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 新一代可編程序控制器的技術現(xiàn)狀

    為了適應日益劇烈的市場競爭，新一代的可編程序控制器在技術創(chuàng)新方面有了長足的進展，主要體現(xiàn)在以下方面：

    (1) 執(zhí)行多任務功能的出現(xiàn)

    所謂執(zhí)行多任務，就是在一個可編程序控制器系統(tǒng)中，可同時安裝幾個CPU模板，每個CPU模板執(zhí)行各自的任務，控制與其執(zhí)行任務相關的I/O模板。

    (2) 網絡能力的強化

    網絡能力的加強，使可編程序控制器已經突破了原有的使用范圍，特別是引入現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網、無線網絡及Internet等技術后，可編程序控制器的應用已今非昔比。典型的可編程序控制器的網絡拓撲結構為設備控制層、過程控制層和信息管理層3個層次。在設備控制層中，引入了現(xiàn)場總線，使得工業(yè)生產過程中的現(xiàn)場檢測儀表、變頻器、MCC控制柜等一切現(xiàn)場設備都可直接與可編程序控制器相連；在過程控制層中，傳統(tǒng)意義上的人機界面的功能已經煥然一新，使可編程序控制器能實現(xiàn)跨地區(qū)的編程、監(jiān)控、診斷、管理，實現(xiàn)整個車間及全廠范圍的控制；在信息管理層，向工業(yè)以太網的擴展，使控制與信息管理融為一體。

    羅克韋爾自動化公司的全方位自動化系統(tǒng)、西門子公司的全集成自動化系統(tǒng)和施耐德公司的透明工廠都是這類技術發(fā)展的代表。

    (3) 高速化處理功能

    隨著網絡能力的強化，可編程序控制器實現(xiàn)的控制功能和控制范圍都在擴大，這就要求可編程序控制器實現(xiàn)高速運行和實時通信功能。高速化包括運算速度的高速化、與外部設備交換數(shù)據(jù)的高速化、編程設備服務處理的高速化、外部設備響應的高速化。為了實現(xiàn)高速化，有些可編程序控制器已在其內核中設計有通信功能，借助于無源數(shù)據(jù)總線，系統(tǒng)的瓶頸得以消除，這種結構允許多個處理器、網絡能在一個機架中使用而沒有限制，從而提供了高性能的分布式實時控制系統(tǒng)的解決方案。

   (4) 大力發(fā)展集成化軟件

    目前，可編程序控制器的生產廠商開發(fā)系統(tǒng)硬件費用的比例逐年下降，而開發(fā)軟件、集成等費用的比例逐年上升?，F(xiàn)在的成套軟件將可編程序控制器的編程、操作員界面、運動控制、程序調試、故障診斷和處理、通信等集成為一體。人-機界面及監(jiān)控軟件集成了所有開放的標準接口，可直接從生產中獲得大量實時數(shù)據(jù)，并對這些數(shù)據(jù)進行分析和打包，然后傳送到管理層，同時它能將過程優(yōu)化數(shù)據(jù)和生產細節(jié)的參數(shù)迅速地反饋到控制層和現(xiàn)場，從而為集成ERP系統(tǒng)鋪平道路。

    (5) 微型可編程序控制器異軍突起

    傳統(tǒng)的微型可編程序控制器一般為8~64點數(shù)字量I/O，1~4點模擬量I/O，體積很小，可直接安裝在機器內。但現(xiàn)在的微型可編程序控制器除了上述功能外，在網絡功能和人機接口功能上已可與中大型的可編程序控制器相比，這一類微型可編程序控制器是目前發(fā)展*快的。西門子公司的LOGO，羅克韋爾自動化公司的PICO都是這類微型可編程序控制器的代表。

    (6) 信息技術滲入可編程序控制器

    信息技術滲入可編程序控制器是為了適應工廠控制系統(tǒng)和企業(yè)信息管理系統(tǒng)日益有機結合的發(fā)展趨勢，適應在控制層面上讓不同品牌的可編程序控制器之間、可編程序控制器與分布式控制系統(tǒng)之間有效交換數(shù)據(jù)的要求。實際上多任務系統(tǒng)的實現(xiàn)、網絡能力的提高、軟件集成的發(fā)展使得信息技術很容易的就與可編程序控制器系統(tǒng)融為一體。

