現(xiàn)在,軟件工具繼續(xù)成為PLC用戶最感興趣的內(nèi)容之一。對(duì)于PLC硬件,工業(yè)用戶只需要關(guān)心其性能和價(jià)格方面的內(nèi)容即可。當(dāng)前,越來越多的PLC用戶希望能夠?qū)ふ业礁嗟能浖ぞ吆图晒ぞ撸员隳軌蜻M(jìn)一步提高PLC硬件的性能。
工業(yè)用戶所有工作的目的在于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成,所以他們正在努力實(shí)現(xiàn)將運(yùn)動(dòng)軟件包、PLC、操作員界面甚至Internet結(jié)合在一起。同時(shí),工業(yè)用戶還希望開放控制能夠完成邏輯控制,也能夠運(yùn)行Java腳本程序。
然而,問題在于工業(yè)用戶通常是通過購(gòu)買PLC硬件產(chǎn)品的方式來免費(fèi)獲得軟件工具的。如果工業(yè)用戶打算支付軟件費(fèi)用,他們希望花同樣的費(fèi)用能夠購(gòu)買到與市場(chǎng)上質(zhì)量相同的PC軟件。軟件供應(yīng)商也正在努力開發(fā),并希望能夠?yàn)楣I(yè)用戶提供更多軟件工具的選擇機(jī)會(huì)。
Rockwell自動(dòng)化公司提供了基于RSLogix系列版本的袖珍型軟件RS-PocketLogix,該軟件運(yùn)行在基于Windows CE操作系統(tǒng)平臺(tái)的袖珍型計(jì)算機(jī)上,用于工廠底層SLC-500和MicroLogix可編程控制器的維護(hù)和故障處理,支持PLC-5和所預(yù)定的ControlLogix邏輯控制程序。
現(xiàn)在,Rockwell自動(dòng)化公司已經(jīng)將軟件升級(jí)到RSLogix 5000系列版本,該系列軟件版本采用了ControlLogix結(jié)構(gòu)體系和Logix 5550處理器。RSLogix系列版本軟件其自身已經(jīng)升級(jí)到4.0,此外,借助于對(duì)A.I.系列入口命令、改進(jìn)的安全性能和有效性對(duì)比,以及一種新地址向?qū)У闹С?,能夠支持A-B公司的PLC產(chǎn)品和個(gè)別改進(jìn)程序。
Nematron公司也已經(jīng)發(fā)布了5.40版本的工業(yè)自動(dòng)化套裝軟件,該軟件增加了在線邏輯控制變更、流程圖表跟蹤等功能,允許工業(yè)用戶真實(shí)地跟蹤邏輯控制路徑,增強(qiáng)報(bào)表和編輯能力,包括標(biāo)識(shí)符交叉搜索和所有報(bào)表打印等。為流程圖表開發(fā)所增強(qiáng)的編輯功能包括全程搜索、標(biāo)識(shí)符名稱的替換、自適應(yīng)流程圖表模塊,以及改進(jìn)的剪切和粘貼性能,以便有能力將注釋性內(nèi)容嵌入到流程圖表模塊。新版本軟件也增加了對(duì)OPC 2.0的支持能力,包括標(biāo)識(shí)符瀏覽和數(shù)據(jù)信息訪問等。
Siemens公司的SIMATIC STEP 7是一套全開放專業(yè)版軟件,并已經(jīng)成為該公司通用開發(fā)環(huán)境軟件工具,直接用于組態(tài)、管理和維護(hù)工廠范圍內(nèi)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。該軟件使工業(yè)用戶可以將一個(gè)自動(dòng)化工程項(xiàng)目再細(xì)分成設(shè)計(jì)階段、執(zhí)行與測(cè)試、委托與啟動(dòng)、運(yùn)行,以及維護(hù)等,然后,將所有工作集成在單個(gè)軟件包內(nèi)。單個(gè)自動(dòng)化工程項(xiàng)目可以采用許多程序設(shè)計(jì)語言的任何組合來進(jìn)行編程工作,從而在其中選擇最適合于所給定應(yīng)用程序的那一部分。同樣的程序代碼能夠在基于工業(yè)PC的SIMATIC WinAC控制系統(tǒng)中得到運(yùn)行,以滿足軟件和硬件對(duì)實(shí)時(shí)性的要求。
不久以前,新合并成立的Entivity公司已經(jīng)發(fā)布了Think & Do Live軟件。該軟件是一套基于e-控制方案的產(chǎn)品,并集成了控制、通信和信息技術(shù),同時(shí)也是一套能夠提高生產(chǎn)效率的現(xiàn)代化軟件工具。該軟件所內(nèi)藏的機(jī)械和過程監(jiān)控功能能夠與可操作的信息顯示結(jié)合起來,以便進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率。該軟件還能夠被應(yīng)用作為綜合控制、通信和監(jiān)控系統(tǒng)的解決方案,或者應(yīng)用于遺傳算法控制系統(tǒng)。
