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PLC在中国的发展与应用

时间:2019-04-16 10:55:42 来源:斗牛牛软件 作者:匿名



1简介

可编程控制器是基于微处理器的新一代工业控制设备,集成了计算机,通信,网络和自动控制技术。可编程控制器在中国的开发和应用已有30多年的历史。现已广泛应用于国民经济的各个工业生产领域,已成为提高传统工业设备水平和技术能力的重要设备和强大支柱。随着全球一体化经济的发展,努力在中国开发大规模应用可编程控制器,形成具有自主知识产权的可编程逻辑控制器技术,应该是广大技术人员的方向。

2可编程控制器的发展历史

可编程控制器于20世纪60年代推出。那时,可编程逻辑控制器非常简单,只有逻辑,定时,计数等;用于可编程控制器的硬件集成电路尚未大规模投入使用。工业生产中,CPU由分立元件组成;内存是磁芯内存,存储容量有限;用户指令一般只有二十或三十,没有编程语言;模型是单一的,没有系列。可编程控制器只能代替由200~300个继电器组成的控制系统。就体积而言,与当前的可编程控制器相比,它可以说是一个巨人。

在20世纪70年代,随着中小型集成电路的工业化生产,可编程逻辑控制器技术得到了极大的发展。除逻辑运算外,可编程控制器功能还增加了数值运算,计算机接口,模拟控制等;软件开发具有自诊断程序,程序存储开始使用EPROM;可靠性进一步提高,初步系列形成,结构开始模块化和整体区分,整机功能从专用转变为通用。

在20世纪70年代末和80年代初,微处理器技术变得越来越成熟,单片微处理器和半导体存储器进入工业生产,大规模集成电路开始被广泛使用。可编程控制器开始发展为多处理器,大大增强了可编程控制器的功能和处理速度,并具有通信和远程I/O功能,增加了浮点运算,三角函数,查找等各种特殊功能表,列表等,自我诊断和容错技术也在迅速发展。从20世纪80年代后期到90年代中期,随着计算机和网络技术的迅速普及,超大规模集成电路,门阵列和ASIC的快速发展,可编程控制器的CPU已发展为16位或32位-bit micro通过处理器配置,大大提高了处理速度,并在可编程控制器中引入了高速计数,中断,PID和运动控制等功能。可编程控制器可以满足工业生产过程的各个领域,可编程控制器完全取代了传统的逻辑控制器,模拟仪表控制器和以小型机为核心的DDC(直接数字控制)控制器。 。由于增强的网络功能,可以与主机联网,或挂起FLEX I/O或远程I/O,以便分布式控制系统(DCS)没有任何困难。梯形图语言和语句列表语言完全成熟,基本标准化,SFC(顺序功能图)语言逐渐普及。专用编程器已被个人计算机和相应的编程软件所取代,人机界面设备也越来越完善。整个工厂受到监控,管理,并开发了冗余技术,大大提高了可靠性。

在21世纪,可编程控制器继续保持强劲势头并继续扩展其应用领域,例如配置柔性制造系统(FMS)和计算机集成制造系统(CIMS)。目前,可编程控制器主要有两个方向:一是集成控制系统,它突破了原有可编程控制器的概念,将工厂生产过程控制与信息管理系统紧密结合,甚至向上。为MES和ERP系统奠定技术基础,这一发展趋势将为ERP系统奠定坚实的技术基础,从而导致工业控制的艰难变革,实现真正的电子信息技术工厂;其次,微型可编程控制器的体积突然上升,如手掌的大小,功能可以覆盖单个设备和整个车间的控制功能,并具有联网功能。这种小型化可编程控制器允许控制系统扩展天线。去工厂的每个角落。随着世界经济一体化进程的加快,在技术发展的同时,发达国家更加重视可编程控制器的知识产权保护。国际大型可编程控制器制造商已加入可编程控制器。国际标准化组织,它使用许多技术标准来建立符合其经济利益的技术保护障碍。3可编程控制器在中国的发展

