PLC编程软件

  PLC技术随着计算机和微电子技术的发展而迅猛发展，由最初的工位机发展为B位机。随着微处理器CPU和微型计算机技术在PLC中的应用，形成了现代意义上的PLC、进入20世纪80年代以来，随着大规模和超大规模集成电路等微电子技术的迅猛发展，以16位和32位微处理器构成的微机化PLC得到了惊人的发展，使PLC在概念、设计、性能价格比以及应用等方面都有了新的突破。不仅控制功能增强，功耗，体积减小，成本下降，可靠性提高，编程和故障检测更为灵活方便，而且远程1/0和通信网络，数据处理以及人机界面(HMI)也有了长足的发展。现在PLC不仅能得心应手地应用于制造业自动化，而且还可以应用于连续生产的过程控制系统，所有这些已经使其成为现代工业的四大支柱之一，即使在现场总线技术已成为自动化技术应用热点的今天，PLC仍然是现场总线控制系统中不可缺少的首选控制器。

  总结PLC的发展历程，大致经历了五个阶段。

  ①初级阶段 从第一台PLC同世到20世纪70年代中期，这个时期的PLC功能简单，主要完成一般的继电器控制系统的功能，即顺序逻辑、定时和计数等，编程语言为梯形图。

  ②崛起阶段从20世纪70年代中期刻80年代初期。由于PLC在取代“继电器-接触器”控制系统方面的卓越表现，所以自从它在电气自动控制领域开始普及应用后得到了飞速的发展，这个阶段的PLC在其控制功能方面增强了很多，例如数据处理、模拟量的控制等。

  ③成熟阶段 从20世纪80年代初期到90年代初期。这之前的PLC主要是单机应用和小规模、小系统的应用：但随着对工业自动化技术水平、控制性能和控制范围要求的提高，在大型的控制系统(如冶炼、饮料、造纸、烟草、纺织、污水处理等)中。PLC也展示出了其强大的生命力。对这些大规模、多控制器的应用场合，就要求PLC控制系统必须具备通信和联网功能。这个时期的PLC顺应时代要求，在大型的PLC中一般都扩展了遵守一定协议的通信接口。

  ④飞速发展阶段 从20世纪90年代初期到90年代末期。由于对模拟量处理功能和同络通信功能的提高，PLC控制系统在过程控制领域也开始大面积使用。随着芯片技术、计算机技术、通信技术和控制技术的发展，PLC的功能得到了进一步的提高。现在PLC不论从体积上、人机界面功能、端子接线技术，还是从内在的性能(速度、存储容量等)、实现的功能(运动控制、藏信网络、多机处理等)方面都远非过去的PLC可比。从20世纪80 年代以后，是PLC发展最快的时期，年增长率一直都保持在30%~40%之间。

  ⑤开放性、标准化阶段从20世纪90年代中期以后，其实关于PLC开放性的工作在20世纪80年代就已经展开;但由于受到各大公司利益的阻挠和技术标准化难度的影响，这项工作进展得并不顺利。所以，PLC诞生后的近30年时间里，各种PLC通信标准、编程语言等方面都存在着不兼容的地方，这为在工业自动化中实现互换性，互操作性和标准化都带来了极大的不便，现在随着PLC国际标准IEC61131的逐步完善和实施。特别是IEC61131-3标准编程语言的推广，使得PLC真正走入了一个开放性和标准化的新时代。

  PLC进一步的飞速发展趋势

  PLC总的发展趋势是向高集成度、小体积、大容量、高速度、易使用、高性能、信息化、软PLC、标准化、与现场总线技术紧密结合等方向发展。

  ① 向小型化，专用化、低成本方向发展 随着微电子技术的发展，新型器件性能的大幅度提高、价格即大幅度降低、使得PLC结构更为繁凑、操作使用十分简便。从体积上讲. 有些专用的微型PLC仅有一块香皂大小。PLC的功能不断增加，将原来大、中型PLC才有的功能部分地移植到小型PLC上，如模拟量处理、复杂的功能指令和网络通信等。PLC的价格也不断下降，真正成为现代电气控制系统中不可替代的首选控制装置。据统计，小型和微型PLC的市场份额一直保持在70%~80%之间，所以对PLC小型化的追求永远不会停止。

