一、前言 長期以來，PLC始終處于工業(yè)自動化控制領域的主戰(zhàn)場，為各種各樣的自動化控制設備提供了非?？煽康目刂茟?。其主要原因，在于它能夠為自動化控制應用提供安全可靠和比較完善的解決方案，適合于當前工業(yè)企業(yè)對自動化的需要。另一方面，PLC還必須依靠其他新技術來面對市場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的采用、系統(tǒng)開放性和價格。 PLC技術展的最終趨勢仍然是人們所爭論的焦點之一。大多數(shù)人認為，PLC將會繼續(xù)失去市場份額；更有甚者認為，在工業(yè)PC面前，PLC將會一步一步走向死亡；但也有一部分人相信，一些特殊工業(yè)應用領域仍將為PLC提供一定的市場份額。 在全球工業(yè)計算機控制領域，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，已經發(fā)生巨大變革，幾乎到處都有PLC，但這種趨勢也許不會繼續(xù)發(fā)展下去。隨著軟PLC（SoftPLC）控制組態(tài)軟件技術的誕生與進一步完善和發(fā)展，安裝有SoftPLC組態(tài)軟件和基于工業(yè)PC控制系統(tǒng)的市場份額正在逐步得到增長，這些事實使傳統(tǒng)PLC供應商在思想上已經發(fā)生了戲劇性的變化，他們必須面對現(xiàn)實，在傳統(tǒng)PLC的技術發(fā)展與提高方面作出更加開放的高姿態(tài)。對于控制軟件來講，這是PLC控制器的核心，PLC供應商正在向工業(yè)用戶提供開放式的編程組態(tài)工具軟件，而且對于工業(yè)用戶表現(xiàn)得非常積極。此外，開放式通信網絡技術也得到了突破，其結果是將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制造商已經開始注視基于工業(yè)PC控制技術所帶來的強大沖擊。有專家甚至認為，新商務活動所帶來的新技術和開放技術規(guī)范將會埋葬傳統(tǒng)PLC。PLC制造商認為，雖然在工業(yè)現(xiàn)場安裝有大量的PLC控制設備，但他們仍然需要聯(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。 誠然，幾年前在工業(yè)現(xiàn)場明顯存在著新舊PLC混合使用的情況，工業(yè)用戶不得不同時學習相關的新舊知識，甚至彼此借鑒學習。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。 在高端應用方面，很難進一步區(qū)分PLC控制系統(tǒng)和工業(yè)PC控制系統(tǒng)之間的差異，因為這兩者均采用了同樣類型的微處理器和內存芯片。形象地打個比喻，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算機硬件技術，我們更多觀察到的卻是那些基本技術的復雜化和混合體，這些技術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知識。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)應用。人們可以看到，將來的發(fā)展趨勢是將更多的功能進一步集成到一個控制箱內。因而像順序控制和過程控制這樣的事件將會采用功能化方式進行處理，其他像運動控制等也能夠共享到相同的控制結構體系中。 可以相信，PLC技術將繼續(xù)向開放式控制系統(tǒng)方向轉移，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)勢外，還具有其他優(yōu)點，如能夠縮短系統(tǒng)投放到市場的周期，降低系統(tǒng)投資費用，提高從工廠底層到企業(yè)辦公自動化的數(shù)據(jù)信息流動效率等。 關于工業(yè)PC控制系統(tǒng)的實時響應問題已經得到很好的解決，也許其主要的東西仍然隱藏在技術背后，但缺乏相應的跟蹤記錄。對于PLC來講，堅固性是其主要特點之一，這已經有相當多的跟蹤記錄來驗證。工業(yè)用戶仍然非常小心地對待PLC，他們正在對PLC作不同的技術測試工作。在利用一種新技術時，工業(yè)用戶需要考慮的問題是要冒多大的風險，同時需要考慮對其商務活動能夠帶來多少機會和收益。 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。隨著技術的進一步發(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所存在的風險和給他們的商務活動所帶來的收益，以便為今后的決策提供有效的保障。 工業(yè)PC技術提供了許多功能，能夠增強PLC的功能特性，包括內藏視頻和高速浮點數(shù)字協(xié)處理器。盡管Microsoft公司沒有進一步提升該項功能特性的計劃，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)的軟件產品，即3.0版本的SIMATIC WinAC（Windows自動化中心）。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)場總線局域網的連接性能，以及遠程程序設計。此外，它還為現(xiàn)場控制設備本地化集成提供了一種新的DeviceNet I/O設備驅動程序，用于連接所安裝的DeviceNet I/O設備。 Steeplechase軟件公司也已推出了一套支持硬實時過程控制的嵌入式Windows NT操作系統(tǒng)接口部件。該部件進一步結合了Steeplechase公司采用SBS技術并運行于Windows NT環(huán)境的工業(yè)Compact PCI的硬實時控制軟件?，F(xiàn)在，Steeplechase公司的可視化邏輯控制器已經升級到5.0版。該控制器適合于Windows NT 4.0和Windows 2000兩種操作系統(tǒng)，它的實時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型OPC服務器驅動程序，因而比以前的版本具有更快的運行速度。其他一些特點還包括新OI網絡特性，以及能夠讓工業(yè)用戶自己設計出豐富多彩的動態(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國際標準，并獨立于任何硬件平臺的軟邏輯自動化控制軟件包。在一個網絡化過程控制系統(tǒng)環(huán)境中，該軟件包能夠應用于多種組態(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、應用程序工作平臺，以及相應的“虛擬機器”運行時目標。該運行時目標能夠運行于各種各樣的硬件平臺。 CTC自動化工程公司已經發(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PLC所確定的控制任務，并且與程序執(zhí)行時間一樣快，均在1 ms以內；還能夠同時處理多任務工作，但不能同時超過16個控制任務。一種具有優(yōu)先級和多任務處理內核的機制保持著對每一件控制任務的跟蹤，確?？刂迫蝿漳軌蛉〉米罡叩膬?yōu)先權。該軟件能夠運行全部5種IEC 61131-3標準程序設計語言和PID控制程序，支持兩種類型的I/O控制設備。一種是像Profibus和DeviceNet等這樣的現(xiàn)場總線I/O設備；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品Tealware，有人非常形象地把這種軟件產品稱作穿著工業(yè)PC衣服的PLC。