PLC编程开发

PLC技术现状

1。国际PLC发展PLC是1968年理查德·E·莫利发明的自动化设备。其核心设计思想是用软件编程代替硬接线继电器控制，构建程序控制系统。同年，通用汽车公司制定了PLC的设计标准。此后，PLC被广泛应用于各种工业领域。

20世纪70年代是PLC的上升期。自1977年罗克韦尔自动化首次提出基于8位微处理器的PLC以来，许多厂商纷纷效仿，生产基于8位微处理器的PLC产品，如Intel8080、Zilog Z80等。

20世纪80年代，随着微电子技术和微处理器技术的发展以及PC机的应用，PLC技术处于成熟阶段。Athani设计了一种基于8位微处理器8085的PLC，具有手动编程器和CRT显示终端，程序段可以在CRT上显示。

20世纪90年代，随着PLC国际标准IEC61131的正式颁布，PLC技术进入了第三个发展时期。此时，系统结构从传统的单机向多处理器发展，控制系统配置从独立控制系统向分布式、远程控制系统发展；在编程语言中，有多样化和相互转化的趋势。除自动化生产线外，还开发了基于PLC的分布式控制系统(DCS)、监控与数据采集系统(SCADA)、柔性制造系统(FMS)、安全联锁保护(ESD)系统和运动控制系统，提高了PLC在各个领域的应用范围和水平。

自20世纪90年代末以来，由于信息技术的快速发展和用户对开放性的强烈需求，在保留PLC功能的前提下，现场总线网络采用了开放式通信接口。逐步打破各个PLC产品的封闭状态，采用相关的国际工业标准，使用户开发的应用可以移植到不同的PLC产品上。

PLC在中国的发展从20世纪70年代开始，中国就开始了PLC编程开发的研究和应用。

1974年，中国首次仿制了美国生产的第二代PLC。1977年，我国采用美国摩托罗拉的mc14500集成芯片，成功研制出我国第一台具有实用价值的PLC。1979年，从美国引进的MODICON584首次成功应用于电站辅助设备。自20世纪80年代以来，该行业的研究所和工厂，如北京机械工业自动化研究所、上海工业自动化仪表研究所、成都机床电器研究所和上海黎姿电子设备厂，都开始了PLC的研究和生产。代表性的PLC产品有北京机械工业自动化研究所研制的国产PLC一位机和上海工业自动化仪表公司研制的TCMS-300/D。90年代制定行业标准，1993年成立中国工业过程测控标准化技术委员会可编程控制器与系统分技术委员会SAC/TC124/SC5。标准化技术委员会在国外PLC技术和产品、IEC61131等国际电工委员会发布的相关标准的基础上，结合PLC在我国工业控制领域的应用需求，制定了GB/T 15969可编程控制器系列国家标准，在行业标准化进程中取得了重要进展，为我国PLC产业的发展奠定了重要基础。2001年以来，随着计算机技术、通信技术、自动控制技术等高新技术水平的逐步提高，以及PLC产业下游应用领域的多元化发展，PLC的应用范围也呈现出不断扩大的趋势。PLC从刚进入中国时仅限于大型设备系统，逐渐发展到适用于大、中、小型设备系统。

PLC技术的现状

目前，随着超大规模集成电路、超大规模集成电路等微电子技术的发展，PLC从最初的一位计算机发展到现在的由16位和32位微处理器组成的计算机化PC机，实现了多处理器的多路处理。如今，PLC技术已经非常成熟，不仅增强了控制功能，降低了功耗和体积，降低了成本，提高了可靠性，使编程和故障检测更加灵活方便，而且随着远程I/O和通信网络、数据处理和图像显示的发展，使得PLC向连续生产过程控制方向发展，成为实现工业生产自动化的支柱。可编程控制器(PLC)是工厂自动化控制系统的关键部件之一。PLC在中国的市场份额仍然主要被西门子、三菱、欧姆龙、罗克韦尔等国外巨头占据，在行业内具有品牌力和知名度的本土品牌数量相对较少。国内厂商的主要产品倾向于OEM市场的中小型PLC。总体来看，R&D和PLC生产企业规模小，产业基础薄弱，产业集中度低，技术R&D水平不足，竞争力弱。本土品牌PLC产品更多面向专业化、分散的细分市场，在产品通用性方面表现不足。在技术水平上，本土品牌的PLC编程开发技术水平较低，在系统软件研发、编程语言、可靠性技术等方面，本土品牌与国外品牌差距较大。然而，随着中国制造业相关技术的快速发展，R&D本土品牌的投资和PLC的生产逐年增加，市场份额也在稳步上升。

PLC制造的核心难点

一是在数据量不断扩大的背景下，PLC硬件背后算法要求的提升；

第二，配套编程软件的简化程度；

第三，对具体下游应用工程师操作习惯的了解。

首先，PLC的难点之一是处理日益庞大的生产数据的日益复杂的算法。PLC需要存储更多的生产数据，这是工业化发展的必然。一方面，随着消费升级趋势日益明显，终端消费者对产品的需求在多样化和定制化上不断增加，因此生产环节、工艺难度和制造水平也相应增加，底层控制系统需要处理越来越大规模的生产数据和逻辑关系。另一方面，现代半导体、计算机和通信技术的发展也为控制系统存储大量数据提供了强大的技术支持。目前CPU和内存都有了很大的进步:CPU的运算速度大幅提升；PLC的存储规模逐渐扩大，使得PLC具备了存储大量实时数据的能力。虽然PLC的硬件制造已经不是各大厂商的主要障碍。但是为了处理大量的生产数据，对PLC硬件背后的算法提出了更高的要求，在这个环节还是有一定的技术门槛的。其次，PLC的另一个重要难点在于配套编程软件的设计简易性的提高。随着工业生产的日益复杂，要求PLC完成PID控制、网络通信、高速计数、位置控制、数据记录、公式和文本显示等功能。功能的增加意味着编程难度的增加，编程过程繁琐且容易出错。而且各大厂商PLC的编程语言也不尽相同，使得用户需要掌握很多编程语言，对用户来说比较困难。因此，PLC行业的竞争在于尽快设计出简单方便的编程软件。最后，PLC制造的难点在于工程师对下游具体应用场景的操作习惯的理解。