    (7) 加強安全技術

    隨著可編程序控制器應用領域的擴大，對可編程序控制器系統(tǒng)的可靠性要求也越來越高，加強可編程序控制器的安全技術也成為了一個新的發(fā)展方向。具有容錯和冗余性能的故障防止型可編程序控制器已經出現(xiàn)，具備在線插拔的雙通道的信號模板和電源模板。內藏冗余的CPU系統(tǒng)的過程控制器也已出現(xiàn)，這種過程控制器利用內部測試電路檢查、診斷I/O模板的運行狀況，而不是采用冗余的I/O模板。GE Fanuc公司推出了三合一的可編程序控制器，這種可編程序控制器是目前實現(xiàn)全系列兼容、熱備和三取二表決的高可靠性安全型可編程序控制器。

    5 我可編程序控制器發(fā)展中的問題及對策

    目前我的可編程序控制器的發(fā)展主要面臨著三大問題。一是技術層面上的，在際上可編程序控制器迅速發(fā)展的形勢下，我還沒有具有自主知識產權，能夠參與際競爭的可編程序控制器產品，原因主要在于我的整個基礎工業(yè)還有一定差距，如芯片制造、模具加工等方面限制了我們的發(fā)展。二是競爭層面上的，實際上也是一個經濟競爭的問題?，F(xiàn)在95%的內市場由外的可編程序控制器產品所占領，中、大型可編程序控制器中，幾乎全部由外幾大公司壟斷，隨著我使用可編程序控制器領域的不斷擴大，市場越來越大，然而外幾大公司幾乎每年都會針對市場推出新的產品，一旦人們使用了新的產品后，他們就會逐漸的提高產品市場價格，沒有我自己的自主知識產權的產品，在經濟競爭中就只能處于被動。三是市場秩序層面上的，隨著我改革開放的不斷深入，特別是加入WTO后，我巨大的市場份額極大的吸引了外的大公司，他們開拓市場的方法都是采用大范圍建立代理銷售渠道，每個公司的分銷商、系統(tǒng)集成商都會有數(shù)十家，甚至上百家之多，造成了我的分銷商、系統(tǒng)集成商之間的激烈競爭，而這些無序的競爭為際大公司分而治之、獲取穩(wěn)定的高額利潤創(chuàng)造條件。

    面對這些問題，筆者認為我可編程序控制器的發(fā)展應該采取如下對策：

    (1) 面對如此巨大的市場，我應該集中資金和技術力量，盡快研制生產出具有自主知識產權的可編程序控制器的系列產品，就像以前的家電行業(yè)一樣。其實隨著我整個民族工業(yè)的不斷發(fā)展，特別是近年來芯片工業(yè)的迅速發(fā)展，推出具有際競爭力的可編程序控制器產品已成為可能。

    (2) 繼續(xù)發(fā)揮我科學技術人員可編程序控制器應用技術的優(yōu)勢，擴大可編程序控制器的應用領域。特別是我加入WTO后，中成為“制造工廠”的過程正在加速，我在努力將可編程序控制器應用在民經濟的各個領域同時，還要憑借技術和勞動力優(yōu)勢，進入可編程序控制器在外商企業(yè)中的應用，并逐漸進入際上可編程序控制器的應用市場，讓我的應用技術優(yōu)勢形成真正的服務，從而帶動我相關成套設備和軟件產業(yè)的發(fā)展。

    (3) 在擴大可編程序控制器應用的同時，要在軟件集成化上下功夫。針對不同的工業(yè)生產過程，形成具有我特點的系統(tǒng)集成軟件、人機界面軟件和系統(tǒng)應用軟件，在一些我的工業(yè)行業(yè)中制造出具有核心技術的系統(tǒng)應用軟件。真正形成具有際標準的、可進行復制的模塊化軟件。

    采取上述策略后，我就能在可編程序控制器的應用上率先實現(xiàn)突破，融入一體化經濟之中，形成具有自主知識產權的軟件產業(yè)，進而研制、開發(fā)、生產出具有自主知識產權，能夠參與際競爭的可編程序控制器產品。筆者相信，隨著我民經濟的全面發(fā)展，隨著整個民族工業(yè)的提高，這一天會很快到來。