那些安裝在支架上的控制系統(tǒng)已經有了小型PLC的形狀系數(shù)，但SoftPLC公司的控制軟件已經被嵌入到CPU中。Tealware軟件能夠滿足各種類型工業(yè)用戶的需要，從小型、單機系統(tǒng)到大型、分散多控制工作站應用。其特點包括全系列I/O模件、內藏Ethernet和工業(yè)串行通信接口。 最近，Tealware軟件已經升級到2.3版本。其中，控制軟件提供了事實上無限的梯形圖邏輯控制步序，同時允許有超過百萬字的數(shù)據(jù)表；許多OI/SCADA應用接口；內藏Java引擎和FTP服務器用于遠程維護與管理；支持用戶自己編寫的C、C++、Java程序和設備驅動程序；適合于嵌入式Web服務器用；程序設計的在線運行模式；堅固的I/O模件支持能力和許多其他標準PLC功能；可以運行所輸入的，或者是經過轉換的A-B公司的PLC-5、PLC-2/PLC、PLC-3和SLC-500程序。 三、Ethernet的擴展與進一步容納Web技術 當前，在所有過程控制領域，最大的發(fā)展趨勢之一就是Ethernet技術的擴展。PLC也例外，現(xiàn)在，越來越多的PLC供應商開始提供Ethernet接口部件。在最近的幾年間，我們已經看到，發(fā)展比現(xiàn)有普通小快靈PLC更加強大的PLC是種趨勢。Ethernet將會成為PLC的通信標準嗎？也許最終結果是這樣的，但現(xiàn)在還為時尚早。對于在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)議標準，如果上層協(xié)議相互之間不能兼容，那么仍然不可能進行相互之間的通信處理。打個比方，這如同一個不懂英語的中國人與一個不懂漢語的美國人之間是不能夠通過電話進行對話一樣。因此，協(xié)議就是設備之間相互通信的語言。 另一方面，前進的步伐已經邁出，我們只有迎著困難而上，為了將Ethernet技術應用到工廠底層的現(xiàn)場過程控制設備中去，ODVA協(xié)會為此建立了一套全球性標準技術規(guī)范，即Ethernet/IP標準，以便能夠解決在實際工作中所遇到的困難。 　向Ethernet靠近的一個目的在于通過Internet能夠連接到所希望的任何地方。實際上，在一些意想不到的地方，Web服務器正在顯露出其應有的威力。幾年前，有一些PLC系統(tǒng)已經內藏了Web服務器，這無疑又為PLC系統(tǒng)增加了更多的特點。其他類型的控制設備也正在準備進一步集成Web服務器。例如，Square D公司已經有一個具備Ethernet連接接口的發(fā)動機控制中心，并正在準備開發(fā)一種內藏Web服務器連接接口的變速裝置。 內藏Web服務器所體一風的益處包括開放網絡、商業(yè)工具的影響、客戶機/服務器關系。在過去，工業(yè)用戶可能會有代表性地詢問一些有關PLC方面的信息，但在現(xiàn)在，由于新技術的不斷誕生和發(fā)展，工業(yè)用戶很容易就可以得到有關這方面的信息。另一方面，隨著芯片和處理器大規(guī)模的生產，PLC生產制造商能夠生產并提供開放網絡的產品，讓工業(yè)用戶花較少的費用就能夠購買到功能非常完善的PLC產品。 在為將PLC連接到Ethernet和Web上提供技術支持方面，Schneider公司已經成了先驅者之一。最近，該公司推出了一種運行于Premium PLC平臺的新型快速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10/100Mb/s的連接速度，現(xiàn)場過程控制器之間可以共享實時數(shù)據(jù)信息，自動掃描Momentum I/O模件和其他任何基于Modbus通信協(xié)議的現(xiàn)場控制設備，采用一個嵌入式Web服務器提供HTML通信服務，同時提供了SNMP用于標準網絡通信管理。在一次展覽會上，Schneider公司還向工業(yè)用戶展示了他們有關透明工廠的觀念。 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，該適配器提供了標準IEC程序控制性能，進一步為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)場過程控制設備連接到Internet和Ethernet的能力，現(xiàn)場過程控制設備包括所有功能化實時過程控制器。 幾年前，Rockwell自動化公司也在其PLC產品中提供了Ethernet接口，而且正在堅定不移地穩(wěn)步提高Ethernet的功能特性。該公司最近已經公布了一種柔性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技術能夠提供實時過程控制性能。A-B公司提供的1756型ControlLogix I/O也是基于標準Ethernet TCP/IP和UDP數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的組件，其應用層使用了一種開放式、面向對象、基于生產者/ 消費者的技術。這種技術在ControlNet、DeviceNet和FF現(xiàn)場總線H1網絡系統(tǒng)中也能夠找到。 同樣，其他許多公司也已經推出了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，實現(xiàn)了與DeviceNet、LonWorks和Interbus等現(xiàn)場總線設備的兼容。該控制器利用一個Interbus遠程I/O主卡件能夠處理不超過480點本地I/O和512點遠程數(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通信鏈路實現(xiàn)了高速網絡應用。該橋路控制器同時提供8個RS-232串行通信接口，2個RS-485/422隔離串行通信接口，2個10Base-T Ethernet接口，以及一個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）平臺提供了串行通信能力。每一個模件包含了一個80386處理器，并同時嵌入有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。應用程序可以是從簡單的ASCII通信到復雜的32位控制算法。 另一家通常從事運動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（機械與運動控制）系列應用于運動控制方面的產品增加了Ethernet TCP/IP接口。這些單元部件提供了可以連接到工廠內部Intranet和Internet的能力，允許現(xiàn)場過程控制器之間共享數(shù)據(jù)信息?，F(xiàn)場過程控制器與工業(yè)PC之間通常采用OPC服務器設備驅動程序來連接實時數(shù)據(jù)信息，利用Ethernet網絡系統(tǒng)和Web技術可以進行遠程文件傳輸、程序設計和系統(tǒng)維護。 現(xiàn)在，越來越多的企業(yè)正在計劃將其所有自動化控制設備逐步連接到企業(yè)范圍內的信息系統(tǒng)中去。對于工業(yè)用戶來講，也許他們已經注意到有關Ethernet for Control系列控制解決方案，該技術更加依賴于Ethernet和Internet。幾乎所有PLC供應商在其部分系列化產品中均提供了Ethernet連接特性，而且有些公司已經確定將Web服務器徹底嵌入到他們的設備內部，以便充分展現(xiàn)PLC的性能特點。