plc不仅仅是更老,“它们更好”

今天的可编程逻辑控制器(PLC)用户在寻求什么功能/特性?他们是如何应用plc的?是否有其他技术,如个人电脑,正在从plc手中夺走市场份额?《控制工程》杂志想知道答案,所以我们随机抽取了1500名读者参与了一项关于当今PLC的调查。

通过工作人员 一九九八年二月一日
可编程逻辑控制器的发展趋势
  • 开放系统

  • 通信

  • 迎接PC竞争

  • 增加模拟能力

栏:
填补plc和dcs之间的空白

今天的可编程逻辑控制器(PLC)用户在寻求什么功能/特性?他们是如何应用plc的?是否有其他技术,如个人电脑,正在从plc手中夺走市场份额?控制工程想知道,所以我们随机抽取了1500名读者参与了一项关于当今PLC的调查。23%的人做出了回应。结果很有趣。

调查:微型,中型,大型

CE的该调查将PLC市场分为三个部分:微型(低于128 I/O点)、中型(128至512 I/O点)和大型(大于512 I/O点)。由于多次响应,许多报告的结果总数超过100%。

调查的问题是:“你们公司现在使用什么类型的plc ?”microplc占75.8%,中型plc占73.1%,大型plc占42.7%。

plc最初用于机器控制应用。这些申请仍占调查回复的77.3%。然而,61.5%的受访者报告使用plc进行过程控制应用。运动控制位居第三,占36.1%。依次为批量控制(27.8%)和诊断(13.7%)。

plc主要用于网络应用还是作为独立控制器?超过一半的受访者(55.7%)报告称,他们的plc用于独立应用程序。与其他plc联网的应用占35.6%,与分布式控制系统联网的占26.3%,与pc联网的占32.2%。

未来的计划

在未来12个月内,用户会购买更多、更少还是相同数量的plc ?排除那些报告“不确定”的受访者,调整后的平均预期是购买量增长10.5%。

具有更多插件式I/O模块的plc预计将占新采购的38.7%,48.1%的新plc预计将配备更多远程I/O子系统。

OEM视图

许多“成熟”的技术变得古板,并从市场上消失。有人可能会认为,经过25年多的发展,PLC技术将趋向于进化和市场停滞。没有什么比今天的plc更先进了。最初的PLC严格应用于增量式(基于数字的)机床应用,但今天的PLC产品充满了体现运动控制、PID和其他模拟功能的功能。

欧姆龙电子公司(Schaumburg, Ill.)的高级产品营销专家Bill Cummings说:“我们正在看到由CPU、电源和I/O模块组成的完全专有PLC系统的消失。”“取而代之的是具有开放架构和标准网络的非捆绑系统的崛起。”随着开放系统的不断发展,Cummings先生建议PLC制造商将能够提供广泛的外形因素以及专业的I/O功能。

卡明斯还指出,大多数客户现在都要求第三方设备和plc之间实现更无缝的连接。为了适应这一趋势,欧姆龙去年推出的C200H Alpha中型PLC支持以前通过ASCII/Basic模块处理的通信。

三菱电机自动化公司plc和相关软件市场总监Trayton Jay表示,由于非捆绑产品的广泛可用性,例如分布式“机架”、“块”和“直接”(传感器/执行器)I/O模块,这些模块与PC等替代“大脑”相匹配,因此对I/O子系统的需求正在增加。

罗克韦尔自动化/艾伦-布拉德利公司(Mayfield Heights, O.)的高级应用工程师Kevin Colloton认为microplc是更传统的基于继电器或单板控制器解决方案的可行替代品。微型plc体积小、成本低,能够有效地提高简单机器和不太复杂过程的自动化程度。

西门子能源与自动化公司(Alpharetta, Ga.) PLC产品营销经理Eddie Prince说:“用基于pc的解决方案取代微型PLC或绝大多数小型PLC系统根本没有意义。尽管PC硬件的可靠性在过去几年里已经有了长足的进步,但技术的高周转率、操作系统软件的变化、服务和备件的使用问题都是有待克服的障碍。”