同樣,Automationdirect.com公司也推出了新版本的基于工業(yè)PC的過程控制軟件包,現(xiàn)在,該軟件包包括了全套OPC 2.0兼容服務(wù)器,以及對(duì)RUNtime PC和WinPLC的完全性支持能力。
Schneider公司推出其Modsoft系列產(chǎn)品的新一代軟件ProWORX Nxt,該軟件為Quanturn、 Compact和Momentum PLC等流行硬件產(chǎn)品平臺(tái)提供了基于Windows操作系統(tǒng)的圖形化用戶界面,也提供了與984系列產(chǎn)品兼容的梯形圖邏輯編輯器,為編程面板和PLC之間提供了直接或者網(wǎng)絡(luò)方式協(xié)同工作的連接選擇。另外,它還支持Modbus、Modbus+和依靠Ethernet TCP/IP協(xié)議的局域網(wǎng)連接方式。其他特點(diǎn)包括組態(tài)環(huán)境中的最新型圖形化用戶界面、改進(jìn)型文檔,以及支持所有梯形圖和文檔之間轉(zhuǎn)換的實(shí)用程序。
最近,Giddings & Lewis公司為工業(yè)用戶提供了一套集成了IEC 61131-3標(biāo)準(zhǔn)邏輯和運(yùn)動(dòng)控制編程環(huán)境的軟件產(chǎn)品,即PiCPro for Windows。該軟件產(chǎn)品將所有特點(diǎn)集成在一個(gè)工程項(xiàng)目管理器之中,可以在線開發(fā)用戶幫助信息,還可以通過Internet進(jìn)行程序設(shè)計(jì),同時(shí)支持SERCOS系列運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品。
自從所有編程方式被軟件工具替代以來,PLC編程軟件已經(jīng)發(fā)生了根本性的變化,而且這些軟件工具仍然保持著一定的增長(zhǎng)趨勢(shì),并且不斷有適合于各種應(yīng)用的新特點(diǎn)誕生。
Siemens公司推出的3.2版本STEP 7-Micro/Win 32程序設(shè)計(jì)軟件提供了一種新的FBD編輯器,以及與IEC 61131-3標(biāo)準(zhǔn)兼容的梯形圖程序設(shè)計(jì)語言和FBD。該軟件能緊密地與Windows操作系統(tǒng)集成在一豐收,提供諸如增加/移動(dòng)程序和定制安裝方式等一系列功能特性。同樣,在 Windows中采用單個(gè)工程項(xiàng)目文件的方式更加容易對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行管理,如電子郵件和備份等。另外它還提供了新的保存方式選擇,只要雙擊工程項(xiàng)目文件就能夠自動(dòng)啟動(dòng)工程項(xiàng)目。
SoftPLC公司正好也發(fā)布了TOPDOC NexGen(被稱為下一代)軟件。TOPDOC是一個(gè)梯形圖邏輯程序編輯器和用于SoftPLC開放結(jié)構(gòu)體系控制軟件與過程控制器的維護(hù)工具。該軟件采用了Java程序設(shè)計(jì)語言進(jìn)行開發(fā),其主要特點(diǎn)是充分采用了Web技術(shù),從一個(gè)Web瀏覽器上就可以進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和修改PLC參數(shù),而且能夠運(yùn)行在Windows和非Windows操作系統(tǒng)平臺(tái)上,如Linux。
Altersys公司和Indusoft公司進(jìn)一步聯(lián)合起來,分別推出了基于Altersys公司ISaGRAF系列的Virgo自動(dòng)化套裝軟件,以及基于Indusoft公司的Web工作室。Virgo套裝軟件能夠嵌入到Windows CE中,并通過Internet與其他過程控制系統(tǒng)建立起通信鏈路。借助于ISaGRAF系列產(chǎn)品和IEC 61131-3技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),Virgo套裝軟件包括了自動(dòng)化過程控制系統(tǒng)(嵌入式或者非嵌入式)組態(tài)和運(yùn)行所必需的軟件部件,如HMI、報(bào)警、事件記錄、趨勢(shì)記錄、硬實(shí)時(shí)控制和通信等。
另外一種來自于IPMI公司的基于Java技術(shù)開發(fā)的軟件產(chǎn)品是EPS for Java,該軟件重新開發(fā)了新版本的圖形化繼電器梯形邏輯組態(tài)編輯器。由于該軟件基于Java程序設(shè)計(jì)語言,因此是一個(gè)交叉運(yùn)行平臺(tái),相同的拷貝可以運(yùn)行在Windows 95/98、Macintosh或者其他操作系統(tǒng)平臺(tái),并同時(shí)支持Java運(yùn)行環(huán)境。