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)的運行狀況，而且還可以像利用系統(tǒng)手冊一樣獲取所需要的任何數(shù)據(jù)信息。 當然，如果工業(yè)用戶正在著手將其控制系統(tǒng)連接到Internet，則必須為此設置安全的信息發(fā)布地址。另外，為了防止黑客進入到控制系統(tǒng)中去，還必須安裝一套安全性能較好的防火墻軟件。 SoftPLC公司在網絡安全性方面投入了極大的熱情和興趣，他們將一個具有實時和確定性的Java虛擬機器嵌入到過程控制器中去。Java使其不僅能夠運行基于Web的Active X控件對象，同樣也能夠運行Servlets。Servlets是個運行于Web服務器任務高度集成在一起，能夠提供動態(tài)Web頁面內容。Servlets程序代碼清晰可見、面向對象設計、模件化，開發(fā)起來非常簡單明了，Servlets也提供了數(shù)據(jù)信息安全性能，允許進一步限制實時數(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，那么安全性對其是非常的重要。 黑客的入侵還不是唯一的煩惱，如果網絡系統(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、冗余網絡系統(tǒng)、冗余通信電纜，以及熱備份等方式，當突發(fā)事件發(fā)生時能夠很好地為過程控制系統(tǒng)提供服務。 許多PLC供應商在其產品的開發(fā)過程中仍然繼續(xù)不斷地改進和提高通信性能，其開發(fā)方向主要面向于Ethernet技術和基于Web技術。 Omron公司在其產品中提供了全部Ethernet連接能力，借助于TCP/IP數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，其產品完全適合于所有Ethernet技術規(guī)范。另外，該公司最近還發(fā)布了幾個新的基于Profibus-DP的產品。在CS1控制器平臺上，提供了主單元部件允許建立在Profibus-DP網絡上所有過程控制器設備在亡命產臺上的運行特性；同時還提供了一套新的Sycon-DP組態(tài)工具軟件包，允許工業(yè)用戶很容易就能夠進行過程控制系統(tǒng)的組態(tài)和網絡的委托管理；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接口用于連接一個或者更多的I/O模件單元，有Ethernet技術規(guī)范。另外，該公司最近還發(fā)布了幾個新的基于Profibus-DP的產品。在CS1控制器平臺上，提供了主單元部件允許建立在Profibus-DP網絡上的所有過程控制器設備在該平臺上的運行特性；同時還提供了一套新的Sycon-DP組態(tài)工具軟件包，允許工業(yè)用戶很容易就能夠進行過程控制系統(tǒng)的組態(tài)和網絡的委托管理；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接口用于連接一個或者更多的I/O模件單元，與該公司的C200H系列PLC還能夠很好地結合在一起工作。 Rockwell自動化公司在其產品中也積極地增加了對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系列產品。類似產品還有ProcessLogix、PLC和SLC 500過程控制器系列。通過進一步改進和提高，其產品能夠同時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)字段僅僅包含了實時I/O數(shù)據(jù)信息。 在ControlLogix Ethernet/IP陣容中包含了一個Ethernet/IP橋路模件、一個Ethernet/IP通信接口模件、RSLinx軟件包和一個Ethernet/IP通信接口收發(fā)器。FLEX I/O網絡接口模件適合于Ethernet/IP，包括一個10/100Mb/s Ethernet/IP，包括一個10/100Mb/s Ethernet/IP光纖適配器。對于MicroLogix、ompactLogix、SLC500過程控制器和其他利用DF1協(xié)議的過程控制設備，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基本單元連接到遠程從I/O子系統(tǒng)。每個模件能夠支持16個附加的DL205模件單元、16個終結器I/O子系統(tǒng)、4個全擴展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)內部之間不能超過100m。采用中繼器可以對傳輸距離和節(jié)點數(shù)量進行擴展，若采用光纖傳輸介質其距離能夠達到2000m。 　　　 Advantech公司最近推出了WebLink 2040/SDA產品，該產品嵌入了Web服務器軟件，通過它可以將任何機器、過程控制器和智能傳感器與基于Web技術的HMI-SCADA軟件一起連接到Internet或者Intranet。該產品還可以允許工業(yè)用戶從全球范圍內的任何地方通過Internet安全訪問實時數(shù)據(jù)信息，以便監(jiān)視和控制任何現(xiàn)場過程設備或者系統(tǒng)。此外，通過該公司的Advantech Studio套裝軟件可以讓工業(yè)用戶在任何時候、任何地方就能夠將所完成的實時動態(tài)圖形畫面、趨勢記錄、報警記錄、報表和配方轉換到標準瀏覽器。 另外一種來自Newport公司的Web服務器模件是iServer，該模件有可能實現(xiàn)將現(xiàn)有的PLC和其他控制設備連接到Internet。這種DIN架裝式模件單元允許不超過32個具有串行通信接口的控制設備連接到Ethernet和Internet，擔當一種Web服務器和與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Ethernet或者Internet的。不久前，Rockwell自動化公司就針對ControlNet公布了新版本并適用于A-B公司的PLC-5C現(xiàn)場控制器和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絡連接特性現(xiàn)在與其PLC-5C現(xiàn)場控制器完全兼容。 　　　　 Moeller電子公司先前一直采用具有自主版權的通信協(xié)議，而現(xiàn)在也已經開始轉向開放網絡協(xié)議。他們所推出的被叫做XI/ON的新一代I/O結構體系將成為其PLC開發(fā)完整的一部分。利用該結構體系可以進行片段和模塊式的設計工作，它所集成的網關允許連接到Ethernet、Profibus-DP、DeviceNet、CANOpen以及更多的網絡系統(tǒng)。 　　　　 PLC相關通信性能的增強除體現(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系列產品推出了新一代32位Control-Logix Ethernet OPC服務器驅動程序。該OPC驅動程序軟件改善了OPC和DDE客戶與A-B公司的ControlLogix現(xiàn)場控制器之間的速度和連通性；還提供了一套靈活的人機界面；可以自由利用A-B公司的OPC服務器套件。它還包括PLC5/SLC505 Ethernet驅動程序。它也進一步優(yōu)化了1756的ENET接口，改善了通信性能，并支持該公司的自動化標識符數(shù)據(jù)庫。 　　 