本刊记者/梁秀璟
随着半导体技术、计算机技术和通信技术的发展,工业控制领域已经发生了翻天覆地的变化,在这个变化的过程中,PLC技术亦在不断地发展。有关于PLC技术的未来发展趋势,始终是业内探讨的热点话题。在本期专题策划中,记者就将一些PLC厂商在接受本刊采访时对于PLC未来趋势的看法整理在一起,供读者阅读。
(1)小型PLC控制规模越来越大,网络功能越来越强,向中型PLC靠拢;
(2)小型PLC在控制速度上要求越来越高,以满足越来越快的装备制造业的要求;
(3)中型PLC今后将是一个PLC重点发展的方向,配置灵活,功能多样,既可向下兼容小型PLC的一些市场,也可以向上替代大型PLC的一些市场;
(4)在使用上,PLC将越来越人性化,编程下载将更加方便,诸如中文标签、USB下载等应用将越来越广。
我认为PLC技术发展的趋势主要有三个关键点:一体化、更安全、更绿色。在一体化解决方案的影响下,如何便捷高效地为客户提供解决整体化方案,同时又兼具成本控制是关键。在此我就不得不提到ABB近期发布的针对工业自动化项目的全新工程开发软件工具套件——Automation Builder就是一个具有代表性的技术创新。它为基于PLC、安全PLC、机器人、运动控制及相关自动化组件的控制与运动系统提供了一个集成的综合开发环境,从而降低软件复杂度,缩短开发周期,并降低系统投入成本。
PLC技术的发展离不开工业总线技术的发展,从目前的发展趋势看,基于工业以太网技术构建的控制系统将成为主流;从实现原理上划分,PLC有基于硬件和基于PC两种,在现代工业控制领域扮演着不同的角色,前者更擅于逻辑控制和过程控制,后者在运动控制和大规模数据运算方面有优势,前者具有更高的可靠性和安全性,后者有更高的运算速度和灵活性,谈到未来的发展趋势,我认为两者必将长期共存,并在各自的优势领域不断进步,也不排除在某些领域出现两者结合体的可能,毕竟科技是随着人类生产活动的发展而发展的,只要是发展的需要,一切皆有可能。
集成化:尤其是功能软件化趋势,PLC集成专门面向特定流程工艺或者特定应用的控制功能程序,不断地加强着PLC在复杂工艺和制造领域的应用;
网络化:尤其是开放式网络化,兼容多种主流网络通讯标准,与上位管理系统的互联和与现场智能设备的通讯增强其纵向监控范围;与其它平行控制系统的互联,增强其横向监控范围;
高性能小型化:功能更加丰富,温控/定位/驱动/PID等复杂计算能力不断增强,容错能力得到提高的同时,体积越来越小,使用越来越灵活。
未来的PLC一定会向更加网络化、集成化、智能化发展。网络化,我们认为以后标准的以太网甚至WIFI接口将会成为不仅是PLC,也会包括许多其它自动化产品的标准配置,所以腾控在产品研发阶段就将以太网网口作为产品的标准配置。
对于PLC技术未来的发展趋势,可以从硬件和软件两个方面来看:
从硬件来看,第一,以太网将大规模应用于PLC,随着以太网技术的日渐成熟,其开放性和高效为自动化的发展带来了更多的想像空间。第二,IT技术将广泛应用于PLC,例如网络服务器技术已经逐渐成为标准配置。第三,更多集成功能,例如传统上PLC控制与运动控制是分开来的,但未来更多地运动控制功能将被集成到PLC中,这将进一步提高客户的应用效率,降低使用成本和复杂程度。
从软件来看。PLC技术将逐渐从硬件向软件过渡,而且,软件平台将不单单为PLC提供开发环境,而且将为整个工厂生产提供平台支持。
运动控制技术将是PLC需要重点发展的技术,并且应用将会越来越广泛。台达有两大类运动控制型PLC,一类为脉冲型,另一类为总线型,应用行业包括电子设备、印包设备、机械手、木工机械、轮切设备和专用机床等需要走运动轨迹的多轴系统。
采用工业总线技术的分散控制是自动化技术发展的又一趋势,工业总线在PLC应用领域将会越来越重要。台达所有PLC主机标配串口工业总线,同时客户可以选配TCP/IP、CANopen、DeviceNET和Profibus等工业总线产品。除了采用国际通行的工业总线标准外,台达还开发拥有自主知识产权的DMCNET高速总线标准。这款台达自己研发的总线产品,具有同等级高阶车载通讯系统的卓越性能与安全性,高频宽、低延迟、高容错与高稳定度,成为多轴运动控制的最佳整合平台,可以高速连接各种装置,例如伺服电机、步进电机、远端模块、DD电机、直线电机等。
少网络、多功能、高性能、重集成。少网络就是说网络的种类要尽量减少。罗克韦尔自动化主推EtherNet/IP,它可以将以前需要不同网络支持的离散控制、过程控制、传动控制和仪表控制全部在一个网络上实现。所有这些都是在未经修改的标准以太网上实现的。这无论是对集成和维护,还是对性能提升都是很好的。多功能就是各种控制都可以用一种系统实现。比如现在的ControlLogix和DCS的区别已经越来越小。高性能是指控制器的处理能力和模板的集成能力越来越高。ControlLogix L7系列控制器采用双核CPU,处理能力强大。重集成是指采用统一的开发环境开发监视和控制,同时具有第三方设备即插即用的连接能力。信息安全也是PLC系统的另外一个发展方向。
PLC的技术发展是随着工业行业的发展而不断变化的,所以趋势是多元化的,功能更强、速度更快、集成度更高、智能化、网络化和信息化等这些都是业界公认的,除此之外我们更关注的是兼容性和开放性。PLC这么多年的发展,在市场上已经造成了群雄割据的局面,各大厂商为了各自的利益大力发展各自的标准,这就使得不同厂家之间的系统兼容性和互联性很差,给客户的产品和系统管理造成了很大的困难。所以很多行业客户在发展为更大规模时,更关心的是开放性和兼容性,他们考虑的是所有的投资是否都能够得到有效的保护,各个系统和部件之间是否能高效的整合与管理,包括新的系统与老的系统之间,与第三方PLC之间,与现场仪表和执行机构之间,与上位监控系统之间等的兼容性是不是很好等。比如这些年大力发展的基于Windows的编程语言标准IEC61131-3,OPC基金会的OPC(OLE for Process Control)标准,PROFINET以及其它工业以太网标准的发展等都体现了PLC发展的这一趋势,菲尼克斯电气PLC也是一直致力于这个趋势上进行发展的。
未来,永远都无法准确预测。但一项技术的演进与变革永远始于市场和用户的需求。安全、集成、信息化、网络化、智能化这些工业领域的需求将从根本上推动PLC技术的向前发展,未来的PLC技术会是怎样的?我们还需试目以待。