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未來，可編程plc控制器（PLC）將在硬件、軟件和通信領(lǐng)域不斷進步，以適應(yīng)科技的發(fā)展。可能的演進將包括PLC和可編程自動控制器(PAC)的一些功能的組合，以實現(xiàn)從工廠底部到頂部的通信。
從一開始，當PLC開始大量取代繼電器和定時器時，就有一種驅(qū)動力，即減小自動控制系統(tǒng)的尺寸，簡化對PLC未來發(fā)展趨勢的支持和維護。在過去的幾年里，繼電器已經(jīng)被更小的基于機架的結(jié)構(gòu)或具有遠程輸入/輸出端口的更小的可編程邏輯控制器所取代。
隨著超大規(guī)模集成電路、超大規(guī)模集成電路等微電子技術(shù)的發(fā)展，可編程邏輯控制器從最初的單位計算機發(fā)展到現(xiàn)在的由16位和32位微處理器組成的微機PC機，實現(xiàn)了多處理器的多通道處理。如今，PLC技術(shù)非常成熟，不僅增強了控制功能，降低了功耗和體積，降低了成本，提高了可靠性，使編程和故障檢測更加靈活方便，而且隨著遠程I/O和通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)處理和圖像顯示的發(fā)展，使PLC朝著連續(xù)生產(chǎn)過程控制的方向發(fā)展，成為實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化的支柱。
隨著可編程控制器的應(yīng)用越來越多，可編程控制器技術(shù)及其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)也在不斷完善，功能越來越強大，性價比也越來越高。
1.更小、更快、更好
隨著電子工業(yè)的不斷發(fā)展，當今處理器、電路板和元器件的尺寸不斷縮小。這些技術(shù)正在慢慢作用于PLC，使其更加穩(wěn)定、可靠和健壯，并進一步完善其功能，如更快的處理器、可擴展的內(nèi)存容量和新的特色通信機制。
為響應(yīng)市場需求，許多特性和功能正從高端PLC向低端PLC轉(zhuǎn)移。例如，我們可以預(yù)期，未來的小型PLCs將具備更多高端PLCs的功能，而中高端PLCs也將提供更小、更緊湊的解決方案，以滿足客戶的需求。
同時，PLC也受益于內(nèi)存成本和體積的降低。這些優(yōu)勢極大地提高了本地化數(shù)據(jù)的存儲容量，并允許可編程邏輯控制器用于過去需要昂貴的數(shù)據(jù)捕獲系統(tǒng)的應(yīng)用中。這也使得其他功能的實現(xiàn)成為可能，比如產(chǎn)品信息的車載存儲，從而加快故障排除。
如今的PLC也從USB技術(shù)中受益匪淺，這使得控制系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)、編程和監(jiān)控比以往任何時候都更加容易。隨著USB技術(shù)的不斷進步和更小的迷你USB連接器的出現(xiàn)，你可以期待在更多的小型PLC上看到這種通信選項。
另一個例子是非易失性便攜式存儲設(shè)備，它已經(jīng)從快速變化的消費電子世界迅速滲透到工業(yè)市場。通過在小包裝中提供大量額外的存儲空間，它們?yōu)镻LC用戶帶來了巨大的好處。這些可能的選項包括USB設(shè)備、SD卡、迷你SD卡、微型SD卡等。，從而為最終用戶、機械制造商和系統(tǒng)集成商增加了多達32GB的額外存儲空間。
2.可編程控制器與聚合氯化鋁的集成
許多工業(yè)控制器供應(yīng)商仍在銷售PAC和PLC的異同，但未來的自動化工程師在考慮他們的系統(tǒng)時，他們可能不在乎名稱是什么，而只關(guān)注性能和實際功能。就像這兩個設(shè)備的定義和特性在不斷演變一樣，PLC和PAC也會相互融合發(fā)展。
基于這種演變，低端和高端市場將會有大量的機會。隨著硬件技術(shù)的進步，高級功能將進入低端處理器。這反過來將推動供應(yīng)商將更多的功能和選擇整合到高端產(chǎn)品中。
高速處理器和更大的存儲空間將促進先進功能的應(yīng)用，如運動控制、視覺系統(tǒng)集成和各種通信協(xié)議的協(xié)同支持。當然，為了吸引更多的用戶，PLC還是會保留其簡單的功能。
在PAC和PLC相互融合的過程中，我們可以看到這兩款產(chǎn)品在不斷的改進和進步。PAC可以讓用戶在傳統(tǒng)的工業(yè)自動化領(lǐng)域進行拓展，鼓勵供應(yīng)商開發(fā)滿足客戶需求的新產(chǎn)品。
這些要求對產(chǎn)品設(shè)計人員提出了挑戰(zhàn):迫使他們尋找新的方向，例如支持現(xiàn)有的組件來構(gòu)建新的系統(tǒng)，以滿足惡劣的工業(yè)環(huán)境。未來的挑戰(zhàn)將包括提供連接、擴展存儲容量和提高控制器處理能力，以應(yīng)對日益復(fù)雜的應(yīng)用程序，同時保持甚至降低最終產(chǎn)品的成本。
3.階梯語言:永不說再見
五十年前，硬線繼電器邏輯被梯形語言取代，給熟悉繼電器邏輯的技術(shù)人員和工程師帶來了便利，但也有其局限性，尤其是在過程控制和數(shù)據(jù)處理應(yīng)用中。