四、過程控制應用 　　 盡管傳統(tǒng)PLC被應用于離散過程控制領域，但現(xiàn)在，PLC已被廣泛應用于連續(xù)過程控制領域，而且基于連續(xù)過程控制技術的發(fā)展趨勢正在進一步得到增長。通信是PLC應用的關鍵技術，這種技術在PLC領域已經得到擴展。同系統(tǒng)一樣，對PLC進行分散化處理已經成為可能，所以更容易進行管理，以便能夠更好地集成在一起。 面對傳統(tǒng)工業(yè)過程控制市場所存在的巨大競爭壓力，許多PLC供應商正在開始主動轉移他們所服務的過程控制應用領域，而且必須放棄傳統(tǒng)PLC應用已經占據(jù)的一些市場份額。 經過較短時間的努力開發(fā)，Siemens公司便陸續(xù)推出了基于過程控制的PLC產品，1990年以前就推出了SIMATIC PCS產品，而在1997年便將產品提升到了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的不斷誕生和發(fā)展，所開發(fā)工作不會停止的。盡管離散和連續(xù)過程控制應用都使用了同樣的硬件產品和網絡系統(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用。 任何PLC供應商將會繼續(xù)全神貫注于批量和混合型過程控制的研究開發(fā)。作為一個很好的例子，Schneider自動化公司正好給我們帶來了其QPC（Quantum Process Control）產品，在過程控制領域能夠使得一個控制系統(tǒng)真正實現(xiàn)完全目標化。QPC利用一套網絡化分布式PLC系統(tǒng)來完成過程控制應用。QPC完全基于Quantum PLC和Momentum I/O操作平臺，能夠從單個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技術完全集成在一起。 Rockwell自動化公司計劃進一步增強A-B公司的ControlLogix多功能控制器的過程控制性能，同時增加一套冗余解決方案和流量儀表模件。其1756-CFM可組態(tài)流量儀表模件將提供支持兩通道0-120kHz范圍內頻率輸入的能力，可以接受大多數(shù)渦輪或者質量流量儀表的輸入信號。在6.0版本的RSLogix 5000中，將同時提供功能模塊圖表（FBD）和過程控制指令表兩種編程方式。其ControlLogix平臺也同時集成了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工作，并在RSView的基礎上為過程控制應用提供完美的畫面顯示。另外，其RS系列批量控制應用也提供了集成化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，該控制器能夠進一步結合PLC系統(tǒng)、DCS和工來控制計算機。其主要特點包括：為所有3種操作平臺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、回路控制器和計算機模件的結合提供了一種公共的底板總線結構體系；為全局過程變量和Windows NT 4.0提供公共的標識符數(shù)據(jù)庫；還提供了一套公共的基于Ethernet的LAN網絡系統(tǒng)。該控制器程序設計語言兼容IEC 61131-3標準。其Web連接性能有助于工業(yè)用戶進行遠程組態(tài)、發(fā)現(xiàn)并修理故障等工程化活動。 　　 Siemens公司的PLS 7過程控制系統(tǒng)最初是基于SIMATIC S7-400型PLC，最近已經升級到5.0版本。其最大的特點之一就是具有柔性分布式服務器/多客戶結構體系，完美地結合了開放式總線結構。基于Profibus和HART現(xiàn)場總線的通信協(xié)議被廣泛用于現(xiàn)場控制設備的集成；Profibus現(xiàn)場總線、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自動化公司也推出了增強型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)，其中內藏有5430型FlexLogix控制器和現(xiàn)有的Flex I/O控制設備產品。5430型控制器與A-B公司的ControlLogix多功能控制器使用了與Rockwell自動化公司相同的過程控制軟件包RSLogix5000。 　　　 Rockwell自動化公司的ControlLogix 5550多功能控制器，為滿足運動控制的需要已經增加了3種新指令，同時也增加了兩種新的坐標類型。通過允許RSLinx軟件用一個請求命令能夠接收全部標識符數(shù)據(jù)列表的方式，網絡數(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，允許對趨勢圖表和柱狀圖的數(shù)值進行監(jiān)控，大大增加了一個系統(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，具有處理48個PID回路和48個數(shù)字量I/O點能力。 　　　 Moore公司推出了專門為過程控制領域設計的基于Internet技術的控制系統(tǒng)Procidia。該系統(tǒng)通過Internet技術的控制系統(tǒng)Procidia。該系統(tǒng)通過Internet和企業(yè)內部Intranet，利用基于工業(yè)PC的HMI和OPC服務器的自組態(tài)方式進行本地和遠程操作與控制。 VMIC公司帶來了基于工業(yè)PC的控制器VMIPC-8400，該控制器同時嵌入了相應的IOWorks過程控制軟件包。VMIPC-8400遵循IEC 61131-3國際標準，非常適合于連續(xù)過程控制和PLC應用的需要。 　　 五、冗余特性 　　 在工業(yè)過程控制領域，每年對具有更高可靠性系統(tǒng)產品的需求都在逐年增加，其中絕大多數(shù)是受經濟利益的驅動所產生的。工廠停機損失所帶來的代價是極其昂貴的，而且所造成的生產成本也會隨之增加。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?，F(xiàn)在公布的IEC 61508標準為過程控制系統(tǒng)的安全性能提供了設計依據(jù)，該標準主要針對可編程電子系統(tǒng)內的功能性安全設計而制定的。 PLC在安全停機系統(tǒng)領域的應用已經有了很長一段時間。也許Triconex和Pilz公司能夠為我們提供許多這方面應用的見解，但其他PLC供應商也正在瞄準這一應用領域的前景，同時也使得一些PLC硬件供應商感到非常棘手。SoftPLC公司已經推出一種冗余系統(tǒng)的解決方案來滿足這一應用需求，而且在實際工程中也得到了應用。其應用經驗告訴我們，主要秘訣在于對硬件和獨特I/O結構體系的仔細選擇，并且他們也尋找到一些適合于該領域應用的總線系統(tǒng)以及其他不匹配的東西。 其他個別著名的PLC供應商在安全和冗余性應用方面新近也提供了相應的產品。Rockwell自動化公司正好推出了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)一起為全部自動化系統(tǒng)提供監(jiān)控和調節(jié)的安全性操作。該過程控制器內藏冗余的CPU系統(tǒng)，利用內部測試電路檢查I/O模件的運行狀況，而不是直接使用冗余的I/O模件。系統(tǒng)遵循IEC 61508標準安全技術規(guī)范，并同時得到了TuV產品服務機構的一致認證，完全能夠應用于具有SIL 3級安全等級要求的自動化過程控制應用。 