与个人电脑竞争

基于pc的控制已经成熟为各种各样的工业和应用的可行的控制解决方案。许多用户认为基于pc的解决方案满足并扩展了传统的功能。

plc正在被淘汰吗?超过31%的受访者认为CE的据调查显示,他们打算在未来12个月内用个人电脑和软逻辑软件取代plc。

但是,基于pc的控制并不是每个应用程序的正确解决方案。对于一些用户来说,新的基于软件的控制技术带来了好处,例如改善了信息流、集成,在某些情况下还降低了成本。其他人发现传统控件处理应用程序任务同样好,或者在某些情况下更好。

三菱的杰伊认为,某些基于个人电脑的控制应用程序利用了个人电脑的优势。与大多数大型PLC cpu相比,商用pc提供了降低硬件成本的潜力,并且它们提供了来自多个供应商的范围更广、成本更低的选择。商用PC硬件不像PLC硬件那样坚固,因此,在其他参数中,必须仔细考虑运输要求和安装环境。在使用工业pc的情况下,相对于plc的部分或全部基本硬件成本优势可能会丧失。在这些情况下,其他关于基于pc的控制的信念将支持它的使用。

许多消息来源强调,在从PLC切换到基于pc的系统之前要谨慎。当PC显卡失效或硬盘故障时,是否有另一个或类似的可用显卡?谁负责确保新文件在应用程序中工作?如果安装了第三方PC卡,如果系统死机,谁负责?如果用新型号的电脑替换现有的电脑,而软件不能正常工作,谁负责,谁能修复它?在PLC系统的情况下,所有的部件和编程工具都来自同一个制造商,这些问题的答案是明确的。

支持者指出,PLC系统是专门为工业控制而设计的,具有集成看门狗定时器、基准性能和其他安全功能。主要控制制造商的知识库是成熟和具体的,plc实现了当前的半导体和制造技术。

根据欧姆龙的Cummings先生的说法,“PLC在面对来自pc的竞争中取得成功的另一个关键是PLC能够紧密地扩展到应用程序。小型微型PLC的价格/性能的提高,以及以前只在大型机架式PLC中发现的功能的增加,将使这类PLC比用于小型应用的PC解决方案更具吸引力。”为了实现这种灵活性,用户可以通过将控制分散到较小的plc并将它们连接在一起来取代许多大型plc。

Networking-increasingly重要

控制系统用户要求其组件具有更多的开放性和通用性。组件和体系结构中的通用性提高了集成能力,并缩短了实现的学习曲线。

客户对开放系统的坚持导致制造商包括各种混合的行业标准接口端口,例如RS-232(连接到串行设备)、RS-485(用于网络)和RS-422(允许操作员界面和Microsoft Windows编程软件同时连接)。

该表显示了被引用最多的10种通信协议CE的受访者。它说明了在使用什么,以及未来12个月的计划。另有10个方案(表中未显示)也被引用为计划在未来12个月内使用或正在使用。

根据罗克韦尔自动化/Allen-Bradley公司控制器业务副总裁Dave Johnson的报告,“在过去的几年里,分布式控制和日益增长的通信趋势继续在塑造控制技术方面发挥着重要作用。无论是基于pc还是基于plc的系统,最新的技术趋势都倾向于改进信息流。”

在PLC市场中,通用架构和改进的网络技术为顺序、过程、运动控制、通信和I/O功能提供了无与伦比的灵活性。

Johnson先生继续说道:“传统的PLC系统及其背板(VME、PCI等)是基于主从网络拓扑结构的,这要求所有信息都通过单个控制器(PLC)或系统仲裁者来引导或引导。”

为了满足未来控制系统的需求,A-B工程师使用“生产者/消费者技术”开发了ControlLogix。在操作中,背板消除了所有数据通过一个点漏斗造成的瓶颈。它将控制器背板视为一个网络,给予所有模块(输入、输出、通信和处理器)广播信息的能力。生产者/消费者技术允许信息同时发送到系统中的多个控制器,减少了传统技术造成的延迟。

