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| (点击题目可以在互联网中搜索该题目的相关内容) 日期：2007-9-10 20:33:32 来源： 作者： 点击： | |
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4 PLC如何能够更加开放？ 4.1 PLC在竞争中的兴起 从控制系统的角度来看，各类控制系统的相互融合的情况已经出现了。但认真分析就会发现，PLC在这些控制系统中是比较独特的一类。在现代各类控制系统中，PLC是诞生的最早的工业控制器，每个新的控制器出来都扬言要取代PLC，从DCS，到工控机，到现场总线，到嵌入式控制系统。这种情况的产生，一方面是由于早期的PLC的不开放造成的，但另一方面，也是由于PLC在工业控制领域所占的比重份额太大引起的。但技术和应用发展的结果是，随着新的技术越来越多，PLC不仅没有逐渐被任何一种新的系统取代，反而在逐渐蚕食其它控制系统的市场。 比如，在流程工业，过去DCS占了绝对的通知地位，但现在，在中小型的工业装置方面，已经有相当大的控制系统被PLC系统所取代。即便在大型系统中，现在各类DCS也面临着高端PLC的威胁。这种现象的原因，一方面是由于PLC的技术不断发展，DCS过去所独有的一些复杂控制功能现在PLC基本上全部具备，第二是由于PLC的操作的简单性所决定的；第三，也是最重要的一点，就是，PLC的价格和成本是DCS系统所无法比拟的。 在低端设备，比如许多工业设备的控制器，过去是由单片机开发系统所控制的，现在也越来越多地被PLC所取代。从材料成本上来说， PLC的成本比单片机要高，但是，由于PLC所具有的编程的灵活性，使得用户在开发新机型的时候，不必为新机型开发一个新的单片机控制器，而只要简单地在一个PLC的软件上进行程序更改即可。因此，这大大降低了用户的开发成本。因此，越来越多的机械逐步放弃了原来的专用控制器的方式，而改用PLC来作为机械设备的主要控制器。 在原来大量采用工控机系统的场合，工控机也越来越多被PLC取代，而工控机则逐渐从实时控制退到只负责操作站的层面。而且，大家渐渐发现，这种工控机加PLC的结构，提供了最优良的控制性能、最方便的操作、最低的成本。因此，逐渐开始在越来越多的地方采用。可以说，工控机的诞生不仅没有削减PLC的份额，却因为工控机的运算功能、图形处理能力和数据存储能力弥补了PLC的不足，而PLC的可靠性则大大弥补了工控机的弱点，因此，工控机的诞生反而大大促进了PLC在更多的场合的应用。 同样，在离散制造业，PLC作为一种设备控制和数据采集的方便的器件，在企业实施ERP和CIMS系统时，为实时数据的采集、处理和传输提供了无与伦比的方便性。目前，无论是数控、机械还是传动、物流等行业，都把PLC作为控制系统和数据采集系统的首选。 因此，至少从现在来看，PLC在各类控制系统的竞争中逐渐占了上风。但是，随着竞争的白热化，PLC也面临着一个发展瓶颈，那就是各类系统的不开放，或者说假开放。 4.2 工业以太网-----真正开放的现场控制网络 从根本上来说，开放式控制系统的要具备采用从操作系统到通讯协议都是通用的系统。目前，操作系统其实只有WINDOWS、UNIX等少数几种，而通讯总线问题，则没有什么疑义。在工控界争论不休的问题，在计算机界早就停息了。事实上，用户们早已作出了选择，那就是，以太网总线，占了全球所有计算机通信总线的96%！而其余所有的总线只占了不到4%。因此，工业界所有的总线向以太网的方向靠拢，是不以人们的意志为转移的。 众所周知，以太网最初是为办公自动化设计的，因此没有考虑到工业自动化应用的一些要求。特别是，它采用的CSMA/CD介质访问控制机制，具有通信延时不确定的缺点，不能满足工业自动化控制的实时通信需求。因此，在20世纪90年代以前，很少有人将以太网应用于工业自动化领域。 近几年来，随着互联网技术的普及与推广，以太网也得到了飞速发展，特别是以太网通信速率的提到、以太网交换技术的发展，给解决以太网的非确定性问题带来了新的契机：首先，以太网的通信速率一再提高，从10MBPS，到100MBPS甚至到10GBPS，在相同通信量的情况下，通信速率的提高意味着网络负荷的减轻和碰撞的减少，也就意味着提高确定性；其次，以太网交换机为连接在其端口上的每个网络节点提供了独立的带宽，连接在同一个交换机上的不同的设备不存在资源的争夺，这就相当于每个设备独占一个网段；第三，全双工技术又为每个设备与交换机端口之间提供了发送与接收的专用通道，因此使不同的以太网设备之间的冲突大大降低（半双工交换式）或完全避免（全双工交换式）。因此，以太网成了确定的网络，从而为它应用于工业自动化控制消除了主要的障碍。 |
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