由于PLC是硬件和软件的结合体，这也意味着根据不同的应用场景，需要对PLC的软件进行调整，以适应具体的应用环境。此外，应用场景的不同通常会导致工程师的操作习惯不同，这就需要PLC供应商根据下游客户的具体应用场景和工程师的操作习惯对通用PLC软件进行重构。所以PLC供应商往往很难开拓新的下游产业，已经形成供应关系的客户会有粘性。

PLC发展趋势1

PLC技术趋势PLC技术的发展趋势是高集成度、小体积、大容量、高速度、易用性和高性能。

具体表现在以下几个方面:

1。小型化、专业化、低成本——低档PLC正在向小型化、简易化、廉价化方向发展，从而可以以更好的性能、更低的价格、更广的范围取代继电器控制系统。

2.大容量、高速、多功能——中高档PLC正在向大容量、高速、多功能方向发展，从而可以替代工业控制微机的部分功能，全面控制大型复杂的控制系统。

3.模块化——开发各种功能明确的专业化扩展模块，使专业化的复杂功能由专业化模块完成，主机只通过通信设备向模块发布命令和测试状态，从而更方便用户根据自己的要求组成所需的控制系统。

4.多样化和标准化——所有PLC产品的制造商都在努力开发自己的新产品，以占据更大的市场份额。所以产品在向多元化方向发展，欧美日的流派很多。同时，为了推动技术标准化的进程，一些国际组织如国际电工委员会(IEC)不断为PLC的发展制定一些新的标准，如总结或定义各种类型的产品，或为PLC的未来发展制定一个方向或框架。

5.增强网络和通信能力——计算机和PLC之间以及PLC之间的网络和通信能力不断增强。利用工业网络可以有效地节约资源，降低成本，提高系统的可靠性和灵活性，从而导致网络应用的普及。

6.工业软件发展迅速——适应可编程控制器硬件技术的发展，工业软件发展非常迅速，使得系统的应用更加简单易行，极大地方便了PLC系统的开发人员和操作人员。

PLC应用趋势

增加微型PLC的普及。

PLC小型化是未来行业的一大发展趋势。

微型PLC是一种I/O点数小于64的PLC，具有价格低、集成度高、体积小、效率高、能耗低等优点。在技术方面，微电子技术、自动控制技术等高科技水平的不断创新为微型PLC的发展提供了必要的技术前提和保障。技术驱动力有助于推动CPU、存储器等PLC模块的小型化，也能保持PLC的高性能和可靠性。

在市场应用方面，微型PLC主要应用于下游OEM市场，如机床、工程机械、包装机械、电子设备制造等设备制造领域。微型PLC由于外部接线简单，可组装性强，适用于简单设备的自动控制，包括设备启停控制、动作顺序控制、传动控制、运动控制等。受益于“智能制造”推动的生产控制系统转型升级，OEM市场增长迅速，未来行业对微型PLC的市场需求有望进一步增加，微型PLC的普及程度有望进一步提高。

PLC与“智能制造”融合发展出工业4.0、物联网等新型工业业态，近年来呈现出良好的发展态势。未来，在工业互联网、物联网、智能工厂等发展趋势下。PLC将在设备通信、控制、数据采集等功能上有所提高。，从而实现与“智能制造”的融合发展，促进制造生产控制系统的自动化，进而助推工业企业的信息化和智能化进程。以大数据、云计算、人工智能等新兴信息技术为支撑。、“智能制造”具有制造环节智能化、生产设备联网互通、数据传输顺畅高效等特点。它对制造的成本、效率、速度、质量和柔性有很高的要求，更依赖于工业控制系统性能和功能的可靠性、稳定性和准确性。作为工业自动化控制的核心，PLC在通信、数据采集等方面的功能。有望进一步完善，以更加准确、稳定、可靠、快速的性能特点满足“智能制造”的高要求，实现与“智能制造”的融合发展。重视PLC的信息安全。随着PLC产业的发展，PLC嵌入"智能制造"和物联网的发展前景将会提高网络通信功能。所以PLC的开放性会逐渐提高。在访问和输出更多数据以帮助设备通信和端到端通信的同时，PLC编程开发将面临信息泄漏的威胁。因此，业界会越来越重视PLC的信息安全性能和安全保护机制，以保证网络通信的稳定可靠和数据交换的准确性，保证PLC能够安全可控地自动控制工业生产。比如为了实现PLC通信和数据的完整性和保密性，会更加注重PLC控制系统设备和网络通信的安全性；为确保PLC网络的安全接入，将加强控制系统环境的可信状态判断和评估研究，提高PLC的安全性，为PLC实现自动控制功能提供安全保障。