Rockwell自動化在其ControlLogix平臺也為工業(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?shù)倪x擇。它可使用RSLogix 5000程序設計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、機箱和ControlNet橋路等標準部件。 Schneider自動化公司為工業(yè)用戶在臨界應用方面提供了一種Quantum系列熱備份方案選擇。當類似數(shù)據(jù)信息通過Quantum系列遠程I/O處理器時，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，所以對于客戶計算機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品。其中包括能夠應用于不超過450個測點的小型應用系統(tǒng)的新版本Trident triple模件冗余控制器，其特點除包括一個模擬量輸出模件、一個脈沖量輸入模件和一個增強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連接技術規(guī)范，同時得到了Tuv Rheinland組織機構的鑒定并符合SIL 3級安全等級要求，也符合DIN AK 6級安裝技術規(guī)范。 　　　　　 Triconex公司還推出了一種新版本的TRICON 2003 PLC產品，其主要特點是數(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連接技術規(guī)范。 Siemens公司已經開始積極主動介入這一應領域，并及時推出了SIMATIC S7-400F產品。該產品屬于其高端S7-400 PLC的一個具有自動保安裝置的版本，主要目的是為安全停機系統(tǒng)應用而設計的。它能夠滿足IEC61508標準所制定SIL 3安全等級的運行要求。如果有臨界應用情形發(fā)生，控制器能夠進入到用戶定義的安全狀態(tài)，以便按照預定的順序執(zhí)行停機程序，隨后就可以向工業(yè)用 戶提供診斷數(shù)據(jù)信息報告。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公司去年就已經推出了型號為Max-ON的熱備份冗余軟件，該軟件被應用于標準系列90-30 PLC系統(tǒng)，通過Genius LAN通信網絡，遠程I/O彼此之間可以進行通信。軟件由即插即用型子程序組成，以便進一步完成諸如變量同步、冗余I/O總線控制、程序等價測試、主CPU的挑選以及高級診斷等一系列任務。 　　 六、運動控制 　　 PLC在運動控制領域的應用也已經有很長一段時間了，而且還保持了很好的增長趨勢。 最近，Automationdirect.com公司計劃為其DL205 PLC推出具有四通道高速計數(shù)器的H2-CTRIO模件。該模件單元支持4個獨立可組態(tài)的100kHz計數(shù)器/定時器通道，還具備4個隔離高速DC輸出通道，并運行于獨立的CPU掃描程序，使其具備了非?？焖俚捻憫芰?。該模件也能夠通過本地基于計數(shù)事件的處理器進行編程，而不需要從控制CPU中得到任何協(xié)助。程序設計通常采用DirectSoft32和Think & Do工控組態(tài)軟件包來進行。 結合機械和運動控制方面的內容，Giddings & Lewis公司提供了基于工業(yè)PC的MMC（機械與運動控制）軟件產品PiCPro for Windows，該軟件兼容于IEC 61131-3標準的梯形邏輯圖和功能模塊圖表程序設計方式。該軟件內藏于PCI總線模件中，當宿主工業(yè)PC停機以后，該模件單元能夠繼續(xù)運行操作。其特點包括不超過32個軸向的模擬量控制或者SERCOS伺服系統(tǒng)控制，具備運動控制性能，內藏OPC服務器驅動程序、電子郵件和文件傳輸器，以及為DeviceNet或者Profibus提供的通信接口，另外還提供了標準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用戶最感興趣的內容之一。對于PLC硬件，工業(yè)用戶只需要關心其性能和價格方面的內容即可。當前，越來越多的PLC用戶希望能夠尋找到更多的軟件工具和集成工具，以便能夠進一步提高PLC硬件的性能。 工業(yè)用戶所有工作的目的在于實現(xiàn)系統(tǒng)集成，所以他們正在努力實現(xiàn)將運動軟件包、PLC、操作員界面甚至Internet結合在一起。同時，工業(yè)用戶還希望開放控制能夠完成邏輯控制，也能夠運行Java腳本程序。 然而，問題在于工業(yè)用戶通常是通過購買PLC硬件產品的方式來免費獲得軟件工具的。如果工業(yè)用戶打算支付軟件費用，他們希望花同樣的費用能夠購買到與市場上質量相同的PC軟件。軟件供應商也正在努力開發(fā)，并希望能夠為工業(yè)用戶提供更多軟件工具的選擇機會。 Rockwell自動化公司提供了基于RSLogix系列版本的袖珍型軟件RS-PocketLogix，該軟件運行在基于Windows CE操作系統(tǒng)平臺的袖珍型計算機上，用于工廠底層SLC-500和MicroLogix可編程控制器的維護和故障處理，支持PLC-5和所預定的ControlLogix邏輯控制程序。 現(xiàn)在，Rockwell自動化公司已經將軟件升級到RSLogix 5000系列版本，該系列軟件版本采用了ControlLogix結構體系和Logix 5550處理器。RSLogix系列版本軟件其自身已經升級到4.0，此外，借助于對A.I.系列入口命令、改進的安全性能和有效性對比，以及一種新地址向導的支持，能夠支持A-B公司的PLC產品和個別改進程序。 Nematron公司也已經發(fā)布了5.40版本的工業(yè)自動化套裝軟件，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)用戶真實地跟蹤邏輯控制路徑，增強報表和編輯能力，包括標識符交叉搜索和所有報表打印等。為流程圖表開發(fā)所增強的編輯功能包括全程搜索、標識符名稱的替換、自適應流程圖表模塊，以及改進的剪切和粘貼性能，以便有能力將注釋性內容嵌入到流程圖表模塊。新版本軟件也增加了對OPC 2.0的支持能力，包括標識符瀏覽和數(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)、管理和維護工廠范圍內的自動化控制系統(tǒng)。該軟件使工業(yè)用戶可以將一個自動化工程項目再細分成設計階段、執(zhí)行與測試、委托與啟動、運行，以及維護等，然后，將所有工作集成在單個軟件包內。單個自動化工程項目可以采用許多程序設計語言的任何組合來進行編程工作，從而在其中選擇最適合于所給定應用程序的那一部分。同樣的程序代碼能夠在基于工業(yè)PC的SIMATIC WinAC控制系統(tǒng)中得到運行，以滿足軟件和硬件對實時性的要求。 不久以前，新合并成立的Entivity公司已經發(fā)布了Think & Do Live軟件。該軟件是一套基于e-控制方案的產品，并集成了控制、通信和信息技術，同時也是一套能夠提高生產效率的現(xiàn)代化軟件工具。該軟件所內藏的機械和過程監(jiān)控功能能夠與可操作的信息顯示結合起來，以便進一步提高生產效率。該軟件還能夠被應用作為綜合控制、通信和監(jiān)控系統(tǒng)的解決方案，或者應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兼容服務器，以及對RUNtime PC和WinPLC的完全性支持能力。 