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PLC的硬件发展
PLC的硬件发展
⑴可编程操控器的10项投标目标
1968年，美国通用轿车公司（GM）依据多种类、小批量、不断翻新轿车品牌的战略思想，以下降出产成本，缩短新产品开发周期为想象，针对汽其时车出产线的自控体系现状：工装基本上由继电器操控设备构成。其时轿车的每一次改型都直接导致继电器操控设备的从头规划和设备，因此继电器操控设备就需要经常地从头规划和设备，这不只费时、费工、费料，乃至阻止了更新周期的缩短。为了改动这一现状，美国通用轿车公司在1969年公开投标，期望用新的操控设备来取代继电器操控设备，并提出了以下10项投标目标：
①在运用者的工厂里，能以最短的中止服务时刻，敏捷、便利地对其操控的硬件和设备进行编程及从头进行程序的规划。
②一切的体系组件有必要能在工厂内无特别支撑的设备、硬件及环境条件下进行。
③体系的修理有必要简略易行。在体系中应规划有状况指示器及刺进式模块，以便在在最短的泊车时刻内使修理和毛病确诊变得简略易行；
④设备的体积应小于原继电器操控柜的体积，它的能耗也应较小；
⑤有必要能与中心数据收集处理体系进行通讯，以便监督体系的运转状况和运转状况。
⑥输入开关量可所以已有的规范操控体系的按钮和限位开关的沟通115V(注：美国电网电压为115V，我们中国是AC220V)；
⑦输出的驱动信号都有必要能驱动以沟通运转的电动机驱动器和电磁阀线圈，每个输出量将规划为可开停和接连操作具有沟通115V，2A以下容量的电磁阀等负载设备。
⑧具有灵敏的扩展才能。在扩展时，有必要能以最小的体系变化及最短的更换、中止时刻，使原有设备从体系的最小装备扩展到体系的最大装备。
⑨在购买和设备费用上应有与原有继电器操控和固态逻辑操控体系的竞争力，即有高的性价比。
⑩用户存储器容量至少在4KB1以上（依据其时轿车装配厂的要求）
美国数字设备公司(DEC)中标后，在1969年，研制出第一台PLC（PDP-14），使用于美国通用轿车主动装配线上试用，取得了成功。这以后，美国Modicon公司也推出了同名的084操控器。这种新式的工控设备，以其体积小、可变性好、可靠性高、运用寿命长、简略易懂、操作保护便利等一系列长处，很快就在美国的许多职业里得到推行使用。到1971年，现已成功地使用于食物、饮料、冶金、造纸等职业。
这一新式的工控设备的呈现，遭到世界上许多国家的高度重视。1971年，日本从美国引入了这项新技能，很快研制出了他们的第1台PLC（DSC-8操控器）。1973年，西欧国家也研制出他们的第1台PLC。我国从1974年始研制，到1977年开端使用于工控范畴。
⑵可编程操控器的开展
①草创阶段，从第一台可编程操控器面世到20世纪70年代中期。这个阶段的PLC，一般称为“可编程逻辑操控器”(Programmable Logic Controller)。这时的PLC基本上是(硬)继电器操控设备的替代物，首要用于完结原先由继电器完结的顺序操控、定时、计数等功用。它在硬件上以“准计算机”的方式呈现，在I/O接口电路上做了改进以习惯工控现场要求。设备中的器材首要选用分立元件和中小规划集成电路，并选用磁芯存储器。别的，还采取了一些办法，以进步抗干扰才能。在软件编程上，选用类似于电气工程师所了解的继电器操控线路的方法——梯形图(Ladder)言语。因此，前期的PLC的功用要优于继电器操控设备，其长处是简略易懂、便于设备、体积小、能耗低、有毛病显现、能重复运用等。其间PLC特有的编程言语——梯形图言语一向沿用至今。这一阶段的产品首要用于逻辑运算、计数、计时操控。
②扩展阶段，从20世纪70年代中期到70年代晚期，微处理器的呈现使PLC发生了剧变。美国、日本、德国等一些厂家先后开端选用微处理器作为PLC的CPU(中心处理单元)，这样使PLC的功用大大增强。除了坚持原有的逻缉运算、计时、计数等功用以外，还添加了算术运算、数据处理、模拟量的运算、网络通讯、自确诊等功用。
