PLC技術(shù)及應用領(lǐng)域的概括描述

　　隨著(zhù)IEC 61131-3標準被廣泛接受，經(jīng)濟競爭的環(huán)境日益嚴峻，而在工業(yè)控制軟件的開(kāi)發(fā)成本和工程成本日益上升的形勢下，希望能在不同的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境之間交換其程序、函數/功能塊庫和工程項目的需求越發(fā)高漲?？紤]到編程僅僅是控制軟件完整應用開(kāi)發(fā)套件的一個(gè)環(huán)節，為規范它與其他環(huán)節間的數據交換的接口，有必要提供為實(shí)現IEC 61131-3編程的數據交換規范。通過(guò)為IEC 61131-3規定一種XML的格式，倡導一種開(kāi)發(fā)環(huán)境，使得在此基礎上構成統一的工程軟件平臺。

　　利用PLCopen規范的XML格式，來(lái)實(shí)現不同軟件工具的數據交換：為統一的工程平臺實(shí)現不同控制功能的編程、組態(tài)提供基礎;為統一的工程平臺實(shí)現設計、調試、運行操作、維護各階段功能的前后銜接提供基礎;進(jìn)行不同硬件平臺定義的I/O變量和內部變量直接的變換，為控制程序無(wú)障礙移植創(chuàng )造前提條件。包括文本化編程語(yǔ)言、圖形化編程語(yǔ)言、結構化編程語(yǔ)言、圖形信息、數據類(lèi)型等信息，都可用XML的格式予以表達。

　　舉例來(lái)說(shuō)，由德國的汽車(chē)制造商Daimler發(fā)起，聯(lián)合了ABB、KUKA、Rockwell Automation、Siemens等工業(yè)企業(yè)以及一些軟件和服務(wù)商，成立了AutomationML(Automation Markup Language)組織，為的就是通過(guò)共同定義數字化工廠(chǎng)的一種中間格式――自動(dòng)化標記語(yǔ)言AutomationML，并進(jìn)行標準化。AutomationML標準是一種免費的開(kāi)放標準，主要用于制造自動(dòng)化，包括機器人和物流，但不局限于此。其創(chuàng )新主要在于：在一個(gè)單一的根格式(XML格式)下將許多重要工程方面所接受的標準綜合起來(lái)予以應用。

　　IEC 61131-3的OPC UA信息模型

　　建立IEC 61131-3的OPC UA信息模型的目的在于提高控制器和可視化裝置(人機界面)、上位信息系統之間通信的復用性。從長(cháng)期應用的觀(guān)點(diǎn)看，將明顯提高工程流程的效率和顯著(zhù)降低工程成本。設想當某個(gè)PLC項目中有許多控制平臺由不同的供應商提供，如果用一種可視化工具或MES/ERP，從這些控制平臺的外部來(lái)看，他們完全是一樣的。PLCopen之所以選擇OPC UA，是因為使用OPC的統一架構解決了如下問(wèn)題：在監控層面如何發(fā)現與之通信的對象;如何使通信對象的數據、復雜數據和功能性是完全可利用的;如何使通信可靠、可執行，又與操作系統和編程語(yǔ)言無(wú)關(guān);如何確保信息安全。

　　在2009年德國紐倫堡SPS/IPC/Drives展會(huì )、2010年HMI展會(huì )以及2010年燈光和建筑展會(huì )上分別展出了由多個(gè)供應商采用OPC的IEC 61131-3信息模型的實(shí)物演示。

　　嵌入式PLC的發(fā)展趨勢與潛力

　　根據《Control Design》雜志的調查，2009年美國機械行業(yè)的PLC用戶(hù)占2/3，PAC和PC控制合起來(lái)只占13%，而嵌入式PLC僅占5%。這可以說(shuō)明，嵌入式PLC具有很大的發(fā)展空間。

　　目前，嵌入式PLC的發(fā)展也呈現多元化，國內外均有良好表現：德國赫優(yōu)訊推出的將現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)和PLC技術(shù)結合的netPLC很有特色;國內幾年前就有華中科技大學(xué)在EASY CORE 1.00核心芯片組中加載了嵌入式PLC系統軟件，作為硬件平臺，開(kāi)發(fā)了多模入通道的嵌入式PLC;還有一種發(fā)展路徑是以開(kāi)發(fā)PLC與人機界面相結合的硬件/軟件一體化為目標的平臺，充分利用了CASE工具，結合各類(lèi)嵌入式芯片的開(kāi)發(fā)平臺和各種輸入/輸出通道的硬件電路庫，專(zhuān)為機電設備開(kāi)發(fā)客制化、具有ODM性質(zhì)的專(zhuān)用PLC。

　　嵌入式PLC在我國具有較廣闊的發(fā)展空間，首先在于它十分有利于發(fā)揮我國自動(dòng)化行業(yè)發(fā)展的兩大特點(diǎn)：有相當雄厚的為機電設備配套的市場(chǎng)基礎，并擁有足夠的、性?xún)r(jià)比全球最優(yōu)的設計開(kāi)發(fā)隊伍。我們完全可以以最低的成本、較高的質(zhì)量，并按客制化的要求設計、生產(chǎn)為機電設備配套的嵌入式PLC，來(lái)代替通用PLC。同時(shí)，嵌入式PLC的硬件、軟件、人機界面、通信等各方面的功能設計靈活，易于剪裁，更貼近各種檔次的機電設備的要求。嵌入式PLC完全基于嵌入式系統的技術(shù)基礎，拿來(lái)就可用。SoC芯片、嵌入式操作系統與符合IEC 61131-3編程語(yǔ)言標準的編程環(huán)境等優(yōu)勢，使得其在市場(chǎng)上很容易找到。

　　在目前環(huán)境下開(kāi)發(fā)通用PLC的技術(shù)不難突破，但搶占市場(chǎng)需要大量財力和人力資源投入。在市場(chǎng)已被為數不多的幾家大公司穩固瓜分的今天，走這樣的路線(xiàn)似乎事倍功半。我國小型PLC近年來(lái)也有可喜進(jìn)步的實(shí)踐，也同樣證明了這一判斷。