Schneider公司推出其Modsoft系列產品的新一代軟件ProWORX Nxt，該軟件為Quanturn、Compact和Momentum PLC等流行硬件產品平臺提供了基于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絡方式協(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)議的局域網連接方式。其他特點包括組態(tài)環(huán)境中的最新型圖形化用戶界面、改進型文檔，以及支持所有梯形圖和文檔之間轉換的實用程序。 最近，Giddings & Lewis公司為工業(yè)用戶提供了一套集成了IEC 61131-3標準邏輯和運動控制編程環(huán)境的軟件產品，即PiCPro for Windows。該軟件產品將所有特點集成在一個工程項目管理器之中，可以在線開發(fā)用戶幫助信息，還可以通過Internet進行程序設計，同時支持SERCOS系列運動控制產品。 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趨勢，并且不斷有適合于各種應用的新特點誕生。 Siemens公司推出的3.2版本STEP 7-Micro/Win 32程序設計軟件提供了一種新的FBD編輯器，以及與IEC 61131-3標準兼容的梯形圖程序設計語言和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中采用單個工程項目文件的方式更加容易對工程項目進行管理，如電子郵件和備份等。另外它還提供了新的保存方式選擇，只要雙擊工程項目文件就能夠自動啟動工程項目。 SoftPLC公司正好也發(fā)布了TOPDOC NexGen（被稱為下一代）軟件。TOPDOC是一個梯形圖邏輯程序編輯器和用于SoftPLC開放結構體系控制軟件與過程控制器的維護工具。該軟件采用了Java程序設計語言進行開發(fā)，其主要特點是充分采用了Web技術，從一個Web瀏覽器上就可以進行遠程監(jiān)控和修改PLC參數(shù)，而且能夠運行在Windows和非Windows操作系統(tǒng)平臺上，如Linux。 Altersys公司和Indusoft公司進一步聯(lián)合起來，分別推出了基于Altersys公司ISaGRAF系列的Virgo自動化套裝軟件，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系列產品和IEC 61131-3技術標準，Virgo套裝軟件包括了自動化過程控制系統(tǒng)（嵌入式或者非嵌入式）組態(tài)和運行所必需的軟件部件，如HMI、報警、事件記錄、趨勢記錄、硬實時控制和通信等。 另外一種來自于IPMI公司的基于Java技術開發(fā)的軟件產品是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程序設計語言，因此是一個交叉運行平臺，相同的拷貝可以運行在Windows 95/98、Macintosh或者其他操作系統(tǒng)平臺，并同時支持Java運行環(huán)境。 Entivity公司最近發(fā)布了版本號為6的Think & Do Studio軟件產品。該軟件產品是建立在Visio技術基礎之上，并在一個標準開發(fā)環(huán)境中集成了流程圖表控制邏輯、HMI、運動控制、PID回路控制、智能化I/O控制設備接口，以及工程項目文檔工具。該軟件可以完全升級并跨越Microsoft Windows平臺，到目前為止，據(jù)說是第一套基于COTS軟件平臺的過程控制軟件包。其最顯著的特點之一就是所具有的自動查找和組態(tài)工具能夠使其非常容易地連接到智能化I/O過程控制設備網絡系統(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品被推出。許多獨立軟件供應商已經開始出售這種軟件產品，傳統(tǒng)PLC供應商在他們的產品目錄中也已經開始逐漸增加基于工業(yè)PC的控制產品。另外，PLC開發(fā)費用中，軟件開發(fā)費用所占的百分數(shù)正得到穩(wěn)定的增長。例如，Rockwell公司將40％的開發(fā)費用投入到硬件產品開發(fā)中，而將60％左右的開發(fā)費用轉移到了軟件開發(fā)工作上。其著眼點在于全球市場對軟件產品有強大的購買力，并要求軟件產品能夠更加完美地運行在工業(yè)標準平臺上。 PLC一般總是使用梯形圖邏輯控制程序，現(xiàn)在，所有類型的其他產品正在努力獲得并使用一些或者全部與IEC 61131-3標準兼容的程序設計語言，包括梯形圖邏輯圖表、功能模塊圖表、順序功能圖表、結構化文本和指令表等程序設計語言。 　　　 然而，硬件、操作系統(tǒng)和應用軟件相互之間都是延緩此獨立的實體，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)所提供的標準商業(yè)化功能特性可能會進一步促使PLC變成一種更加不同的控制設備，這也就是PLC需要采IEC61131-3標準程序設計語言的原因所在。 　　　　 可以采取各種方式來解決PLC的編程問題。Rockwell公司對其所有產品均采用Logix系列軟件來編程，包括機器人控制器、軟邏輯控制器。傳統(tǒng)PLC系統(tǒng)全部采用RSLogix 5000軟件進行編程工作。其他途徑包括微軟技術，像DCOM、ActiveX以及Sun的Java等，在將來，也許會使用Microsoft.Net技術，其中大多數(shù)編程方式是通過Sun宏系統(tǒng)和ONE（開放網絡環(huán)境）來發(fā)布的。 　　 基于Windows CE的應用軟件和標準工具將允許工業(yè)用戶可以通過多重硬件生命周期的方式來保護他們所購買的軟件。這種趨勢將進一步改變工業(yè)用戶對傳統(tǒng)PLC產品產品的購買決心，而且仍然要涉及到PLC硬件技術規(guī)范、外圍設備和通信連接能力，這好像有些類似于購買一臺工業(yè)PC。相對于工為一用戶習慣性決定過程而言，他們需要認真評價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評價哪種程序設計語言是最好的爭論。梯形圖邏輯、流程圖表、靜態(tài)邏輯、功能模塊、IEC 61131-3標準混合編程，連同Visual Basic和Visual C++等都能夠很容易地把基于Windows CE的PLC作為一種對象來對待處理。不久以前，一些親的軟邏輯和基于工業(yè)PC控制的產品已經問世。 　　　　 來自于制造業(yè)數(shù)據(jù)系統(tǒng)（MDS）公司的WinMotion軟件在單個套裝軟件中提供了軟運動控制、軟邏輯控制（兼容IEC 61131-3標準）和一套數(shù)據(jù)服務器，并不需要任何運動控制接口卡件，或者專用硬件產品。此外，它還能以實時方式提供連續(xù)包括維護、生產和質量等數(shù)據(jù)信息。該軟件可以運行在具有單個處理器并安裝有VenturCom RTX軟件部件的Windows NT操作系統(tǒng)平臺上。該公司還公布了一套開放式API接口，能夠讓工業(yè)用戶進步集成第三方軟件技術。 　　　　 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，在一個相同的控制系統(tǒng)中，能夠同時完成順序和運動控制功能。與該公司其他Logix產品一樣，該軟件仍然使用了Logix運行引擎，RSLogix 5000編程軟件和NetLinx開放式網絡。