③通讯阶段，从20世纪70年代末到20世纪80年代中期，因为超大规划集成电路技能的敏捷开展，微处理器价格大幅度跌落，使得各种类型的PLC所选用的微处理器的层次普遍进步。前期的PLC一般选用8位的CPU，现在的PLC一般选用16位或32位的CPU。别的，为了进一步进步PLC的处理速度，各制造厂还纷繁研制开发出专用的逻辑处理芯片，这就使得PLC的软、硬件功用有了剧变。这一阶段的产品与计算机通讯体系的开展有关，并形成了分布式网络通讯体系，但因为各制造厂商的各自为营，通讯体系也各自称为独立的体系，使各制造厂商的产品较难完结互通。
④敞开阶段，从20世纪80年代中期到90年代中期。因为国际规范化安排提出了敞开互连参阅模型，使可编程操控器在通讯体系的敞开取得较大开展，使各制造厂商产品可以互通，乃至大中型产品开端选用CRT屏幕显现功用，而且选用规范化软件体系，添加高档编程言语，并完结编程言语的规范化作业。
⑤规范和集成阶段，从20世纪90年代中期开端。IEC发布了可编程操控器的规范草案，尤其是规范编程言语的公布，使可编程操控器取得飞跃开展。软件模型的公布是该阶段的重要标志。选用规范编程言语的软件使第三方的软件移植变得便利。体系的集成化和扁平化是该阶段的另一个特色，将各种软件集成在一个软件渠道，选用一个数据库等。
现在，世界上约有200家PLC出产厂商，其间，美国的Rockwell、GE，德国的西门子(Siemens)，法国的施耐德(Schneider)，日本的三菱、欧姆龙(Omron)，他们掌控着全世界80%以上的PLC商场份额，他们的系列产品从只要几十个点(I/O总点数)的微型PLC到有上万个点的巨型PLC，包罗万象。
⑶我国可编程操控器的开展
我国从1974年始拷贝美国的第二代PLC产品，但因元器材质量和技能问题等原因，未能推行。辅导1977年，我国才研制出第一台具有实用价值的可编程操控器，并开端批量出产和使用于工业过程操控。因为运用单片一位处理器，因此使用规划小，首要操控方法为开关量操控。跟着改革敞开，1982年开端后雨美国、德国、日本等厂商进行合资或引入技能、出产流水线等，使PLC取得了较大开展。这一阶段的首要特色是以产品的引入、技能的消化、使用的遍及为目标。使用的产品以8位处理器为主，使用规划在1000点以下。
通过多年的开展，国内PLC出产厂家约有三十家，但没有形成颇具规划的出产才能，国内PLC使用商场依然以国外产品为主，如：Siemens的S7-200小系列、S7-300中系列、S7-400大系列，三菱的FX小系列、Q中大系列，0mron的CPM小系列、C200H中大系列等。
值得一提的是，湖北黄石的科威自控公司(www.kwzk.com)的创新产品——“嵌入式PLC”。小体系用户期望在数据处理上像DCS、可靠性上像PLC、价格上像单片机嵌入体系。嵌入式PLC正好满意用户的这些希望。嵌入式PLC是指“将支撑PLC(梯形图)编程言语的内核EasyCore以小板芯的方式”嵌入到特定的操控设备中，使该设备除了具有自身的专用功用之外，还具有PLC的基本功用；开发人员可以在该PLC编程言语渠道上，垂手可得地规划出通用型PLC、客户型PLC、以及各种特型操控板。嵌入式PLC是科威公司立足原有的主动化外表技能、现场总线技能和10多年的主动化工程项目经验，在华中科技大学、武汉理工大学的协作下，通过3年多的尽力攻关，首创成功的。因为嵌入式PLC的社会及经济价值非常巨大，2005年被列为国家攻关方案。迄今为止，科威公司的嵌入式PLC产品——通用型PLC、(依照客户要求定制的)客户型PLC、特型操控板，已在纺织机械、工业窑炉、塑料机械、印刷包装机械、食物机械、数控机床、恒压供水设备、环保设备等职业中成功使用，而且在窑炉主动化体系的使用中占有显着的技能优势。
长期以来，PLC始终是工业主动化的主角，它与是SCADA（监控和数据收集）、DCS(集散操控体系)及IPC(工控机)、FCS(现场总线操控体系)等彼此集成，相互影响。一起也承受着来自其它技能产品的冲击。