ControlLogix看起来像一个PLC,但相似之处仅此而已。a -b未来控制发展的模型是一个基于机架的系统,带有ControlBus,一个直接嵌入ControlNet生产者/消费者网络的控制背板。ControlNet是一种开放的高速网络选项,将I/O点、点对点联锁和消息传递结合在同一根电缆上。

互联网扩展了plc的范围

根据GE发那科自动化北美公司(Charlottesville, virginia)的说法,PLC市场上出现的一个重要趋势是通过互联网对PLC进行远程编程和诊断。因特网和内部网是越来越可行和安全的方法来远程编程和排除plc故障。真正开放的plc连接到以太网TCP/IP是充分利用plc和互联网功能的最佳方式。利用这种能力可以带来很多好处,特别是在节省时间和旅行方面。例如,通过Internet访问远程plc可以在需要的时间和地点进行信息处理。此外,嵌入OEM产品中的plc通过较低的支持成本和及时支持的产品差异化提供了竞争优势。

由于客户遍布全球,OEM可以通过互联网升级其PLC中的程序。虽然必须在两端都有互联网接入,但100mbyte以太网通信的改进和最近连接成本的降低使互联网接入成为客户支持的非常现实的方法。

预后?

尽管PC和基于软逻辑的解决方案越来越受欢迎,但PLC仍然是许多应用的正确选择。制造商不断改进和增强plc,提供更多的内存、更快的cpu和互联网功能,以满足今天的制造需求,并有望满足明天的感知需求。

微型网络控制器和PLC

摩托罗拉Ill. -SRM1微网络控制器提供多达256个分布式I/O点,通过将高速分布式I/O网络和功能齐全的PLC结合在一个超紧凑的封装中,为用户提供强大的功能和灵活性。基于网络系统而不是控制器的固定I/O端口,SRM1的I/O通过欧姆龙的高速(750 kbps) CompoBus/S网络分布。这种分布式配置减少了布线,并为机器制造商提供了在机器上任意位置分布I/O点的灵活性,而不是围绕控制器设计机器。

欧姆龙电子公司

MicroPLC提供更快的性能

伊利诺伊州弗农山-三菱电机自动化公司的“FX2N微型PLC”的速度比现有的Enhanced FX PLC快600%,尺寸约为其一半。拥有这样的速度增强,如标准60 kHz高速计数器和10 kHz脉冲输出与运动控制功能,FX2N的速度可与三菱的高性能大型机架系统相媲美,提供了显著提高机器速度的潜力。它提供plc到plc的网络功能,可在多个站点上自动操作。无缝调制解调器集成的网络覆盖广泛的地理区域,编程和监控可以远程执行。

三菱电机自动化公司

内存,通信选项增加

市郊区,引领西门子扩展了Simatic S7-200微型plc产品,增加了几个新的CPU选项和通信功能。Simatic S7-215和-216 plc加入-212和214,将线路的内部内存范围增加到8kbytes,内置I/O端口从14增加到40。-215单元集成了点对点(PPI)/自由港(串行ASCII协议)和Profibus DP通信端口,而-216有两个PPI/自由港连接,用于连接LAN或外设。

西门子能源和自动化公司

PLC内置HMI

麦地那,纽约may -11型PLC将PLC和智能人机界面(HMI)组合成一个集成的面板安装单元。该设计无需购买单独的HMI,节省空间和人工成本。HMI有一个2行20字符的LCD,一个20键的键盘和三个可编程指示灯。该装置可编程多达160条带有嵌入式数据显示或编辑的消息。消息有两种操作模式:菜单驱动或由用户的梯形图程序控制。密码保护增加了安全性。

SKH系统有限公司

D3-350扩展了DL305系列

Cumming,引领具有14.8 kBytes的总内存和368个本地I/O点,可扩展到880,来自PLCDirect的D3-350 CPU与原始的GE系列1和西门子Simatic TI305基础和I/O子系统兼容。这允许客户升级到最先进的指令集,拥有超过160条指令,同时利用通信功能,如操作员接口/编程端口、内置远程I/O和网络。还支持实时日历/时钟,4个PID循环,浮点数学和鼓计时器。

