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PLC四十年發展歷程及展望
來源: | 作者:sztxjd | 發布時間: 1089天前 | 445 次瀏覽 | 分享到:
世界上公認的第一臺PLC是1969年美國數字設備公司(DEC)研制的世界第一臺可編程序控制器PDP-14。限于當時的元器件條件及計算機發展水平,早期的PLC主要由分立元件和中小規模集成電路組成,可以完成簡單的邏輯控制及定時、計數功能。
  1971年日本從美國引進這項技術,很快研制出第一臺可編程序控制器DSC-18。1973年西歐國家也研制出他們的第一臺可編程控制器。我國從1974年開始研制,1977年開始工業推廣應用。進入20世紀70年代,隨著微電子技術的發展,尤其是PLC采用通訊微處理器之后,這種控制器就不在不局限于當初的邏輯運算了,功能得到更進一步增強。進入20世紀80年代,隨著大規模和超大規模集成電路等微電子技術的迅猛發展,以16位和少數32位微處理器構成的微機化PLC,使PLC的功能增強,工作速度快,體積減小,可靠性提高,成本下降,編程和故障檢測更為靈活,方便。
  20世紀70年代初出現了微處理器。人們很快將其引入可編程控制器,使PLC增加了運算、數據傳送及處理等功能,完成了真正具有計算機特征的工業控制裝置。為了方便熟悉繼電器、接觸器系統的工程技術人員使用,可編程控制器采用和繼電器電路圖類似的梯形圖作為主要編程語言,并將參加運算及處理的計算機存儲元件都以繼電器命名。此時的PLC為微機技術和繼電器常規控制概念相結合的產物。
  20世紀末期,可編程控制器的發展特點是更加適應于現代工業的需要。從控制規模上來說,這個時期發展了大型機和超小型機;從控制能力上來說,誕生了各種各樣的特殊功能單元,用于壓力、溫度、轉速、位移等各式各樣的控制場合;從產品的配套能力來說,生產了各種人機界面單元、通信單元,使應用可編程控制器的工業控制設備的配套更加容易。目前,可編程控制器在機械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業等領域的應用都得到了長足的發展。
  我國工業企業的自動化程度普遍較低,如機械行業80%以上的設備仍采用傳統的繼電器和接觸器控制。加入wto后,中國正日益成為世界新的制造業基地,制造業的控制主要以邏輯控制為主,大量傳統產業的自動化改造也為plc的應用提供廣闊的發展空間。
PLC的發展現狀和行業分布
  由于種種原因,國產品牌的plc在國內plc市場份額所占比例很小,一直沒有形成產業化規模,中國目前市場上95%以上的plc產品來自國外公司。目前中國plc市場主要廠商為siemens、mitsubishi、omron、rockwell、schneider、ge-fanuc等國際大公司,歐美公司在大、中型PLC領域占有絕對優勢,日本公司在小型plc領域占據十分重要的位置,韓國和中國臺灣的公司在小型plc領域也有一定市場份額。
  近10年來,隨著PLC價格的不斷降低和用戶需求的不斷擴大,越來越多的中小設備開始采用PLC進行控制。目前國產PLC廠商眾多,主要集中于臺灣、北京,浙江、江蘇和深圳,臺灣的品牌有:永宏、臺達、盟立、士林、豐煒、智國、臺安。
日前,臺達面向高端應用領域推出了模塊化中型可編程控制器—AH500系列,該系列產品繼承了臺達PLC穩定優良的性能特點外,與市場上同類型產品相比,AH500系列中型PLC具有明顯的后發優勢,它采用全模塊化設計,方便系統升級和擴展;它采用高度整合的軟件和界面,內建豐富的功能模塊,擁有擴展模塊功能齊全、節省用戶配置成本和維護成本等特色,適用于中高端工廠自動化、樓宇自動化以及過程自動化領域。
  而另一PLC領軍企業—和利時集團也推出了LK系列PLC,即LK420電量采集模塊,測量電量參數包括電壓有效值、電流有效值、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數等。LK420使全面電網分析通過現場總線被實施。根據電網上的電壓、電流、有效功率、視在功率值和負載情況,用戶可以優化驅動器或機器的供電并且保護設備免于事故和停電。這個模塊在電廠、寫字樓等需要測量電網參數的行業和地區,有著十分廣泛的應用。