該軟件也能運行在Windows NT/2000操作系統(tǒng)平臺上。 　　　　 前不久，Entivity公司推出了5.1版本的可視化邏輯控制器軟件。其顯著特點是增加了一個對DeviceNet標識符組態(tài)器的安裝選項，以及改進的OPC服務器。該軟件對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模件運行引擎并兼容于IEC 61131-3標準的ProConOS PLC產品。它具有搶占式、多任務運行引擎，而且被嵌入到Win-PLC模件中。應用程序的開發(fā)采用MULTIPROG來完成，MULTIPROG是一套兼容IEC 61131-3標準的軟件開發(fā)工具，它允許工業(yè)用戶在WinPLC上同時運行任務，然后被獨立地運行，而且可以具有不同的運行循環(huán)周期和時間版段。 Twin CAT軟件系統(tǒng)公司所推出的Beckhoff軟件可以運行在安裝有Windows NT/2000或Windows CE的工業(yè)PC上，能夠將I/O接口嵌入到實時過程控制器中，形成多PLC系統(tǒng)、NC軸向控制、程序設計環(huán)境和操作站。所顯示出來的特點實際上是嵌入了IEC 61131-3軟件的PLC,或者是工作于Window NT/2000操作系統(tǒng)平臺下的軟件NC。程序和運行系統(tǒng)可以在相同或者獨立的工業(yè)PC上運行。用戶界面和其他程序之間的數(shù)據(jù)信息通信則依靠Microsoft公司的開放式標準，如OPC、OCX、DLL等。 　　 九、適合PLC應用的新模件 前文已討論了新的適合于PLC的插入式運動控制模件。對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公司已經推出了一種新的基于AS-I現(xiàn)場總線標準通信處理器模件CP243-2，該模件為低級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，該產品支持廣泛通信協(xié)議驅動程序的選擇。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個用戶可定義按鈕、一個內藏菜單系統(tǒng)、滾動式數(shù)據(jù)信息輸入，以及全隔離電源供應。EZText操作面板還提供了5個用戶這下義的LED和LCD顯示窗口，可支持2-4行不超過20個字符數(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FP0能夠處理不超過24路的模擬量輸入信號，還能夠完成多種浮點數(shù)字運算、精確PID控制和自整定。只要通過調制解調器就能夠進行模擬量信號的遠程監(jiān)控。 同樣也來自于Aromat公司的一種新模件是FP2 PLC。FP2 PLC模件具有高速計數(shù)能力，依靠4個信號通道其最高頻率可以達到200kHz；同時，一個活動的電動機動動單元能夠處理4個方向的軸向運動，而且每個軸向運動的速度可以達到100kp/s。另外，它還具環(huán)回路控制或者PWM輸出。 　　 ABB自動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)場控制器產品的一部分。AC 800F所具有的開放結構單元體系能夠同時處理本地和遠程I/O模件、智能化傳感器的4-20mA信號，是一種具備了多種現(xiàn)場總線技術的現(xiàn)場控制器。AC800F還提供了減少工程設備安裝周期和資產優(yōu)化分析等性能，通過OPC技術提高了與ActiveX和Web的連接能力。AC800F中的每個單元可以從4種獨立的現(xiàn)場總線網絡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)場設備級控制 　　 　 隨著通信技術的進一步發(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，因為越來越多的控制計算機已經嵌入了I/O系統(tǒng)。 　　　　 例如，Rockwell自動化公司所推出的DeviceLogix充分應用了模件技術，能夠被完全集成到工廠底層現(xiàn)場過程控制設備中去，為現(xiàn)場設備級提供了低價格過程控制應用。DeviceLogix還提供了簡單化獨立過程控制應用特點和性能，諸如單個應用條件、事件偵測、報警管理和布爾邏輯運算等，減輕了具有較多控制任務的控制系統(tǒng)主控制器，甚至是最低級過程控制設備的負擔。首先推出的過程控制產品是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輔助軟起動器系列。 　　　　 在2000年初，Siemens公司就推出了IM 151/CPU，同時將所增加的PLC功能應用到ET 200S I/O系列產品。 　　　　 Festo公司也已經將PLC技術嵌入到其氣調節(jié)閥產品中。該公司新近推出的SB6產品在這一領域得到了很好的應用。另外，它提供了與A-B公司SLC-500相同的技術特點，通過便攜和遠程等增加了數(shù)字量的模擬量I/O系列模件通道。SB6還提供了一個兼容于DeviceNet的電子式節(jié)點，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模件之間，為各種應用功能提供了PLC邏輯控制。 　　　　 Phoenix Contact公司所推出的系列化DIN架裝式PLC被稱作遠程現(xiàn)場控制器（RFC），而且非常適合于Interbus I/O系統(tǒng)的應用。所有模件單元都能夠采用PCWORX組態(tài)工具軟件進行編程設計工作，PCWORX是套完全基于IEC61131-3標準的組態(tài)工具軟件包。 　　 Wago公司所推出的可編程現(xiàn)場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)用戶在本地存儲和運行程序，同時還能夠與網絡系統(tǒng)進行通信。它并不需要通過網絡傳輸就能夠對信號進行預處理和邏輯解決方案的調試。信號預處理從相當程度上降低了裝載現(xiàn)場數(shù)據(jù)信息的負荷，能夠為現(xiàn)場過程控制建立起非常完善的分散控制應用。 　　 VMIC公司同樣也推出了增強型版本的DIN架裝式IOMax PC控制器，即VIOMAX-8450。現(xiàn)在該控制器已經采用了300MHz的MMX微處理器芯片，而且仍然采用基于IEC 61131-3標準的IOWorks控制組態(tài)工具軟件包進行編程設計。 　　 十一、替代嵌入式控制器 據(jù)相關調查報告顯示，現(xiàn)在對于低端PLC市場的爭奪仍在繼續(xù)進行，這也進一步促進了PLC的發(fā)展。隨著微型和超微型PLC技術的發(fā)展和數(shù)量的增長，它們已經開始進入到新的應用領域。例如，微型PLC已經開始替嵌入式控制器的工作內容。像Omron公司已經察覺到這一技術發(fā)展的新動向，并逐漸計劃將其產品應用于商業(yè)器具、飲料分發(fā)設備以及商業(yè)、工業(yè)等。這些行業(yè)之所以正在應用微型PLC，正是由于它具有卓越的靈活性、市場開發(fā)周期短、適應性強、競爭性的價格等一系列優(yōu)點所至。 對于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，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格，但其中仍然包含了質量控制、維修以及服務等方面的價格。 