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4 plc的發(fā)展趨勢(shì)

　　隨著微處理器技術(shù)、超大規(guī)模集成電路技術(shù)和數(shù)字通訊技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，可編程序控制器也得到了迅速發(fā)展，其功能已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了其定義所指的范圍，其概念也日趨模糊，現(xiàn)代可編程控制器的發(fā)展趨勢(shì)主要有以下幾個(gè)方面：

　　（1） 用高性能器件，盡量縮小與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)之間的差距。例如，德國(guó)festo公司的ipc（industrial pc）由一系列符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的模塊組成，它與微機(jī)兼容且具有plc的功能。

　?。?） 豐富i/o模塊，使plc在實(shí)時(shí)性、精度、分辨率、人機(jī)對(duì)話(huà)等性能方面進(jìn)一步得到改善和提高。

　?。?）進(jìn)一步強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)功能，以實(shí)現(xiàn)信息管理自動(dòng)化。例如ipc型控制器具備多種現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)接口。如festo總線(xiàn)、profibus、as-i、can等，以及各種網(wǎng)絡(luò)連接模塊，如novell等，從而使plc與plc、plc與pc、plc與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間建立通訊聯(lián)網(wǎng)。

　?。?）多種編程語(yǔ)言并存，互補(bǔ)不足。ipc型控制器除了采用梯形圖、指令表編程以外，還可以用iec1131規(guī)定的用于順序控制的標(biāo)準(zhǔn)化語(yǔ)言以及c、basic等計(jì)算機(jī)語(yǔ)言進(jìn)行編程。

　　（5） 硬件結(jié)構(gòu)集成化、冗余化。隨著專(zhuān)用集成電路（asic，application specific integrated circuits）和表面安裝技術(shù)（smt，surface-mout technology）在plc硬件設(shè)計(jì)上的運(yùn)用，使得plc產(chǎn)品硬件元件數(shù)量更少，集成度更高，體積更小，其可靠性更高。同時(shí)，為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性，plc產(chǎn)品還采用了硬件冗余和容錯(cuò)技術(shù)。用戶(hù)可以選擇cpu單元、通信單元、電源單元或i/o單元甚至整個(gè)系統(tǒng)的冗余配置，使得整個(gè)plc系統(tǒng)的可靠性得以進(jìn)一步加強(qiáng)。

5 可編程控制器現(xiàn)場(chǎng)集成技術(shù)研究的意義

　　現(xiàn)行的可編程控制器均是由專(zhuān)門(mén)的生產(chǎn)廠(chǎng)商設(shè)計(jì)生產(chǎn)的，用戶(hù)選用他們提供的專(zhuān)用控制器時(shí)，可能只用到它的部分功能，會(huì)造成一定的資源浪費(fèi)，而且專(zhuān)用控制器價(jià)格高，不經(jīng)濟(jì)。而使用現(xiàn)代可編程邏輯器件來(lái)實(shí)現(xiàn)具有如下優(yōu)點(diǎn)：

　　（1） 用戶(hù)可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)控制器的功能，不會(huì)造成太大的資源浪費(fèi);而且不用帶自身專(zhuān)用的編譯器，從而大大降低了系統(tǒng)的價(jià)格。

　　（2）用戶(hù)邏輯和接口部分可以做在同一個(gè)器件內(nèi)，因而讓接口和用戶(hù)邏輯更緊密地結(jié)合;用fpga/cpld芯片組成的系統(tǒng)，很自然地避開(kāi)cpu的程序跑飛、死循環(huán)、復(fù)位不可靠等缺點(diǎn)，無(wú)需采用過(guò)多措施就能使系統(tǒng)具有很高的可靠性。

        （3）fpga作為控制器的核心，其靈活的現(xiàn)場(chǎng)可更改性、可再配置能力，對(duì)系統(tǒng)的各種改進(jìn)非常方便，在不更改硬件電路的基礎(chǔ)上可以進(jìn)一步提高系統(tǒng)的性能，也就是完成硬件的在系統(tǒng)升級(jí);在線(xiàn)編程是fpga/cpld突出的特點(diǎn)，它無(wú)需改變芯片外部i/o口的連接線(xiàn)，可直接在用戶(hù)自己設(shè)計(jì)的目標(biāo)系統(tǒng)中或線(xiàn)路板上對(duì)fpga/cpld器件編程，這就打破了使用一般數(shù)字器件和plc先設(shè)計(jì)后裝配的慣例，而可以先裝配后編程，用在實(shí)際系統(tǒng)后還可以反復(fù)編程，從而開(kāi)創(chuàng)了數(shù)字電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)的新一頁(yè)。此外，還可以通過(guò)紅外線(xiàn)編程、超聲波編程或通過(guò)電話(huà)線(xiàn)、internet進(jìn)行在線(xiàn)編程。這些功能在遠(yuǎn)控或軍事領(lǐng)域上有特殊的用途。

　?。?）fpga的性能價(jià)格比很高，用它實(shí)現(xiàn)的控制器的價(jià)格，幾乎只是和它具有相同輸入/輸出端子市售可編程控制器價(jià)格的十分之一;而且其邏輯實(shí)現(xiàn)是并行工作的，其速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于plc，這在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中是非常有優(yōu)勢(shì)的。

　?。?）它拋棄了傳統(tǒng)plc“程序”的概念，以“硬件線(xiàn)路”來(lái)實(shí)現(xiàn)控制功能，在硬件線(xiàn)路運(yùn)行時(shí)所有的信號(hào)是并行運(yùn)行的，而且信號(hào)的路徑是可知的，信號(hào)傳輸?shù)臅r(shí)間是可預(yù)測(cè)的，所以可用于精確控制的需要，如位置控制、速度控制、信號(hào)處理、圖象處理、高速機(jī)械等。

　　從以上優(yōu)點(diǎn)我們可以看出，基于fpga/cpld的hardplc能更經(jīng)濟(jì)、更穩(wěn)定、更方便地適應(yīng)用戶(hù)的需求，而且其實(shí)時(shí)性、靈活性遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的可編程控制器（plc）。因此，可編程控制器的現(xiàn)場(chǎng)集成技術(shù)應(yīng)用非常廣闊，具有很強(qiáng)的工程實(shí)用價(jià)值。