⑴可编程操控器的10项投标目标
1968年，美国通用轿车公司（GM）依据多种类、小批量、不断翻新轿车品牌的战略思想，以下降出产成本，缩短新产品开发周期为想象，针对汽其时车出产线的自控体系现状：工装基本上由继电器操控设备构成。其时轿车的每一次改型都直接导致继电器操控设备的从头规划和设备，因此继电器操控设备就需要经常地从头规划和设备，这不只费时、费工、费料，乃至阻止了更新周期的缩短。为了改动这一现状，美国通用轿车公司在1969年公开投标，期望用新的操控设备来取代继电器操控设备，并提出了以下10项投标目标：
①在运用者的工厂里，能以最短的中止服务时刻，敏捷、便利地对其操控的硬件和设备进行编程及从头进行程序的规划。
②一切的体系组件有必要能在工厂内无特别支撑的设备、硬件及环境条件下进行。
③体系的修理有必要简略易行。在体系中应规划有状况指示器及刺进式模块，以便在在最短的泊车时刻内使修理和毛病确诊变得简略易行；
④设备的体积应小于原继电器操控柜的体积，它的能耗也应较小；
⑤有必要能与中心数据收集处理体系进行通讯，以便监督体系的运转状况和运转状况。
⑥输入开关量可所以已有的规范操控体系的按钮和限位开关的沟通115V(注：美国电网电压为115V，我们中国是AC220V)；
⑦输出的驱动信号都有必要能驱动以沟通运转的电动机驱动器和电磁阀线圈，每个输出量将规划为可开停和接连操作具有沟通115V，2A以下容量的电磁阀等负载设备。
⑧具有灵敏的扩展才能。在扩展时，有必要能以最小的体系变化及最短的更换、中止时刻，使原有设备从体系的最小装备扩展到体系的最大装备。
⑨在购买和设备费用上应有与原有继电器操控和固态逻辑操控体系的竞争力，即有高的性价比。
⑩用户存储器容量至少在4KB1以上（依据其时轿车装配厂的要求）
美国数字设备公司(DEC)中标后，在1969年，研制出第一台PLC（PDP-14），使用于美国通用轿车主动装配线上试用，取得了成功。这以后，美国Modicon公司也推出了同名的084操控器。这种新式的工控设备，以其体积小、可变性好、可靠性高、运用寿命长、简略易懂、操作保护便利等一系列长处，很快就在美国的许多职业里得到推行使用。到1971年，现已成功地使用于食物、饮料、冶金、造纸等职业。
这一新式的工控设备的呈现，遭到世界上许多国家的高度重视。1971年，日本从美国引入了这项新技能，很快研制出了他们的第1台PLC（DSC-8操控器）。1973年，西欧国家也研制出他们的第1台PLC。我国从1974年始研制，到1977年开端使用于工控范畴。
⑵可编程操控器的开展
①草创阶段，从第一台可编程操控器面世到20世纪70年代中期。这个阶段的PLC，一般称为“可编程逻辑操控器”(Programmable Logic Controller)。这时的PLC基本上是(硬)继电器操控设备的替代物，首要用于完结原先由继电器完结的顺序操控、定时、计数等功用。它在硬件上以“准计算机”的方式呈现，在I/O接口电路上做了改进以习惯工控现场要求。设备中的器材首要选用分立元件和中小规划集成电路，并选用磁芯存储器。别的，还采取了一些办法，以进步抗干扰才能。在软件编程上，选用类似于电气工程师所了解的继电器操控线路的方法——梯形图(Ladder)言语。因此，前期的PLC的功用要优于继电器操控设备，其长处是简略易懂、便于设备、体积小、能耗低、有毛病显现、能重复运用等。其间PLC特有的编程言语——梯形图言语一向沿用至今。这一阶段的产品首要用于逻辑运算、计数、计时操控。
②扩展阶段，从20世纪70年代中期到70年代晚期，微处理器的呈现使PLC发生了剧变。美国、日本、德国等一些厂家先后开端选用微处理器作为PLC的CPU(中心处理单元)，这样使PLC的功用大大增强。除了坚持原有的逻缉运算、计时、计数等功用以外，还添加了算术运算、数据处理、模拟量的运算、网络通讯、自确诊等功用。