  ②向大容量、高速度、信息化方向发展现在大中型PLC采用多效处理器系统，有的采用了32位微处理器，并集成了通信联网功能，可同时进行多任务操作，运算速度、数据交换速度及外设响应速度都有大幅度提高，存储存量大大增加，特别是增强了过程控制和数据处理的功能。为了适应工厂控制系统和企业信息管理系统日益有机结合的要求，信息技术也治送到了PLC中，如设置开放的网络环境，支持对象链接与嵌入(OLE Cor ProcessControl，OPC)技术，等等。

  ③智能化模块的发展 为了实现某些特殊的控制功能，PLC制造商开发出了许多智能化的I/O模块。这些模块本身带有CPU，使得占用主CPU的时间很少，减少了对PLC扫描速度的影响，提高了整个PLC控制系统的性能。它们本身有很强的信息处理能力和控制功能，可以完成PLC的主CPU难以兼顾的功能。由于在硬件和软件方面都采取了可靠性和便利化的措施，所以简化了某些控制系统的系统设计和编程。典型的智能化模块主要有高速计数模块、定位控制模块、温度控制模块、闭环控制模块、以太网通信模块和各种现场总线协议通信模块等。

  人机界面(接口)的发展 人机界面(接口)《HumanrMachine Inter/ace，HMI)在工业自动化系统中起着越来越重要的作用，PLC控制系统在HM方面的进展主要体现在以下几个方面。

  A 编程工具的发展。过去绝大部分中小型PLC仅提供手持式编程器，编程人员通过编程器和PLC打交道。首先是把编制好的梯形图程序转换或语句表程序，然后使用编程器一个字符、一个字符地敲到PLC内部;另外，调试时也只能通过编程器现整很少的信息。现在偏程器已被淘汰，基于Windows的编程软件不仅可以对PLC控制系统的硬件组态，即设置硬件的结构、类型、各通信接口的参数等，而且可以在屏幕上直接生成和编辑梯形图、语句表、功能块图和顺序功能图程序，并且可以实现不同编程语言之间的自动转换。程序被编译后可下载到PLC，也可以将用户程序上传到计算机。编程软件的调试和监控功能也远远超过手持式编程器，可以通过编程软件中的监视功能实时观察PLC内部各存储单元的状态和数据，为诊断分析PLC程序和工作过程中出现的问题带来了极大的方便。

  b.功能强大、价格低廉的HMI。过去在PLC控制系统中进行参数的设定和显示时非常麻烦，对输入设定参数要使用大量的拨码开关组，对输出显示参数要使用数码管，它们不仅占据了大量的I/O资源、而且功能少、接线规琐。现在各种单色、彩色的显示设定单元、触摸屏、肌膜键盘等应有尽有，它们不仅能究成大量数据的设定和显示，还能直观形象地显示动态图形画面和完成数据处理等功能。

  c，基于PC的组态软件。在中大型的PLC控制系统中，仅靠简单的显示设定单元已不能解决人机界面的问题，所以基于Windows的PC机成为了最佳的选择。配合适当的通信接口或适配器。PC机就可以和PLC之间进行信息的互换。再配合功能强大的组态软件，就能完成复杂的和大量的画面显示、数据处理、报警处理、设备管理等任务。这些组态软件国外的品牌有WinCC、正IX、Intouch等，国产知名公司有业控、力控等。现在组态软件的价格已下降到非常低的位置，所以在环境较好的应用现场，使用PC加组态软件来取代触摸屏的方案也是一种不错的选择。

  ⑤在过程控制领域的使用以及PLC的冗余特性 虽然PLC的强项是在制造业领域使用，但随着通信技术、软件技术和模拟量控制技术发展并不断地融合到PLC中，它现在也被广泛地应用到了过程控制领域。但在过程控制系统中使用必然要求PLC控制系统具有更高的可靠性。现在世界上顶尖的自动化设备供应商提供的大型PLC中，一般都增加了安全性和冗余性的产品，并且符合1EXC61508标准的要求。该标准主要为可编程电子系统内的功能性安全设计而制定，为PLC在过程控制领域使用的可靠性和安全设计提供了依据。现在PLC的冗余产品包括CPU系统、I/O模块以及热备份冗余软件等。大型PLC以及冗余技术一般都是在大型的过程控制系统中使用。