Entivity公司最近發(fā)布了版本號(hào)為6的Think & Do Studio軟件產(chǎn)品。該軟件產(chǎn)品是建立在Visio技術(shù)基礎(chǔ)之上,并在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)環(huán)境中集成了流程圖表控制邏輯、HMI、運(yùn)動(dòng)控制、PID回路控制、智能化I/O控制設(shè)備接口,以及工程項(xiàng)目文檔工具。該軟件可以完全升級(jí)并跨越Microsoft Windows平臺(tái),到目前為止,據(jù)說是第一套基于COTS軟件平臺(tái)的過程控制軟件包。其最顯著的特點(diǎn)之一就是所具有的自動(dòng)查找和組態(tài)工具能夠使其非常容易地連接到智能化I/O過程控制設(shè)備網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中去。
八、硬件與軟件
通過短短幾年的努力,我們不斷看到有許多新的軟邏輯控制軟件產(chǎn)品被推出。許多獨(dú)立軟件供應(yīng)商已經(jīng)開始出售這種軟件產(chǎn)品,傳統(tǒng)PLC供應(yīng)商在他們的產(chǎn)品目錄中也已經(jīng)開始逐漸增加基于工業(yè)PC的控制產(chǎn)品。另外,PLC開發(fā)費(fèi)用中,軟件開發(fā)費(fèi)用所占的百分?jǐn)?shù)正得到穩(wěn)定的增長(zhǎng)。例如,Rockwell公司將40%的開發(fā)費(fèi)用投入到硬件產(chǎn)品開發(fā)中,而將60%左右的開發(fā)費(fèi)用轉(zhuǎn)移到了軟件開發(fā)工作上。其著眼點(diǎn)在于全球市場(chǎng)對(duì)軟件產(chǎn)品有強(qiáng)大的購(gòu)買力,并要求軟件產(chǎn)品能夠更加完美地運(yùn)行在工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)上。
PLC一般總是使用梯形圖邏輯控制程序,現(xiàn)在,所有類型的其他產(chǎn)品正在努力獲得并使用一些或者全部與IEC 61131-3標(biāo)準(zhǔn)兼容的程序設(shè)計(jì)語言,包括梯形圖邏輯圖表、功能模塊圖表、順序功能圖表、結(jié)構(gòu)化文本和指令表等程序設(shè)計(jì)語言。
然而,硬件、操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件相互之間都是延緩此獨(dú)立的實(shí)體,與傳統(tǒng)的全集成PLC系統(tǒng)有很大的不同。隨著硬件和操作系統(tǒng)的不斷發(fā)展,操作系統(tǒng)所提供的標(biāo)準(zhǔn)商業(yè)化功能特性可能會(huì)進(jìn)一步促使PLC變成一種更加不同的控制設(shè)備,這也就是PLC需要采IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)程序設(shè)計(jì)語言的原因所在。
可以采取各種方式來解決PLC的編程問題。Rockwell公司對(duì)其所有產(chǎn)品均采用Logix系列軟件來編程,包括機(jī)器人控制器、軟邏輯控制器。傳統(tǒng)PLC系統(tǒng)全部采用RSLogix 5000軟件進(jìn)行編程工作。其他途徑包括微軟技術(shù),像DCOM、ActiveX以及Sun的Java等,在將來,也許會(huì)使用Microsoft.Net技術(shù),其中大多數(shù)編程方式是通過Sun宏系統(tǒng)和ONE(開放網(wǎng)絡(luò)環(huán)境)來發(fā)布的。
基于Windows CE的應(yīng)用軟件和標(biāo)準(zhǔn)工具將允許工業(yè)用戶可以通過多重硬件生命周期的方式來保護(hù)他們所購(gòu)買的軟件。這種趨勢(shì)將進(jìn)一步改變工業(yè)用戶對(duì)傳統(tǒng)PLC產(chǎn)品產(chǎn)品的購(gòu)買決心,而且仍然要涉及到PLC硬件技術(shù)規(guī)范、外圍設(shè)備和通信連接能力,這好像有些類似于購(gòu)買一臺(tái)工業(yè)PC。相對(duì)于工為一用戶習(xí)慣性決定過程而言,他們需要認(rèn)真評(píng)價(jià)一種過程控制器及其編程軟件的靈活性。這也有助于平息人們?cè)u(píng)價(jià)哪種程序設(shè)計(jì)語言是最好的爭(zhēng)論。梯形圖邏輯、流程圖表、靜態(tài)邏輯、功能模塊、IEC 61131-3標(biāo)準(zhǔn)混合編程,連同Visual Basic和Visual C++等都能夠很容易地把基于Windows CE的PLC作為一種對(duì)象來對(duì)待處理。不久以前,一些親的軟邏輯和基于工業(yè)PC控制的產(chǎn)品已經(jīng)問世。
