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新一代可編程序控制器的技術現(xiàn)狀

    為了適應日益劇烈的市場競爭，新一代的可編程序控制器在技術創(chuàng)新方面有了長足的進展，主要體現(xiàn)在以下方面：

    (1) 執(zhí)行多任務功能的出現(xiàn)

    所謂執(zhí)行多任務，就是在一個可編程序控制器系統(tǒng)中，可同時安裝幾個CPU模板，每個CPU模板執(zhí)行各自的任務，控制與其執(zhí)行任務相關的I/O模板。

    (2) 網(wǎng)絡能力的強化

    網(wǎng)絡能力的加強，使可編程序控制器已經(jīng)突破了原有的使用范圍，特別是引入現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)、無線網(wǎng)絡及Internet等技術后，可編程序控制器的應用已今非昔比。典型的可編程序控制器的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)為設備控制層、過程控制層和信息管理層3個層次。在設備控制層中，引入了現(xiàn)場總線，使得工業(yè)生產(chǎn)過程中的現(xiàn)場檢測儀表、變頻器、MCC控制柜等一切現(xiàn)場設備都可直接與可編程序控制器相連；在過程控制層中，傳統(tǒng)意義上的人機界面的功能已經(jīng)煥然一新，使可編程序控制器能實現(xiàn)跨地區(qū)的編程、監(jiān)控、診斷、管理，實現(xiàn)整個車間及全廠范圍的控制；在信息管理層，向工業(yè)以太網(wǎng)的擴展，使控制與信息管理融為一體。

    羅克韋爾自動化公司的*自動化系統(tǒng)、西門子公司的全集成自動化系統(tǒng)和施耐德公司的透明工廠都是這類技術發(fā)展的代表。

    (3) 高速化處理功能

    隨著網(wǎng)絡能力的強化，可編程序控制器實現(xiàn)的控制功能和控制范圍都在擴大，這就要求可編程序控制器實現(xiàn)高速運行和實時通信功能。高速化包括運算速度的高速化、與外部設備交換數(shù)據(jù)的高速化、編程設備服務處理的高速化、外部設備響應的高速化。為了實現(xiàn)高速化，有些可編程序控制器已在其內(nèi)核中設計有通信功能，借助于無源數(shù)據(jù)總線，系統(tǒng)的瓶頸得以消除，這種結(jié)構(gòu)允許多個處理器、網(wǎng)絡能在一個機架中使用而沒有限制，從而提供了高性能的分布式實時控制系統(tǒng)的解決方案。

   (4) 大力發(fā)展集成化軟件

    目前，可編程序控制器的生產(chǎn)廠商開發(fā)系統(tǒng)硬件費用的比例逐年下降，而開發(fā)軟件、集成等費用的比例逐年上升。現(xiàn)在的成套軟件將可編程序控制器的編程、操作員界面、運動控制、程序調(diào)試、故障診斷和處理、通信等集成為一體。人-機界面及監(jiān)控軟件集成了所有開放的標準接口，可直接從生產(chǎn)中獲得大量實時數(shù)據(jù)，并對這些數(shù)據(jù)進行分析和打包，然后傳送到管理層，同時它能將過程優(yōu)化數(shù)據(jù)和生產(chǎn)細節(jié)的參數(shù)迅速地反饋到控制層和現(xiàn)場，從而為集成ERP系統(tǒng)鋪平道路。

(5) 微型可編程序控制器異軍突起

    傳統(tǒng)的微型可編程序控制器一般為8~64點數(shù)字量I/O，1~4點模擬量I/O，體積很小，可直接安裝在機器內(nèi)。但現(xiàn)在的微型可編程序控制器除了上述功能外，在網(wǎng)絡功能和人機接口功能上已可與中大型的可編程序控制器相比，這一類微型可編程序控制器是目前發(fā)展較快的。西門子公司的LOGO，羅克韋爾自動化公司的PICO都是這類微型可編程序控制器的代表。

    (6) 信息技術滲入可編程序控制器

    信息技術滲入可編程序控制器是為了適應工廠控制系統(tǒng)和企業(yè)信息管理系統(tǒng)日益有機結(jié)合的發(fā)展趨勢，適應在控制層面上讓不同品牌的可編程序控制器之間、可編程序控制器與分布式控制系統(tǒng)之間有效交換數(shù)據(jù)的要求。實際上多任務系統(tǒng)的實現(xiàn)、網(wǎng)絡能力的提高、軟件集成的發(fā)展使得信息技術很容易的就與可編程序控制器系統(tǒng)融為一體。

    (7) 加強安全技術

    隨著可編程序控制器應用領域的擴大，對可編程序控制器系統(tǒng)的可靠性要求也越來越高，加強可編程序控制器的安全技術也成為了一個新的發(fā)展方向。具有容錯和冗余性能的故障防止型可編程序控制器已經(jīng)出現(xiàn)，具備在線插拔的雙通道的信號模板和電源模板。內(nèi)藏冗余的CPU系統(tǒng)的過程控制器也已出現(xiàn)，這種過程控制器利用內(nèi)部測試電路檢查、診斷I/O模板的運行狀況，而不是采用冗余的I/O模板。GE Fanuc公司推出了三合一的可編程序控制器，這種可編程序控制器是目前世界實現(xiàn)全系列兼容、熱備和三取二表決的高可靠性安全型可編程序控制器。