中国可编程控制器的发展不同于国际发展。世界上可编程控制器的发展从研究,开发,生产到应用,而在中国,它是从成套设备,可编程控制器引入的。介绍应用,消化和移植,合资生产到广泛的应用。它大致可分为以下三个阶段:

(1)可编程控制器的初步了解阶段(70年代末至80年代初)

可编程控制器的发展引起了国内工程技术界的极大兴趣。因此,中国对可编程逻辑控制器的理解始于20世纪70年代末到80年代初引入成套设备。宝钢第一期的一些项目已经为十几个型号推出了200多个可编程控制器。这些可编程控制器用于从原材料终端到高炉,轧钢,钢管等的原钢冶炼和加工生产线,取代传统的继电器逻辑系统,部分取代模拟控制和小型DDC系统。继宝钢第一阶段之后,国内众多厂家引进的大部分设备和生产线都配备了可编程控制器,其应用包括发电站,石油化工,汽车制造,港口和码头。正在引进成套设备的过程中,我们睁开眼睛,了解可编程控制器,这也促进了中国可编程控制器的发展。

(2)可编程控制器和消化和移植阶段的介绍和应用(从20世纪80年代初到90年代初)

从20世纪80年代初开始,随着中国改革开放的不断深入,在引进成套设备的同时,国外原装可编程控制器开始涌入国内市场。许多部门和单位都引入了可编程控制器并设计了自己的控制系统。他们的应用也扩展到建筑材料,轻工业,煤炭,水处理,食品,制药,造纸,橡胶和精细化学品等工业领域。

随着应用能力的提高和市场需求的扩大,一些部门和单位采取了技术与贸易,消化和移植相结合的政策,一方面是二次开发和应用研究,另一方面是引进可编程控制器生产线。建立合资企业,生产可编程控制器,积极开发自己的产品。与此同时,该国也开始开发可编程控制器产品。当时,上海,北京,西安,广州,长春等地的20多家研究所,大学和工厂正在开发和生产可编程控制器。但是,由于资金不足和后续研究实力,生产技术相对落后,只能停留在实验室阶段,未能投入实际应用,形成工业生产。

(3)可编程控制器的广泛发展阶段(从20世纪90年代初到现在)

20世纪90年代,中国的可编程控制器进入了广泛的发展时期,主要表现在以下几个方面:

一个。政府重视

可编程控制器的开发受到了政府的高度重视。在机电一体化的领导下,可编程控制器行业协会成立于1991年。可编程控制器行业协会在政府与企业之间架起了一座桥梁,沟通了局面并为决策提供了依据。同时,可编程控制器的标准化工作也得到了相关部门的重视。 1993年,可编程控制器标准化技术委员会成立,为中国可编程逻辑控制器的进一步发展奠定了基础。

湾使用更广泛

现阶段可编程控制器的应用已渗透到国民经济和工业过程的各个环节,已成为企业提高设备技术水平的重要标志。在宝钢二期项目的第二阶段,使用了600多套可编程控制器,其中包括来自国外制造商的600多套型号。广西玉柴机械有限公司的柴油发动机生产线使用了近200台。罗克韦尔自动化的可编程控制器常用于各种可编程控制器。在这个阶段,中国的工程技术人员充分展示了设计应用程序,软件生产和设备的能力。

C。研究,开发和生产方面的成就

随着中国改革开放的不断深入,外国制造商对中国市场持乐观态度,在中国设立办事处,甚至在中国设立亚太总部。国内企业引进国外技术,推动了一批技术引进型企业和合资企业的建立,推动了我国可编程逻辑控制器产业的技术发展。幸运的是,自20世纪90年代初以来,由于可编程控制器应用的不断深入,自主研发的可编程控制器的国内高潮已经提升,其功能,质量和可靠性得到了显着提升,如南大。奥拓科技(北京)有限公司自主设计开发的一系列可编程控制器(NA-PLC),包括NA200,NA400,NA600三大系列产品,对应小,中,大型自动控制系统,全部 - 适用于不同的工业控制领域,具有商业可靠性,高稳定性,高安全性,先进性,独特性,便利性等特点,对于强林等国外产品,这些产品与国外同类产品。竞争能力充分证明了国内可编程控制器的发展已进入一个新阶段。4新一代可编程控制器的当前状态