來自于制造業(yè)數(shù)據(jù)系統(tǒng)(MDS)公司的WinMotion軟件在單個(gè)套裝軟件中提供了軟運(yùn)動(dòng)控制、軟邏輯控制(兼容IEC 61131-3標(biāo)準(zhǔn))和一套數(shù)據(jù)服務(wù)器,并不需要任何運(yùn)動(dòng)控制接口卡件,或者專用硬件產(chǎn)品。此外,它還能以實(shí)時(shí)方式提供連續(xù)包括維護(hù)、生產(chǎn)和質(zhì)量等數(shù)據(jù)信息。該軟件可以運(yùn)行在具有單個(gè)處理器并安裝有VenturCom RTX軟件部件的Windows NT操作系統(tǒng)平臺(tái)上。該公司還公布了一套開放式API接口,能夠讓工業(yè)用戶進(jìn)步集成第三方軟件技術(shù)。
Rockwell公司也推出了SoftLogix 5800軟件。該軟件提供了一種新的軟控制器,在一個(gè)相同的控制系統(tǒng)中,能夠同時(shí)完成順序和運(yùn)動(dòng)控制功能。與該公司其他Logix產(chǎn)品一樣,該軟件仍然使用了Logix運(yùn)行引擎,RSLogix 5000編程軟件和NetLinx開放式網(wǎng)絡(luò)。該軟件也能運(yùn)行在Windows NT/2000操作系統(tǒng)平臺(tái)上。
前不久,Entivity公司推出了5.1版本的可視化邏輯控制器軟件。其顯著特點(diǎn)是增加了一個(gè)對(duì)DeviceNet標(biāo)識(shí)符組態(tài)器的安裝選項(xiàng),以及改進(jìn)的OPC服務(wù)器。該軟件對(duì)NVRAM有更好的支持能力。
Automationdirect.com和KW公司聯(lián)合推出了適合于WinPLC CPU模件運(yùn)行引擎并兼容于IEC 61131-3標(biāo)準(zhǔn)的ProConOS PLC產(chǎn)品。它具有搶占式、多任務(wù)運(yùn)行引擎,而且被嵌入到Win-PLC模件中。應(yīng)用程序的開發(fā)采用MULTIPROG來完成,MULTIPROG是一套兼容IEC 61131-3標(biāo)準(zhǔn)的軟件開發(fā)工具,它允許工業(yè)用戶在WinPLC上同時(shí)運(yùn)行任務(wù),然后被獨(dú)立地運(yùn)行,而且可以具有不同的運(yùn)行循環(huán)周期和時(shí)間版段。
Twin CAT軟件系統(tǒng)公司所推出的Beckhoff軟件可以運(yùn)行在安裝有Windows NT/2000或Windows CE的工業(yè)PC上,能夠?qū)/O接口嵌入到實(shí)時(shí)過程控制器中,形成多PLC系統(tǒng)、NC軸向控制、程序設(shè)計(jì)環(huán)境和操作站。所顯示出來的特點(diǎn)實(shí)際上是嵌入了IEC 61131-3軟件的PLC,或者是工作于Window NT/2000操作系統(tǒng)平臺(tái)下的軟件NC。程序和運(yùn)行系統(tǒng)可以在相同或者獨(dú)立的工業(yè)PC上運(yùn)行。用戶界面和其他程序之間的數(shù)據(jù)信息通信則依靠Microsoft公司的開放式標(biāo)準(zhǔn),如OPC、OCX、DLL等。
九、適合PLC應(yīng)用的新模件
前文已討論了新的適合于PLC的插入式運(yùn)動(dòng)控制模件。對(duì)于其他類型的插入式部件及其附件,可以獲得更好的選擇,同樣還有一些較新的選擇方案。
Siemens公司已經(jīng)推出了一種新的基于AS-I現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)通信處理器模件CP243-2,該模件為低級(jí)變送器總線提供了直接地址連接方式,還能夠與任何S7-200 CPU及其擴(kuò)展版本工作在一起。
Automnationdirect.com公司推出了一種名為EZText的新型PLC文本操作面板,該產(chǎn)品支持廣泛通信協(xié)議驅(qū)動(dòng)程序的選擇。所支持的通信協(xié)議包括該公司的LOGIC、A-B公司的DF1、Omron公司的Host Link、Mitsubishi公司的FX系列、Modicon公司的Modbus RTU和GE Fanuc公司的SNPX等。每個(gè)EZText操作面板都可以在DeviceNet版本中得到很好的利用。所有模伯均提供了5個(gè)用戶可定義按鈕、一個(gè)內(nèi)藏菜單系統(tǒng)、滾動(dòng)式數(shù)據(jù)信息輸入,以及全隔離電源供應(yīng)。EZText操作面板還提供了5個(gè)用戶這下義的LED和LCD顯示窗口,可支持2-4行不超過20個(gè)字符數(shù)據(jù)信息的顯示。