  近年來,中國OEM機械廠家一直忙于提高國產機械的自動化水平,減少對國外高端機械產品的依賴。因此,PLC作為典型控制產品,在紡織機械、塑料機械、印刷機械、食品機械、包裝機械、起重機械、機床和化工機械等諸多領域被廣泛應用。
  由于經濟低迷導致需求的下降,在電梯、紡織機械、建筑機械、電源設備、造紙機械、電子制造設備、物料搬運、機床、HVAC、塑料機械、橡膠機械等應用中呈負增長的態勢。冶金行業是應用PLC最多的項目型市場,以大、中型PLC為主,由于產能過剩、需求萎縮和價格下降,也使得PLC在該行業繼續保持低迷的態勢。
  目前,世界上有200多廠家生產300多品種PLC產品,主要應用在汽車(23%)、糧食加工(16.4%)、化學/制藥(14.6%)、金屬/礦山(11.5%)、紙漿/造紙(11.3%)等行業。
  縱觀2009年,PLC在大部分OEM行業的應用都將維持低迷的態勢,只有少數如食品機械和包裝機械等受經濟周期影響不大的行業仍能保持一定的增長。但是,一些行業如,汽車、公共設施、礦業、市政等直接受國家刺激政策的拉動,PLC需求不減,成為PLC穩步增長的中堅力量。
  某些品牌會側重于一些行業,如schneider更加注重電力行業,rockwell在冶金行業表現出眾。
  從技術角度來看,國內外的小型plc差距正在縮小。有些國產plc已經擁有符合iec標準的編程軟件、支持了現場總線技術等。面對國際廠商數十年的規模化生產和市場管理經驗控制工程網版權所有,國內廠商多數只停留在小批量生產和維系生存的起步階段,離真正批量生產、市場化經營乃至創建品牌還有很長的路要走。
  與此同時,國產plc的低價優勢也正在受到新的挑戰。但可喜的是,和利時、凱迪恩、德維森等一批國產品牌漸漸找準了自己的位置。克服資金、研發壓力,頂住用戶對產品不信任的壓力,憑借對國內廠商的了解和對市場的把握,國產品牌在近幾年內獲得了一定的成長。
  我國工業發展及自動化應用水平與工業發達國家相比有幾十年的滯后,按目前的經濟形勢分析,我國將迎來一個PLC市場高速增長的時期。基于中國經濟穩定迅速增長的現狀,今后若干年內中國PLC市場將保持持續高速增長。相關數據顯示,初步估計目前在我國本土銷售的PLC總量為30~40億元人民幣(不含隨進口主設備配套的PLC),年增長率為15~20%。巨大的市場需求為發展PLC業務提供了難得的歷史機遇,國內有實力的自動化公司應充分利用在市場、技術、行業影響和品牌等方面的積累,大力拓展PLC業務,使國產PLC早日成為中國PLC市場的主要參與者之一。
PLC控制系統未來發展趨勢
  PLC的未來發展不僅取決與產品本身的發展,還取決于PLC與其它控制系統和工廠管理設備的集成情況。PLC通過網絡,被集成到計算機集成制造(CIM)系統中,把他們的功能和資源與數控技術、機器人技術、CAD/CAM技術、個人計算機系統、管理信息系統以及分層軟件系統結合起來,在工廠的未來發展中,將占據重要的地位。
  新的PLC的技術進展包括,更好的操作員界面,圖形用戶界面(GUI),人機界面,也包括與設備、硬件和軟件的接口,并支持人工智能比如邏輯I/O系統等。軟件進展將采用廣泛使用的通訊標準提供不同設備的連接,新的PLC指令將立足于增加PLC的智能性,基于知識的學習型的指令也將逐步被引入,以增加系統的能力。可以肯定的是,未來的工廠自動化中,PLC將肯定占據重要的地位,控制策略將被智能地分布開來,而不是集中,超級PLC將在需要復雜運算、網絡通信和對小型PLC和機器控制器的監控的應用中獲得使用。
小結
  中國PLC市場的高速增長,為國產PLC產業化提供了良好的市場基礎。其實,PLC產業難題在于如何解決規模化生產和市場現狀的問題。隨著全球化發展,國產的低價優勢也正在受到新的挑戰。PLC行業已經不存在勞動密集型、低成本的優勢,要想打入市場,就必須做到技術密集和規模化生產。
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