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1、概述
自二十世紀(jì)六十年代美國(guó)推出可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）取代傳統(tǒng)繼電器控制裝置以來(lái)，PLC得到了快速發(fā)展，在世界各地得到了廣泛應(yīng)用。同時(shí)，PLC的功能也不斷完善。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和用戶需求的不斷提高，PLC在開(kāi)關(guān)量處理的基礎(chǔ)上增加了模擬量處理和運(yùn)動(dòng)控制等功能。今天的PLC不再局限于邏輯控制，在運(yùn)動(dòng)控制、過(guò)程控制等領(lǐng)域也發(fā)揮著十分重要的作用。
作為離散控制的首選產(chǎn)品，PLC在二十世紀(jì)八十年代至九十年代得到了迅速發(fā)展，世界范圍內(nèi)的PLC年增長(zhǎng)率保持為20%~30%。隨著工廠自動(dòng)化程度的不斷提高和PLC市場(chǎng)容量基數(shù)的不斷擴(kuò)大，近年來(lái)PLC在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的增長(zhǎng)速度放緩。但是，在中國(guó)等發(fā)展中國(guó)家PLC的增長(zhǎng)十分迅速。綜合相關(guān)資料，2004年全球PLC的銷(xiāo)售收入為100億美元左右，在自動(dòng)化領(lǐng)域占據(jù)著十分重要的位置。
自上世紀(jì)七十年代引進(jìn)PLC以來(lái)，PLC在我國(guó)的應(yīng)用已有30年的歷史。引進(jìn)初期，由于PLC價(jià)格昂貴，引進(jìn)的PLC主要用于冶金、電力、自動(dòng)化生產(chǎn)線等大的設(shè)備和系統(tǒng)。近10年來(lái)，隨著PLC價(jià)格的不斷降低和用戶需求的不斷擴(kuò)大，越來(lái)越多的中小設(shè)備開(kāi)始采用PLC進(jìn)行控制，PLC在我國(guó)的應(yīng)用增長(zhǎng)十分迅速。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和基礎(chǔ)自動(dòng)化水平的不斷提高，今后一段時(shí)期內(nèi)PLC在我國(guó)仍將保持高速增長(zhǎng)勢(shì)頭。
在引進(jìn)國(guó)外PLC產(chǎn)品的過(guò)程中，我國(guó)也曾組織了相關(guān)單位消化、吸收PLC的關(guān)鍵技術(shù)，試圖對(duì)PLC進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化。
但是，受各種因素的影響，國(guó)產(chǎn)PLC一直沒(méi)有形成產(chǎn)業(yè)化規(guī)模，目前中國(guó)市場(chǎng)上95%以上的PLC產(chǎn)品來(lái)自國(guó)外公司。
2、PLC發(fā)展趨勢(shì)
從剛一問(wèn)世至今，PLC一直表現(xiàn)出強(qiáng)大的生命力和高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。近年來(lái)，有關(guān)媒體進(jìn)行過(guò)PLC和DCS（Distributed Control System， 分布式控制系統(tǒng)）誰(shuí)更有生命力以及PLC是否會(huì)被IPC（Industrial PC，工業(yè)PC）、嵌入式控制器、FCS（Fieldbus Control System，現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)）等取代的討論。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC和DCS都在不斷吸收對(duì)方的優(yōu)點(diǎn)，因此在部分高端PLC應(yīng)用領(lǐng)域PLC的功能與DCS的功能越來(lái)越接近。但是，筆者認(rèn)為，DCS有DCS的傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域，PLC有PLC的傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域，二者在今后5年內(nèi)誰(shuí)也不會(huì)代替誰(shuí)，只是互相吸收對(duì)方的優(yōu)點(diǎn)，在高端逐漸走向融合。至于經(jīng)過(guò)一段時(shí)間發(fā)展后，DCS和高端PLC功能越來(lái)越接近，它們的名字叫什么都無(wú)關(guān)緊要，傳統(tǒng)DCS廠商可能會(huì)叫它DCS，傳統(tǒng)PLC廠商可能會(huì)叫它PLC，也可能叫FCS、PAC（Programmable Automation Controller，可編程自動(dòng)化控制器）或其它名字。無(wú)論是PLC還是DCS，市場(chǎng)上的主流產(chǎn)品都采用了現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，盡管它們都不是嚴(yán)格意義上的FCS，但人們也可在一定程度上認(rèn)為它們就是FCS，其實(shí)有不少?gòu)S商就是這么做的。因?yàn)镕CS與DCS、PLC的關(guān)系不是本文討論的重點(diǎn)，在此不多敘述。
