西門子G120C一體式變頻器6SL3210-1KE11-8UB2變頻器6SL32101KE118

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目前，PLC的主流廠商有A-B、Siemens和Modicon等。工控機的主流廠商有上?？堤┛恕⒈本┛低睾脱腥A、艾訊等。

PLC和工控機在其技術(shù)發(fā)展的歷程中，為了適合工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用的需要和用戶二次開發(fā)的需要，都積極地發(fā)展高可靠性、網(wǎng)絡(luò)化用戶開發(fā)軟件方面的技術(shù)性能。以下將 介紹PLC和工控機在硬件、軟件和網(wǎng)絡(luò)方面技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。

二、PLC和工控機的硬件技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展

PLC和工控機終用戶為冶金、采礦、水泥、石油、化工、電力、機械制造、汽車、裝卸、造紙、紡織、環(huán)保等行業(yè)，其主要的用途為：

1、順序控制

順序控制是應(yīng)用領(lǐng)域，它包括單機控制、多機制、自動生產(chǎn)線控制，如注塑機、印刷機械、訂書機械、切紙機械、組合機床、磨床、裝配機械、包裝生產(chǎn)、電鍍流水線和電梯控制等。

2、運動控制

應(yīng)用在電力拖動系統(tǒng)或伺服電機的單軸或多軸位置控制。

3、過程控制

采用模擬量模塊能控制物理參數(shù)，例如溫度、壓力、速度和**等，并提供PID等閉環(huán)控制的功能。

4、數(shù)據(jù)處理

可以支持?jǐn)?shù)控機床的控制和管理、多軸控制等。

由于自動化系統(tǒng)的要求日益**，傳統(tǒng)的提供I/O點服務(wù)的PLC和工控機已經(jīng)無法滿足復(fù)雜的工藝要求。因此，PLC和工控機在硬件系統(tǒng)上有了根本的變化。

PLC系統(tǒng)在模塊上的技術(shù)發(fā)展有：

1、處理器模塊

配備大容量內(nèi)存，為滿足實時控制的要求而優(yōu)化設(shè)計，除了一般的I/O掃描和控制、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)交換外，支持大型的集成控制、通訊、并行運算、處理器獨立后臺程序和處理器輸入中斷等功能。如A-B公司的ControlLogix處理器模塊在它的內(nèi)核中設(shè)計有通信功能，借助于它的無源數(shù)據(jù)總線，系統(tǒng)的瓶頸得以消除。這種靈活的結(jié)構(gòu)允許多個處理器、網(wǎng)絡(luò)以及I/O在一個機架中搭配使用而沒有限制。

2、信息協(xié)處理器模塊

讀取主處理器的數(shù)據(jù)表和狀態(tài)文件，或通過**語言程序?qū)?shù)據(jù)寫入主處理器，程序可以在實時多任務(wù)環(huán)境下以及獨立于PLC處理器的方法，單獨在協(xié)處理器中運行。

3、**語言協(xié)處理器

通過C和Basic的接口來進(jìn)行復(fù)雜的計算和算法實現(xiàn)。

4、網(wǎng)絡(luò)適配模塊

在現(xiàn)場總線與處理器之間提供通訊接口，以便PLC處理器和I/O模塊進(jìn)行遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)交換。

5、具有特殊功能的I/O模塊

如A-B公司在其產(chǎn)品中提供了智能變送器模塊、溫度控制模塊、稱重模塊、開環(huán)速度控制模塊、塑料制造模塊、力矩控制模塊、編碼模塊、可組態(tài)**計模塊、電流同步模塊等。這些模塊的設(shè)計考慮了特殊行業(yè)的需要，使得復(fù)雜的控制功能以模塊化的方式得以解決，**了可靠性水平。

同樣，工控機也從I/O板卡的基礎(chǔ)上飛速向前發(fā)展，大規(guī)模集成電路和計算機本身的革命性發(fā)展給工控機提供了舞臺。工控機系列產(chǎn)品除了全系列的I/O板卡外，還發(fā)展了一體化工作站、帶電子盤的工控機、遠(yuǎn)程RTU、適用于儀表行業(yè)的微型工控機、適用于視頻和多媒體行業(yè)的工控機、適用于通訊行業(yè)的帶監(jiān)控液晶屏的工控機、與PLC合一的特殊工控機以及防爆型工控機。

工業(yè)現(xiàn)場的應(yīng)用環(huán)境要求PLC和工控機具有很高的可靠性，而可靠性是靠電磁兼容特性（EMC）和容錯技術(shù)來 的。PLC和工控機要經(jīng)過嚴(yán)格的電磁兼容檢測，如輻射敏感度檢測、諧波/電壓波動/電壓驟降檢測、靜電/快速脈沖/雷擊檢測、電磁干擾檢測等。EMC 了設(shè)備在本質(zhì)上的抗干擾特性。但是，要 控制設(shè)備不出故障是不可能的。因此，采用容錯設(shè)計的系統(tǒng)對要求不能停機、不能失控的高可靠系統(tǒng)是十分重要的。目前重要的容錯設(shè)計技術(shù)有Watchdog和雙機熱備（包括主機、模塊和通訊介質(zhì)的熱備）。熱備系統(tǒng)的工作對用戶來說是透明的：即當(dāng)故障發(fā)生時，所有對故障點的切除和數(shù)據(jù)的備份都是在短的控制周期內(nèi)自動完成的。此項技術(shù)的完成包括了設(shè)備硬件和軟件二個方面。圖2給出了PLC雙機冗余系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。