PLCDirect

Modicon Line与TSX Premium扩展

马萨诸塞州北安多弗-Modicon TSX Premium的背板基于一种称为BusX的高速总线,可以在270米的范围内分布多达16个机架,无需远程I/O接口、桥接器、中继器或网络。Premium基于消费者-生产者模型,每个模块上都有ASIC智能,可以在没有CPU开销的情况下实现模块之间的通信。当总线速度超过12 MB/秒时,i /O延迟就不成问题了。多个处理器的可能性,以及每个CPU内并行处理最大限度地提高性能和灵活性。对于用户来说,这意味着即插即用的配置,以及低成本、紧凑、高性能的分布式控制。

施耐德自动化

使用Windows编程plc

地点Charlottesvile -GE发那科plc和I/O子系统的程序员现在可以使用Cimplicity Control Version 2.0提高工作效率。这种基于微软windows的PLC编程软件可以节省用户的开发时间,改善项目时间框架,并降低总体成本。Cimplicity使用微软的Win32技术,充分利用了Windows 95和NT体系结构。通过Cimplicity 2.0,用户可以编程90-70系列和90-30系列351和352型plc。计划在1998年初支持更多的90-30系列cpu,包括新的350和360型号。

GE发那科自动化北美公司

PLC具有先进的通信

加州桑尼维尔,Micro3C PLC具有先进的通信功能,可以通过协议与任何智能设备“交谈”。这个新功能针对使用调制解调器通信、用户定义通信或监控数据的应用程序。两个标准通信端口,RS-232和RS-485。任何一个端口都可以使用8位协议与其他设备通信。

IDEC集团。

下一代plc的架构

O.梅菲尔德高地如上所述,ControlLogix兼容现有的A-B plc, I/O子系统和通信网络。ControlLogix网关由机箱和通信模块组成。可选组件包括Logix5550控制器;36个模拟和离散I/O模块;2轴伺服运动模块;以及系统常用编程软件rslogix5000。

罗克韦尔自动化/艾伦-布拉德利

Profibus DP Master for GE发那科

印第安纳波利斯市,HE693PBM100是Profibus DP网络主机系列90-30 GE发那科PLC背板。该产品最多可控制64个网络从设备。网络从模块HE693PBS105也是可用的。HE693PBS100模块允许系列90-30 I/O在Profibus DP网络上可用。

霍纳电

A-B SLC 5/03与Modbus结婚

贝克尔斯菲市,加州-用于A-B 1746平台的RTU 5/03处理器将标准的Allen-Bradley SLC 5/03技术和Modbus协议集成在一个包中。针对SCADA应用程序,RTU-5/03有8kbyte和16kbyte RAM版本。SLC 5/03的所有功能都可以在RTU-5/03中使用,包括完整的5/03指令集,内置的数学,模拟I/O和PID功能。

ProSoft科技公司

填补plc和dcs之间的空白

最初的PLC是为了取代架子和架子上的继电器而设计的,每次汽车制造商更换型号年份时,都必须重新布线。因为在大多数情况下,离散部件制造过程依赖于简单的on /OFF信号,所以它们可以量化。因此,PLC的数字化设计和编程对于此类应用来说是“自然”的。

但是,马达控制和其他功能模拟的过程呢?一个答案是PLC制造商提供PID、电机控制和其他类型的基于模拟的模块,使数字PLC能够在模拟世界中运行。

连续过程本质上是模拟过程,大多数由分布式控制系统(dcs)控制。然而,在DCS和PLC之间有一个灰色地带。

为什么不简单地生产一个“模拟”PLC呢?

RTP Corp.(佛罗里达州庞帕诺海滩)的RTP 2000模拟PLC。RTP 2000支持多供应商环境,使其能够适应广泛的数据采集和控制产品,而无需在专有软件或定制程序上进行昂贵的投资。例如,该设备具有与Intellution公司的FIX、TA工程公司的AIMAX、SYSECA公司的APMS和citecologies公司的Citect的高速DDL接口。它还为几乎所有独立的hmi提供DDE连接。

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