Aromat公司為其FP0系列PLC提供了一種具有12位分辨力和8通道模擬量輸入模件。一個(gè)FP0能夠處理不超過24路的模擬量輸入信號(hào),還能夠完成多種浮點(diǎn)數(shù)字運(yùn)算、精確PID控制和自整定。只要通過調(diào)制解調(diào)器就能夠進(jìn)行模擬量信號(hào)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。
同樣也來自于Aromat公司的一種新模件是FP2 PLC。FP2 PLC模件具有高速計(jì)數(shù)能力,依靠4個(gè)信號(hào)通道其最高頻率可以達(dá)到200kHz;同時(shí),一個(gè)活動(dòng)的電動(dòng)機(jī)動(dòng)動(dòng)單元能夠處理4個(gè)方向的軸向運(yùn)動(dòng),而且每個(gè)軸向運(yùn)動(dòng)的速度可以達(dá)到100kp/s。另外,它還具環(huán)回路控制或者PWM輸出。
ABB自動(dòng)化公司提出了一種新的稱為Industrial IT的編程解決方案,并成為其AC 800F現(xiàn)場(chǎng)控制器產(chǎn)品的一部分。AC 800F所具有的開放結(jié)構(gòu)單元體系能夠同時(shí)處理本地和遠(yuǎn)程I/O模件、智能化傳感器的4-20mA信號(hào),是一種具備了多種現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)控制器。AC800F還提供了減少工程設(shè)備安裝周期和資產(chǎn)優(yōu)化分析等性能,通過OPC技術(shù)提高了與ActiveX和Web的連接能力。AC800F中的每個(gè)單元可以從4種獨(dú)立的現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)采集和處理各種診斷數(shù)據(jù)信息,它還提供了與IEC61131-3兼容的編程工具軟件。
十、駕御現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備級(jí)控制
隨著通信技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,有可能利用通信系統(tǒng)將控制功能形成閉環(huán)過程控制,因?yàn)樵絹碓蕉嗟目刂朴?jì)算機(jī)已經(jīng)嵌入了I/O系統(tǒng)。
例如,Rockwell自動(dòng)化公司所推出的DeviceLogix充分應(yīng)用了模件技術(shù),能夠被完全集成到工廠底層現(xiàn)場(chǎng)過程控制設(shè)備中去,為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備級(jí)提供了低價(jià)格過程控制應(yīng)用。DeviceLogix還提供了簡(jiǎn)單化獨(dú)立過程控制應(yīng)用特點(diǎn)和性能,諸如單個(gè)應(yīng)用條件、事件偵測(cè)、報(bào)警管理和布爾邏輯運(yùn)算等,減輕了具有較多控制任務(wù)的控制系統(tǒng)主控制器,甚至是最低級(jí)過程控制設(shè)備的負(fù)擔(dān)。首先推出的過程控制產(chǎn)品是A-B公司的1792/1792D系列、ArmorBlock MaXum I/O系列、1791D CompactBlock I/O系列、1799嵌入式I/O系列,以及800E DeviceNet局部操作站和DeviceNet輔助軟起動(dòng)器系列。
在2000年初,Siemens公司就推出了IM 151/CPU,同時(shí)將所增加的PLC功能應(yīng)用到ET 200S I/O系列產(chǎn)品。
Festo公司也已經(jīng)將PLC技術(shù)嵌入到其氣調(diào)節(jié)閥產(chǎn)品中。該公司新近推出的SB6產(chǎn)品在這一領(lǐng)域得到了很好的應(yīng)用。另外,它提供了與A-B公司SLC-500相同的技術(shù)特點(diǎn),通過便攜和遠(yuǎn)程等增加了數(shù)字量的模擬量I/O系列模件通道。SB6還提供了一個(gè)兼容于DeviceNet的電子式節(jié)點(diǎn),能夠與DeviceNet數(shù)據(jù)采集器集成在一起,百且介于電子模件和氣動(dòng)模件之間,為各種應(yīng)用功能提供了PLC邏輯控制。