IEC61131-3為工業(yè)控制器提供了另一種編程語言，但梯形語言仍有其自身的優(yōu)勢，并一直顯示出其獨特的魅力。過程控制雖然有連續(xù)的功能圖，但結(jié)構(gòu)化文本對數(shù)據(jù)處理也有好處，其他IEC語言也有自己的優(yōu)勢。但梯形語言仍將是PLC編程語言的領(lǐng)頭羊。
供應(yīng)商及其客戶購買內(nèi)置梯形圖語言邏輯編程的PLC，并使用這類PLC控制大量基礎(chǔ)設(shè)備。也有大量的工程師、技術(shù)員、電氣工程師和維修工人更喜歡梯形語言這種簡單的編程技術(shù)。無論硬件如何發(fā)展，這種語言將在很長一段時間內(nèi)繼續(xù)成為PLC的工業(yè)標準。
雖然梯形邏輯語言可以作為簡單機器控制的基石，但功能塊編程技術(shù)可以減少代碼數(shù)量，尤其是當需要將PLC代碼集成到統(tǒng)一的編程環(huán)境中時。
4.統(tǒng)一編程環(huán)境
將可編程控制器、運動控制和人機界面編程結(jié)合到一個統(tǒng)一的環(huán)境中是未來幾年的趨勢。將可編程控制器和人機界面集成在同一個機架上可能會成為下一個趨勢，無論顯示器是包含在組件中還是作為外部選項。無論是集成到PLC I/O機架中的同一個處理器還是HMI模塊，目前的技術(shù)都可以支持這兩種配置。
一個獨特的編程環(huán)境對大多數(shù)用戶來說是理想的，只要它不太復(fù)雜。結(jié)合這些模塊的優(yōu)勢包括縮短學(xué)習(xí)周期和研發(fā)時間。但是，如果這種編程環(huán)境設(shè)計得不好，就會變得很麻煩，操作起來也很困難。
擁有統(tǒng)一編程環(huán)境的一個重要步驟是確保設(shè)備可以共享同一個標記名數(shù)據(jù)庫。標簽是程序和過程之間的重要聯(lián)系。建立數(shù)據(jù)庫是一個耗時的項目，減少這些重復(fù)的任務(wù)將縮短總體R&D時間并降低出錯的概率。
5.歡迎來到無線時代
在過去的幾十年里，特別是在20世紀90年代初，工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域出現(xiàn)了大量不同的通信網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議。隨著時間的推移，這些不同的選擇逐漸留給少數(shù)領(lǐng)導(dǎo)者。與消費PC及其外設(shè)一樣，這一趨勢將持續(xù)下去，未來將專注于自配置即插即用解決方案。
其實這些通信技術(shù)能否實現(xiàn)實時性并不需要關(guān)注，因為以太網(wǎng)等很多工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的原始速度遠遠快于大多數(shù)應(yīng)用的需求。
至于本地存儲設(shè)備和其他設(shè)備之間的通用接口，雖然USB可用，但也有其局限性。USB是即插即用的，但是將硬件和軟件與USB集成需要設(shè)備供應(yīng)商的額外投資。正因如此，條碼識別器、電子秤等工業(yè)硬件供應(yīng)商變化緩慢，短期內(nèi)仍將采用RS232接口。
目前高端PLC的通信接口可以適應(yīng)多種協(xié)議。預(yù)計隨著未來用戶需求的標準化，這種情況有望得到改善，可能只有以太網(wǎng)和無線的形式，或者有工業(yè)藍牙的可能選擇。
這是一個無線時代。然而，在我們看到商用和工業(yè)無線通信協(xié)議的巨大融合之前，工業(yè)應(yīng)用確實需要在更大范圍內(nèi)具有魯棒性并確保數(shù)據(jù)完整性的無線技術(shù)。
在這個領(lǐng)域，我們也看到了進步:從最新的Wi-Fi(802.11n)和ZigBee(802.15.4)協(xié)議到點對點連接、網(wǎng)狀連接以及藍牙和近場通信的興起，但目前這些還沒有成為適合執(zhí)行關(guān)鍵任務(wù)的工廠底層的解決方案。未來，無線技術(shù)將更廣泛地應(yīng)用于適合無線應(yīng)用或一些非關(guān)鍵監(jiān)控應(yīng)用(不需要實時控制)的RTU中。
6.完全集成的工廠
PLC未來最引人注目的變化應(yīng)該是企業(yè)資源計劃(ERP)系統(tǒng)或其他高級系統(tǒng)與工廠級的集成。過去，主要的集成任務(wù)是提取機器和處理數(shù)據(jù)，并將其上傳到那些高級系統(tǒng)。未來，鉤子和函數(shù)等新技術(shù)將簡化這種集成。
有鑒于此，在設(shè)計PLC解決方案時，控制器廠商需要更多地考慮用戶的需求。該方案不僅用于控制，還可以實現(xiàn)無縫操作，為需要的用戶提供數(shù)據(jù)。這可能包括提供對通過瀏覽器或移動應(yīng)用程序提供的數(shù)據(jù)的訪問，或者包括訪問數(shù)據(jù)庫的工具。
增強的通信、提高的處理速度和更大的存儲容量賦予了PLC管理自身生成的數(shù)據(jù)的能力。這是PLC的自然發(fā)展趨勢。
雖然形式、用途和性能將發(fā)生很大變化，但在未來，可編程控制器一詞將繼續(xù)作為許多工業(yè)自動化控制器的名稱。PLC的規(guī)模會不斷縮小，硬件的發(fā)展也會給PLC帶來新的特點和功能。而軟件和通訊能力的提升將會給由來已久的PLC這個名字一個全新的定位——工業(yè)自動化平臺。