为适应日益激烈的市场竞争,新一代可编程控制器在技术创新方面取得了长足的进步,主要表现在以下几个方面:

(1)多任务处理的发生

所谓的多任务处理是在可编程控制器系统中,可以同时安装多个CPU模板,每个CPU模板执行自己的任务并控制与其执行任务相关的I/O模板。

(2)加强网络能力

网络功能的增强使可编程控制器突破了原始使用范围。特别是在引入现场总线,工业以太网,无线网络和互联网等技术后,可编程控制器的应用已不再相同。 。典型可编程控制器的网络拓扑结构有三个层次:设备控制层,过程控制层和信息管理层。在设备控制层,引入现场总线,使工业生产过程中的现场检测仪器,变频器,MCC控制柜等所有现场设备都可以直接与可编程控制器连接;在过程控制层,传统意义人机界面的功能已经完全更新,使可编程控制器实现跨区域编程,监控,诊断和管理,实现整个车间和全厂控制;在信息管理层,扩展到工业以太网,以集成控制和信息管理。

(3)高速处理功能

随着网络功能的增强,可编程控制器实现的控制功能和控制范围不断扩大,需要可编程控制器来实现高速运行和实时通信功能。高速包括高速运行速度,与外部设备的高速数据交换,高速编程设备服务处理以及外部设备的高速响应。为了实现高速,一些可编程控制器在其核心中设计有通信功能。通过被动数据总线,消除了系统瓶颈。该结构允许多个处理器和网络在一个机架中。使用不受限制,为高性能分布式实时控制系统提供解决方案。

(4)大力开发集成软件

目前,可编程控制器制造商的硬件成本比例逐年下降,开发软件,集成等的比例逐年增加。当前的软件包集成了可编程控制器编程,操作员界面,运动控制,程序调试,故障诊断和处理以及通信。人机界面和监控软件集成了所有开放标准接口,可直接从生产中捕获大量实时数据,分析和打包数据,然后将其传输到管理层,同时优化流程数据和生产细节参数很快反馈到控制层和站点,为集成的ERP系统铺平了道路。

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<! - 用于禁用MSIE和Chrome友好错误页面的填充 - >面对这些问题,我们采取了以下对策:

(1)面对如此巨大的市场,南大自豪地秉承国内PLC的旗帜,集中资金和技术实力,打造独立的民族品牌。借鉴国际主流PLC的成功经验,改进其不足之处,针对当今PLC最新燕尾服务的方向,开发生产了具有自主知识产权的NA系列可编程控制器。事实上,随着中国民族工业的不断发展,特别是近年来芯片产业的快速发展,我们公司的产品在不断改革和创新,我们一定会推出具有国际竞争力的可编程控制器。

(2)继续充分发挥中国可编程控制器应用技术的优势,拓展可编程逻辑控制器的应用领域。特别是在中国加入世界贸易组织之后,中国成为“世界制造工厂”的过程正在加速。我们正在尝试在国民经济的各个领域应用可编程控制器,我们必须凭借技术和劳动力优势进入可编程控制。该设备在外商投资企业中的应用,逐步进入可编程控制器国际应用市场,使中国的应用技术优势形成真正的增值服务,从而带动中国相关成套设备和软件产业的发展。

(3)在扩展可编程控制器应用的同时,我们还在软件集成上努力开发符合IEC-61131国际标准的NA-PLC NAPro软件。 NAPro软件集成了所有五种IEC编程语言和原始流程图语言,支持多种数据类型和自定义类型,支持多种功能块,全中文界面,具有控制程序仿真软件,系统和应用程序诊断功能,完整的在线硬件和软件帮助,可以定制特殊功能块,多个文档结构和其他功能。 NAPro软件可以从降低开发成本和优化操作,降低培训成本等方面优化日元的软件投资,并在开放性和兼容性方面具有无可比拟的潜力。