Phoenix Contact公司所推出的系列化DIN架裝式PLC被稱作遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)控制器(RFC),而且非常適合于Interbus I/O系統(tǒng)的應(yīng)用。所有模件單元都能夠采用PCWORX組態(tài)工具軟件進(jìn)行編程設(shè)計(jì)工作,PCWORX是套完全基于IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)的組態(tài)工具軟件包。
Wago公司所推出的可編程現(xiàn)場(chǎng)控制器能夠完全與其Wago I/O系統(tǒng)工作在一起,允許工業(yè)用戶在本地存儲(chǔ)和運(yùn)行程序,同時(shí)還能夠與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行通信。它并不需要通過網(wǎng)絡(luò)傳輸就能夠?qū)π盘?hào)進(jìn)行預(yù)處理和邏輯解決方案的調(diào)試。信號(hào)預(yù)處理從相當(dāng)程度上降低了裝載現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)信息的負(fù)荷,能夠?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)過程控制建立起非常完善的分散控制應(yīng)用。
VMIC公司同樣也推出了增強(qiáng)型版本的DIN架裝式IOMax PC控制器,即VIOMAX-8450?,F(xiàn)在該控制器已經(jīng)采用了300MHz的MMX微處理器芯片,而且仍然采用基于IEC 61131-3標(biāo)準(zhǔn)的IOWorks控制組態(tài)工具軟件包進(jìn)行編程設(shè)計(jì)。
十一、替代嵌入式控制器
據(jù)相關(guān)調(diào)查報(bào)告顯示,現(xiàn)在對(duì)于低端PLC市場(chǎng)的爭(zhēng)奪仍在繼續(xù)進(jìn)行,這也進(jìn)一步促進(jìn)了PLC的發(fā)展。隨著微型和超微型PLC技術(shù)的發(fā)展和數(shù)量的增長(zhǎng),它們已經(jīng)開始進(jìn)入到新的應(yīng)用領(lǐng)域。例如,微型PLC已經(jīng)開始替嵌入式控制器的工作內(nèi)容。像Omron公司已經(jīng)察覺到這一技術(shù)發(fā)展的新動(dòng)向,并逐漸計(jì)劃將其產(chǎn)品應(yīng)用于商業(yè)器具、飲料分發(fā)設(shè)備以及商業(yè)、工業(yè)等。這些行業(yè)之所以正在應(yīng)用微型PLC,正是由于它具有卓越的靈活性、市場(chǎng)開發(fā)周期短、適應(yīng)性強(qiáng)、競(jìng)爭(zhēng)性的價(jià)格等一系列優(yōu)點(diǎn)所至。
對(duì)于PLC或者嵌入式控制器的選擇主要依賴于它們的體積大小,尤其是如果需要特殊功能時(shí),嵌入式控制器的缺陷就逐漸顯露出來了。盡管嵌入式控制器具有很低的價(jià)格,但其中仍然包含了質(zhì)量控制、維修以及服務(wù)等方面的價(jià)格。
Mitsubishi公司的FX1S超微型和FX1N微型PLC系列產(chǎn)品正在面向嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展,它們能夠處理從10-128個(gè)I/O通道,并且具有2個(gè)軸向的運(yùn)動(dòng)控制性能,還具備PID控制指令應(yīng)用于連續(xù)過程控制。
來自于Entertron公司的SK1600-RIC型嵌入式可編程邏輯控制器(ePLC)具有16通道數(shù)字量輸入和12通道繼電器輸出基本單元、一個(gè)RS-232接口、一個(gè)10kHz高速計(jì)數(shù)器通道,以及4kb的程序存儲(chǔ)器。另外,它可以在Windows和DOS操作系統(tǒng)平臺(tái)下采用梯形邏輯圖編程方式進(jìn)行控制程序設(shè)計(jì)。該產(chǎn)品還能夠被應(yīng)用于有或者無操作員界面的連接。
Omron公司最新推出的CPM2B系列微型控制器,其設(shè)計(jì)仍然保留了工業(yè)用戶所希望的低性能價(jià)格比的特點(diǎn),以便工業(yè)用戶能自由構(gòu)建控制系統(tǒng)。其特點(diǎn)還包括提供了備份電池、增強(qiáng)型通信機(jī)制、I/O通道可擴(kuò)展到128路、RS-232接口、可移動(dòng)終端、PID控制回路以及其他高級(jí)指令系統(tǒng)等。
