发展趋势
结构微型化、模块化
自73年微处理机芯片(CPU)问世以后,为计算机应用产品(PLC也属其中之一)微型化创造了条件,一般小型的PLC产品只有32K—16K书这么大小(高度5—10mm)。一般小型PLC整体式的较多,但功能较多的小型机,结构型式大多采用模块式,以便使用户有更多的选择余地,配置成性能比较高的控制系统。
大、中型PLC几乎全部采用模块结构。采用模块式结构可让用户各取所需,减少投资费用。
功能全面化、标准化
在PLC发展的初期,PLC只具有开关量的I/O、定时、计数、顺序控制等功能,之后又增加了模拟量的I/O、PID调节、信号调制、数字量的I/O、通迅、高速计数器等功能模块,现代PLC能完成CNC过程控制、集散控制器柔性制造单元等各种控制系统所能完成的功能。它大大加强了数学运算、数据处理图形显示、联网通信等功能,使PLC向IPC方向渗透和发展。
功能标准化后,使用同一系列的产品(甚至不同厂家、不同系列的PLC)均能选用同一功能的PLC模块。
产品系列化
一家PLC生产公司往往以统一的设计思想,设计其系列产品,在系列产品中,I/O模块和各种功能摸块的接口功能是统一的,但有各种规格,可任意选择、组合,构成小型、中型或大型(小到几点,大到上万点)规模的控制系统。编程器、软件、指令是兼容的,也有不同规格、型号可选。
大容量化、高速化
IC及CPU技术的发展为PLC的大容量化、高速化创造了条件,现代大型PLC存储器容量大到数兆, 控制程序达到数万步,梯形图的扫描速度可达0.1ms/kw的数量级,速度上比许多DCS(分散型控制系统)快数十倍。
大容量及高速化的PLC为加工机具的精确定位、机床速度的精确调节、阀门的灵活控制以及PID过程控制等提供了更好的手段。
模块化、模块智能化
大中型PLC几乎全用模块式结构,功能较多的小型PLC也采用模块式结构,因为这种结构最大的优点是可让用户按需组合,避免功能资源的浪费,使控制系统的成本最小化,实现性价比最优。I/O模块的点数逐渐增多,小型机大多采用4、8及16点,大、中型机多采用64、32及16点。
模块智能化,就是模块的本身具有CPU,能独立工作,它们与主CPU模块并列运行,紧密结合,有助于克服PLC扫描算法上的局限性,使其在速度、精度、适应性、可靠性等各方面均更胜一筹,完成以前PLC本身无法完成的许多功能。
通迅化、网络化
现代工业生产规模大、控制复杂、被控对象分布广且具有一定的空间距离,因此要有许多PLC或其它控制器来分区控制,往往还有上位机对他们进行统一管理,以协调全厂的生产,这就需要各级控制器之间以及与上位机之间具有通讯手段,实现信息交流。
现代的PLC机大多具有标准通讯接口(例如RS-232C、422、485、ProfiBus、以太网等),具有通迅联网功能。通过电缆或光纤,信息传送距离可达几十公里,联网后,各控制器形成一个统一的整体,实现集散控制。
各公司都有自己的专用通讯网络,造成了各家PLC之间的通迅困难,但是它们可以通过主机与遵循标准通迅协议(如MAP网络通迅协议)的网络联网。
编程语言化
梯形图编程固然方便直观,但对复杂的控制领域编程则较烦琐,因此对复杂的应用场合需要高级的编程工具,当代PLC已发展出了许多编程语言,如面向顺序控制的步进顺控语言,面向过程控制的流程图语言(它能表示过程中动态变量与信号的相互联接)。还有用高级语言BASIS、PASCAL、C语言编程的。
增强外部故障检测能力
据分析,PLC控制系统的故障中:
内部故障占20%(其中CPU板占5%;I/O板占15%),
外部故障(非PLC)占80%,其中:
传感器占45% 执行器占30% 接线 占 5%
除了内部故障可通过PLC的软、硬件自动检测以外,其余80%都不能通过自诊断查出,因此,检测外部故障的功能是很有价值的发展方向。