Mitsubishi公司的FX1S超微型和FX1N微型PLC系列產品正在面向嵌入式應用領域發(fā)展，它們能夠處理從10-128個I/O通道，并且具有2個軸向的運動控制性能，還具備PID控制指令應用于連續(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RS-232接口、一個10kHz高速計數(shù)器通道，以及4kb的程序存儲器。另外，它可以在Windows和DOS操作系統(tǒng)平臺下采用梯形邏輯圖編程方式進行控制程序設計。該產品還能夠被應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，其設計仍然保留了工業(yè)用戶所希望的低性能價格比的特點，以便工業(yè)用戶能自由構建控制系統(tǒng)。其特點還包括提供了備份電池、增強型通信機制、I/O通道可擴展到128路、RS-232接口、可移動終端、PID控制回路以及其他高級指令系統(tǒng)等。 　　 Blue Earth Research公司已經將Xplor-52R控制器增加到其為嵌入式控制應用所設計的Xplor系列個人數(shù)字控制器中，能夠提供有限的監(jiān)控功能和數(shù)據(jù)信息記錄應用。它能夠支持Xplor系列所有標準特點，同時包括了一個89C52 CPU單元和用于存儲Basic程序的8kb的EEPROM存儲器，以及一個RS-232接口。其他元件包括一個8通道12位A/D轉換器、一個4通道12位具有有效輸出電壓范圍的D/A轉換器、一個看門狗定時器，以及一個LCD和鍵盤接口。 　　 十二、PLC將會成為過程控制領域內的日用品 僅僅從PLC系統(tǒng)價格正在逐漸降低的理由進行推理，尤其在低端應用方面，PLC將會成為這一領域的日用品。由于PLC系統(tǒng)最小模件單元的價格也只不過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，進而換上一塊新模件的處理方式，因為重新修理這樣的故障模件也許會花費同樣甚至更多的費用。 相反，我們不要被低價格所愚弄。一些小型甚至超小型PLC系統(tǒng)已經向工業(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)網絡系統(tǒng)相連接的現(xiàn)場總線。具有14個通道的I/O和4個PID控制回路的PLC系統(tǒng)，其價格才99美元，這種產品非常適合小系統(tǒng)控制應用的需要。 一些PLC供應商依托強大的應用市場繼續(xù)發(fā)展小型PLC產品，甚至大量的工業(yè)用戶已經將其看作是低端應用市場上的日用品。PLC供應商需要充分考慮的問題是他們不僅僅要供應硬件產品，還必須采取相應的措施為工業(yè)用戶解決工程師可用的組態(tài)工具、故障診斷技術、網絡通信能力以及除基本自動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個本地I/O測點，另外還為用戶提供了256kb存儲內存。CompactLogix使用了相同的能同時被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也提供了個別新版本產品。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的存儲器，可利用RLL/RLLPlus進行程序設計，還提供了一個RS-232程序和通信接口。它具有兩種可組態(tài)并獨立于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為能夠進一步連接到工業(yè)LAN系統(tǒng)或者諸如調制解調器、打印機、條形碼閱讀器等外圍設備，相應增加了點到點接口（PPI）或者自由接口（連續(xù)ASCII）。 　　　　 來自于GE Fanuc自動化公司的一種新產品是VersaMax CPUE05 CPU模件。該模件的特點主要包括與Ethernet等的連接能力、更快的指令執(zhí)行時間，以及更多的用戶存儲器支持。新增加的功能包括一個10Base-T連接、全雙工通信接口，通過利用切換開關以便消除數(shù)據(jù)碰撞現(xiàn)象，并同步進行發(fā)送和接收數(shù)據(jù)信息；它還提供了64kb用戶可配置存儲器，采用RS-232和RS-485接口進行通信連接；具備本地操作員界面；以及可選擇與Ethernet、DeviceNet和Profibus現(xiàn)場總線連接。 　　 Mitsubishi電子自動化公司已經推出了新一代Q系列PLC系統(tǒng)，程序設計采用了基于Windows編程軟件工具。程序通過USB接口進行傳輸。其特點是能夠支持Internet電子郵件、調制解調器和10/100Mb/s Ethernet；可以連接到DeviceNet、Profibus、CC-Link和NET/10；每個CPU可以允許有不超過252個程序的同步運行；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自動化成套工具，該工具包括增強型2601控制器和基于Windows平臺的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計語言，尤其能夠滿足需要數(shù)字控制和串行通信的小型應用項目的應用要求。為2601所編寫的控制程序只要通過相應的轉換就可以運行于其他2000系列CTC控制器上。 　　 一種新的來自于IDEC公司的產品是MicroSmart PLC，在該PLC的CPU模件上提供了10、16或者24通道的I/O。其特點包括一個標準的電源供應電路、4通道高速計數(shù)器、一個RS-232接口和一個模擬量分壓計。具有24通道I/O的CPU模件也能夠與總計不超過88通道的I/O模件一起工作。 　　　　 來自ifm電子技術公司，并具有一對AS-I現(xiàn)場總線的主控制器包括兩個采用IEC 61131-3標準編程以及依靠AS-I和RS-485通信的AC 1011 PLC。AC 1011采用了單個控制器方式，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被直接集成到HMI軟件中。 　　　　 來自于B&R工業(yè)自動化公司的B&R PP21/41高級操作面板進一步結合了Compact PLC和HMI面板系統(tǒng)，并應用于集成低價格機械控制和操作員界面。它具備700kb的SRAM和1.2MB的FlashPROM存儲器，采用了基于IEC 61131-3標準的程序設計語言、ANSI C和B&R自動化Basic語言進行編程設計工作。模件單元包括16通道數(shù)字量I/O，所具備的6個可利用擴展插槽用于附加的數(shù)字量、模擬量通道擴展以及通信I/O模件。串行和CANbus接口也同樣被包含在其中。 　　 EXOR公司也已經通過將一個PLC和I/O模件嵌入到一個叫做HMIcontrol集成系統(tǒng)的方式來擴展其UniOP系列HMI操作面板，PLC模件完全與其所有UniOP產品兼容，并使用了相同的、基于Windows平臺、用于所UniOP操作面板的組態(tài)軟件包。 　　 十三、結束語 　　 　 面對激烈市場競爭所帶來的局面，企業(yè)只有緊緊把握市場運行的脈搏，充分結合自身的特點，面向世界經濟的大潮，不斷融入新技術、新方法，推陳出新。同時，隨闐PLC供應商的不斷努力，并進一步在e-制造和e-控制技術方面實現(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)自動化控制應用的需要。