Blue Earth Research公司已經(jīng)將Xplor-52R控制器增加到其為嵌入式控制應(yīng)用所設(shè)計(jì)的Xplor系列個(gè)人數(shù)字控制器中,能夠提供有限的監(jiān)控功能和數(shù)據(jù)信息記錄應(yīng)用。它能夠支持Xplor系列所有標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn),同時(shí)包括了一個(gè)89C52 CPU單元和用于存儲(chǔ)Basic程序的8kb的EEPROM存儲(chǔ)器,以及一個(gè)RS-232接口。其他元件包括一個(gè)8通道12位A/D轉(zhuǎn)換器、一個(gè)4通道12位具有有效輸出電壓范圍的D/A轉(zhuǎn)換器、一個(gè)看門狗定時(shí)器,以及一個(gè)LCD和鍵盤接口。
十二、PLC將會(huì)成為過程控制領(lǐng)域內(nèi)的日用品
僅僅從PLC系統(tǒng)價(jià)格正在逐漸降低的理由進(jìn)行推理,尤其在低端應(yīng)用方面,PLC將會(huì)成為這一領(lǐng)域的日用品。由于PLC系統(tǒng)最小模件單元的價(jià)格也只不過100美元,甚至更低,即使這些模件出現(xiàn)故障,工業(yè)用戶從心理上已經(jīng)感覺不到是否還值得重新修理。許多工業(yè)用戶直接采取了拋棄出現(xiàn)故障的模件,進(jìn)而換上一塊新模件的處理方式,因?yàn)橹匦滦蘩磉@樣的故障模件也許會(huì)花費(fèi)同樣甚至更多的費(fèi)用。
相反,我們不要被低價(jià)格所愚弄。一些小型甚至超小型PLC系統(tǒng)已經(jīng)向工業(yè)用戶提供了模擬量I/O、PID控制回路、通信接口,甚至與企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相連接的現(xiàn)場(chǎng)總線。具有14個(gè)通道的I/O和4個(gè)PID控制回路的PLC系統(tǒng),其價(jià)格才99美元,這種產(chǎn)品非常適合小系統(tǒng)控制應(yīng)用的需要。
一些PLC供應(yīng)商依托強(qiáng)大的應(yīng)用市場(chǎng)繼續(xù)發(fā)展小型PLC產(chǎn)品,甚至大量的工業(yè)用戶已經(jīng)將其看作是低端應(yīng)用市場(chǎng)上的日用品。PLC供應(yīng)商需要充分考慮的問題是他們不僅僅要供應(yīng)硬件產(chǎn)品,還必須采取相應(yīng)的措施為工業(yè)用戶解決工程師可用的組態(tài)工具、故障診斷技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信能力以及除基本自動(dòng)化硬件以外的附加軟件包的適用性能。
Rockwell公司最近為其Compact Logix系列產(chǎn)品增加了一種新的Compact Logix 5330控制器。該控制器能夠與1769系列Compact I/O模件,不超過256個(gè)本地I/O測(cè)點(diǎn),另外還為用戶提供了256kb存儲(chǔ)內(nèi)存。CompactLogix使用了相同的能同時(shí)被ControlLogix、Flex Logix、SoftLogix和RSLogix 5000共享的Logix控制引擎。
Automationdirect.com公司為其DL05型微型PLC也提供了個(gè)別新版本產(chǎn)品。D0-05DD-D包含了具備8通道DC輸入和8通道DC輸出的DL05 CPU模件,采用了12/24 V DC電源供電、具備6kb的存儲(chǔ)器,可利用RLL/RLLPlus進(jìn)行程序設(shè)計(jì),還提供了一個(gè)RS-232程序和通信接口。它具有兩種可組態(tài)并獨(dú)立于CW/CCW的脈沖順序輸出或者步序,直接脈沖輸出頻率可以達(dá)到7kHz。此外,D0-05DR-D還提供了6通道繼電器輸出。
Siemens公司為其SIMATIC S7-200系列產(chǎn)品推出了采用一種新類型CPU的微型PLC系統(tǒng)。新類型CPU為S7-226,該CPU為能夠進(jìn)一步連接到工業(yè)LAN系統(tǒng)或者諸如調(diào)制解調(diào)器、打印機(jī)、條形碼閱讀器等外圍設(shè)備,相應(yīng)增加了點(diǎn)到點(diǎn)接口(PPI)或者自由接口(連續(xù)ASCII)。
來自于GE Fanuc自動(dòng)化公司的一種新產(chǎn)品是VersaMax CPUE05 CPU模件。該模件的特點(diǎn)主要包括與Ethernet等的連接能力、更快的指令執(zhí)行時(shí)間,以及更多的用戶存儲(chǔ)器支持。新增加的功能包括一個(gè)10Base-T連接、全雙工通信接口,通過利用切換開關(guān)以便消除數(shù)據(jù)碰撞現(xiàn)象,并同步進(jìn)行發(fā)送和接收數(shù)據(jù)信息;它還提供了64kb用戶可配置存儲(chǔ)器,采用RS-232和RS-485接口進(jìn)行通信連接;具備本地操作員界面;以及可選擇與Ethernet、DeviceNet和Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線連接。