IPC加軟件能實(shí)現(xiàn)PLC的主要功能，在一些場(chǎng)合能代替PLC進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)所謂軟PLC的功能。這是IPC可靠性得到較大程度提高，并充分利用IPC通用性時(shí)PLC的一個(gè)發(fā)展分支，但筆者認(rèn)為它畢竟只是一分支，近期內(nèi)絕對(duì)不會(huì)成為PLC應(yīng)用的主流。通用PLC應(yīng)用于專(zhuān)用設(shè)備時(shí)可以認(rèn)為它就是一個(gè)嵌入式控制器，但PLC相對(duì)一般嵌入式控制器而言具有更高的可靠性和更好的穩(wěn)定性。筆者實(shí)際工作中碰到的一些用戶原來(lái)采用嵌入式控制器，現(xiàn)在正逐步用通用PLC或定制PLC取代嵌入式控制器。
PLC將不斷豐富功能、提高性能，其主要發(fā)展趨勢(shì)體現(xiàn)為以下幾點(diǎn)。
功能更強(qiáng)大
在原有開(kāi)關(guān)量處理的基礎(chǔ)上，PLC將進(jìn)一步增強(qiáng)模擬量處理能力，并不斷融合順序控制、過(guò)程控制和運(yùn)動(dòng)控制功能。同時(shí)，PLC的運(yùn)算速度、處理能力和存儲(chǔ)容量也將不斷提高。大型PLC系統(tǒng)在控制的基礎(chǔ)上，不斷增加管控一體化功能。小型PLC不僅具有順序控制和邏輯聯(lián)鎖功能，還移植了大中型PLC的一些高級(jí)功能，如模擬量的閉環(huán)調(diào)節(jié)和運(yùn)動(dòng)控制等。
網(wǎng)絡(luò)化
無(wú)論是大型PLC還是小型PLC，網(wǎng)絡(luò)功能不斷增強(qiáng)。PLC向上可以連接各種管理網(wǎng)，向下可連接各種現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。即使是小型PLC，不僅要完成單機(jī)設(shè)備的控制，還要對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行協(xié)調(diào)，因此通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換信息就顯得十分重要。為滿足現(xiàn)代工廠自動(dòng)化對(duì)PLC系統(tǒng)開(kāi)放性和互聯(lián)性的要求，北京和利時(shí)系統(tǒng)工程股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)和利時(shí)公司）推出的小型一體化PLC HOLLiAS-LEC就有多種聯(lián)網(wǎng)功能。HOLLiAS-LEC G3不僅設(shè)計(jì)了與CPU集成一體的標(biāo)準(zhǔn)MODBUS協(xié)議、專(zhuān)有協(xié)議和自由協(xié)議串行通訊接口，還可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口模塊與其它系統(tǒng)進(jìn)行互連，接口模塊包括自由協(xié)議串口、Profibus-DP、Ethernet、evicenet、Lonworks、CAN、FF、Modem、GPRS/GSM等。
標(biāo)準(zhǔn)化和開(kāi)放性
通過(guò)自由組合模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化的硬件，同一廠商的產(chǎn)品可以靈活地組成滿足不同要求的控制系統(tǒng)。同時(shí)，PLC將越來(lái)越開(kāi)放，它提供的將是一個(gè)開(kāi)放性平臺(tái)，通過(guò)提供標(biāo)準(zhǔn)化和開(kāi)放性的接口，PLC可以很方便地接入其它系統(tǒng)。另外，越來(lái)越多的PLC采用標(biāo)準(zhǔn)的編程語(yǔ)言。編程語(yǔ)言國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC 61131-3以前更多地被歐美廠商采用，現(xiàn)在包括日本廠商在內(nèi)