③通讯阶段，从20世纪70年代末到20世纪80年代中期，因为超大规划集成电路技能的敏捷开展，微处理器价格大幅度跌落，使得各种类型的PLC所选用的微处理器的层次普遍进步。前期的PLC一般选用8位的CPU，现在的PLC一般选用16位或32位的CPU。别的，为了进一步进步PLC的处理速度，各制造厂还纷繁研制开发出专用的逻辑处理芯片，这就使得PLC的软、硬件功用有了剧变。这一阶段的产品与计算机通讯体系的开展有关，并形成了分布式网络通讯体系，但因为各制造厂商的各自为营，通讯体系也各自称为独立的体系，使各制造厂商的产品较难完结互通。
④敞开阶段，从20世纪80年代中期到90年代中期。因为国际规范化安排提出了敞开互连参阅模型，使可编程操控器在通讯体系的敞开取得较大开展，使各制造厂商产品可以互通，乃至大中型产品开端选用CRT屏幕显现功用，而且选用规范化软件体系，添加高档编程言语，并完结编程言语的规范化作业。
⑤规范和集成阶段，从20世纪90年代中期开端。IEC发布了可编程操控器的规范草案，尤其是规范编程言语的公布，使可编程操控器取得飞跃开展。软件模型的公布是该阶段的重要标志。选用规范编程言语的软件使第三方的软件移植变得便利。体系的集成化和扁平化是该阶段的另一个特色，将各种软件集成在一个软件渠道，选用一个数据库等。
现在，世界上约有200家PLC出产厂商，其间，美国的Rockwell、GE，德国的西门子(Siemens)，法国的施耐德(Schneider)，日本的三菱、欧姆龙(Omron)，他们掌控着全世界80%以上的PLC商场份额，他们的系列产品从只要几十个点(I/O总点数)的微型PLC到有上万个点的巨型PLC，包罗万象。
⑶我国可编程操控器的开展
我国从1974年始拷贝美国的第二代PLC产品，但因元器材质量和技能问题等原因，未能推行。辅导1977年，我国才研制出第一台具有实用价值的可编程操控器，并开端批量出产和使用于工业过程操控。因为运用单片一位处理器，因此使用规划小，首要操控方法为开关量操控。跟着改革敞开，1982年开端后雨美国、德国、日本等厂商进行合资或引入技能、出产流水线等，使PLC取得了较大开展。这一阶段的首要特色是以产品的引入、技能的消化、使用的遍及为目标。使用的产品以8位处理器为主，使用规划在1000点以下。
通过多年的开展，国内PLC出产厂家约有三十家，但没有形成颇具规划的出产才能，国内PLC使用商场依然以国外产品为主，如：Siemens的S7-200小系列、S7-300中系列、S7-400大系列，三菱的FX小系列、Q中大系列，0mron的CPM小系列、C200H中大系列等。
值得一提的是，湖北黄石的科威自控公司(www.kwzk.com)的创新产品——“嵌入式PLC”。小体系用户期望在数据处理上像DCS、可靠性上像PLC、价格上像单片机嵌入体系。嵌入式PLC正好满意用户的这些希望。嵌入式PLC是指“将支撑PLC(梯形图)编程言语的内核EasyCore以小板芯的方式”嵌入到特定的操控设备中，使该设备除了具有自身的专用功用之外，还具有PLC的基本功用；开发人员可以在该PLC编程言语渠道上，垂手可得地规划出通用型PLC、客户型PLC、以及各种特型操控板。嵌入式PLC是科威公司立足原有的主动化外表技能、现场总线技能和10多年的主动化工程项目经验，在华中科技大学、武汉理工大学的协作下，通过3年多的尽力攻关，首创成功的。因为嵌入式PLC的社会及经济价值非常巨大，2005年被列为国家攻关方案。迄今为止，科威公司的嵌入式PLC产品——通用型PLC、(依照客户要求定制的)客户型PLC、特型操控板，已在纺织机械、工业窑炉、塑料机械、印刷包装机械、食物机械、数控机床、恒压供水设备、环保设备等职业中成功使用，而且在窑炉主动化体系的使用中占有显着的技能优势。
长期以来，PLC始终是工业主动化的主角，它与是SCADA（监控和数据收集）、DCS(集散操控体系)及IPC(工控机)、FCS(现场总线操控体系)等彼此集成，相互影响。一起也承受着来自其它技能产品的冲击。
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