Mitsubishi電子自動(dòng)化公司已經(jīng)推出了新一代Q系列PLC系統(tǒng),程序設(shè)計(jì)采用了基于Windows編程軟件工具。程序通過USB接口進(jìn)行傳輸。其特點(diǎn)是能夠支持Internet電子郵件、調(diào)制解調(diào)器和10/100Mb/s Ethernet;可以連接到DeviceNet、Profibus、CC-Link和NET/10;每個(gè)CPU可以允許有不超過252個(gè)程序的同步運(yùn)行;另外,它的體積也是非常小的。
CTC公司為工業(yè)用戶提供了一套2601自動(dòng)化成套工具,該工具包括增強(qiáng)型2601控制器和基于Windows平臺(tái)的Quickstep SE程序開發(fā)工具軟件包,Quickstep SE是該公司用于2601控制器具有專利的程序設(shè)計(jì)語言,尤其能夠滿足需要數(shù)字控制和串行通信的小型應(yīng)用項(xiàng)目的應(yīng)用要求。為2601所編寫的控制程序只要通過相應(yīng)的轉(zhuǎn)換就可以運(yùn)行于其他2000系列CTC控制器上。
一種新的來自于IDEC公司的產(chǎn)品是MicroSmart PLC,在該P(yáng)LC的CPU模件上提供了10、16或者24通道的I/O。其特點(diǎn)包括一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的電源供應(yīng)電路、4通道高速計(jì)數(shù)器、一個(gè)RS-232接口和一個(gè)模擬量分壓計(jì)。具有24通道I/O的CPU模件也能夠與總計(jì)不超過88通道的I/O模件一起工作。
來自ifm電子技術(shù)公司,并具有一對(duì)AS-I現(xiàn)場(chǎng)總線的主控制器包括兩個(gè)采用IEC 61131-3標(biāo)準(zhǔn)編程以及依靠AS-I和RS-485通信的AC 1011 PLC。AC 1011采用了單個(gè)控制器方式,其I/O允許不超過124通道輸入和124通道輸出;而AC 1012則采用了雙控制器方式,其I/O通道數(shù)量是AC 1011的兩倍。
此外,許多PLC系統(tǒng)已經(jīng)與操作員面板和其他HMI系統(tǒng)一起使用,在有些情況下,PLC的邏輯處理功能已經(jīng)被直接集成到HMI軟件中。
來自于B&R工業(yè)自動(dòng)化公司的B&R PP21/41高級(jí)操作面板進(jìn)一步結(jié)合了Compact PLC和HMI面板系統(tǒng),并應(yīng)用于集成低價(jià)格機(jī)械控制和操作員界面。它具備700kb的SRAM和1.2MB的FlashPROM存儲(chǔ)器,采用了基于IEC 61131-3標(biāo)準(zhǔn)的程序設(shè)計(jì)語言、ANSI C和B&R自動(dòng)化Basic語言進(jìn)行編程設(shè)計(jì)工作。模件單元包括16通道數(shù)字量I/O,所具備的6個(gè)可利用擴(kuò)展插槽用于附加的數(shù)字量、模擬量通道擴(kuò)展以及通信I/O模件。串行和CANbus接口也同樣被包含在其中。
EXOR公司也已經(jīng)通過將一個(gè)PLC和I/O模件嵌入到一個(gè)叫做HMIcontrol集成系統(tǒng)的方式來擴(kuò)展其UniOP系列HMI操作面板,PLC模件完全與其所有UniOP產(chǎn)品兼容,并使用了相同的、基于Windows平臺(tái)、用于所UniOP操作面板的組態(tài)軟件包。
十三、結(jié)束語
面對(duì)激烈市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)所帶來的局面,企業(yè)只有緊緊把握市場(chǎng)運(yùn)行的脈搏,充分結(jié)合自身的特點(diǎn),面向世界經(jīng)濟(jì)的大潮,不斷融入新技術(shù)、新方法,推陳出新。同時(shí),隨闐PLC供應(yīng)商的不斷努力,并進(jìn)一步在e-制造和e-控制技術(shù)方面實(shí)現(xiàn)新的突破,所推出的新一代PLC將能夠更加滿足各種工業(yè)自動(dòng)化控制應(yīng)用的需要。
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