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中外可编程序控制器发展史揭秘 中国需努力
发布时间:2013-01-28  来源:中国仪表网 

  1969年,著名的美国数字设备公司(DEC)根据GM的功能要求,研制出了这种新的工业控制装置,并在GM公司的一条汽车自动化生产线上首次运行取得成功。由于这种新型工业控制装置可以通过编程改变控制方案这一特点,以及专门用于逻辑控制的情况,人们称这种新的工业控制装置为可编程序控制器(Programmable Logic Controller),简称PLC。

  从1968年到现在,PLC经历了四次换代:

  第一代PLC大多用一位机开发,用磁芯存储器存储,只有逻辑控制功能。

  第二代PLC产品中存储器换成了8位微处理器及半导体,PLC产品开始系列化。

  随着高性能微处理器及位片式CPU在PLC中大量使用,第三代PLC产品的处理速度大大提高,从而促使它向多功能及联网通信方向发展。

  第四代PLC产品不仅全面使用16位、32位高性能微处理器,高性能位片式微处理器,RISC(Reducedinstructionsetcomputer)精简指令系统CPU等高级CPU,而且在一台PLC中配置多个处理器,进行多通道处理。同时大量内含微处理器的智能模板的出现,使得第四代PLC产品成为具有逻辑控制功能、过程控制功能、运动控制功能、数据处理功能、联网通信功能的真正名符其实的多功能控制器。同一时期,由PLC组成的PLC网络也得到飞速发展。

  PLC与PLC网络成为工厂企业中首选的工业控制装置,由PLC组成的多级分布式PLC网络成为CIMS(computer-integratedmanufacturingsystem)系统不可或缺的基本组成部分。人们高度评价PLC及其网络的重要性,认为它是现代工业自动化的三大支柱之一。

  中国可编程序控制器的发展与国际上的发展有所不同,国际上可编程序控制器的发展是从研制、开发、生产到应用,而我国则是从成套设备引进、可编程序控制器引进应用、消化移植、合资生产到广泛应用。其发展历程大致可划分为三个阶段:

  一、可编程序控制器的初级认识阶段(70年代后期到80年代初期)

  国际上可编程序控制器的发展,首先引起了国内工程技术界的极大兴趣,所以我国对可编程序控制器的认识始于70年代后期到80年代初期的成套设备引进中,当时的上海宝钢一期工程中有多项工程引进了十几种机型约200多台可编程序控制器。这些可编程序控制器用于原料码头到高炉、轧钢、钢管等整个钢铁冶炼以及加工生产线上,取代了传统的继电器逻辑系统,并部分取代了模拟量控制和小型DDC系统。继宝钢一期工程后,国内许多厂家陆续引进的设备和生产线大都配备了可编程序控制器,其应用范围包括电站、石油化工、汽车制造、港口和码头等各领域。正是在成套设备引进过程中,我们打开了眼界,了解认识了可编程序控制器,这也促进了可编程序控制器在我国的发展。

  二、可编程序控制器的引进应用和消化移植阶段(80年代初期到90年代初期)

  80年代初期开始,随着我国改革开放的不断深入,在成套设备引进的同时,国外原装的可编程序控制器开始涌入国内市场。许多部门和单位相继引进可编程序控制器并自己设计组成控制系统,其应用范围也扩大到建材、轻工、煤炭、水处理、食品、制药、造纸、橡胶和精细化工等工业领域。

  随着应用能力的提高和市场需求的扩大,一些部门和单位本着技贸结合、消化移植的方针,一方面进行二次开发和应用研究,一方面也在引进可编程序控制器的生产线,建立生产可编程序控制器的合资企业,积极开发自己的产品。

  同时,国内也开始研制可编程序控制器产品,当时在上海、北京、西安、广州、长春等地有约20多家科研单位、大专院校和工厂都在研制和生产可编程序控制器,但由于缺乏资金和后续研究力量、生产技术相对落后,只能停留在实验室阶段,没能投入实际应用和形成工业化生产。

  三、可编程序控制器的广泛发展阶段(90年代初期到现在)

  进入90年代后,由于政府的重视、应用的更加广泛、研制开发生产取得成果的激励,我国的可编程序控制器进入了广泛发展阶段。

  近10年来,随着PLC价格的不断降低和用户需求的不断扩大,越来越多的中小设备开始采用PLC进行控制。目前国产PLC厂商众多,主要集中于台湾、北京,浙江、江苏和深圳,台湾的品牌有:永宏、台达、盟立、士林、丰炜、智国、台安。大陆有和利时、淅大中控、淅大中自、信捷等一些品牌。

  当然,由于种种原因,国产品牌的plc在国内plc市场份额所占比例很小,一直没有形成产业化规模,中国目前市场上95%以上的plc产品来自国外公司。目前中国plc市场上欧美公司在大、中型PLC领域占有绝对优势,日本公司在小型plc领域占据十分重要的位置,韩国和中国台湾的公司在小型plc领域也有一定市场份额。那么国内PLC市场上应用最多的PLC品牌有哪些呢?今天我们就做一个盘点。

  罗克韦尔(AB)

  contrologix
  
  Controllogix基于LOGIX平台。是AB的主流产品,适用于大型系统。

  compactlogix
  
  Controllogix基于LOGIX平台。CompactLogix为紧凑型多功能控制器,适用于中小型控制系统,典型的应用包括设备级别的控制应用。

  西门子

  西门子S7系列模块化控制器可随时通过可插拔I/O模块、功能和通讯模块灵活地进行扩展,为用户的需求提供量身定做的解决方案。根据用户的应用范围可以从性能,范围和接口选择等方向进行选择。

  S7-200
  
  优点:运行稳定,使用简单方便,价格便宜,很适用于小型控制系统;缺点:I/O点数比较有限。SIMATICS7-200微型PLC是微型自动化领域可靠,快速,灵活的控制器。

  S7-300
  
  S7-300是为了适应大中型控制系统,而设计的更加模块化的控制系统。优点:体积小巧功能强大,能适合自动化工程中的各种应场合,尤其是在生产制造工程中的应用。缺点:价格较贵。

  S7-400
  
  S7-400为复杂的大系统而设计。

  三菱

  FX2n系列
  
  FX2N是标准型PLC,IO端子连接方式采用螺钉式。

  FX2N系列小型化,高速度,高性能,是FX系列中最高档次的超小形程序装置。

  FX2nc系列
  
  FX2nc是紧凑型PLC,IO端子连接方式采用飞线式。

  由于FX2NC的结构紧凑,因此它适合与空间比较狭小的地方。

  MELSEC-Q系列

  MELSEC-Q系列属于大中型PLC产品。特点:体积小、速度快、运用SFC强大的编程语言、能够实现多种控制、拥有强大的监控能力。

  欧姆龙

  CP1H
  
  CP1H欧姆龙小型高功能PLC。

  CJ1(M)
  
  CJ1(M)是欧姆龙中型机。

  国产PLC发展历程

  作为离散控制的首选产品,PLC在我国的应用已有30年的历史,PLC自20世纪70年代后期进入中国以来,应用增长十分迅速。PLC进入中国时最初是从成套设备引进应用,由于PLC价格昂贵,引进的PLC主要用于冶金、电力、自动化生产线等大的设备和工控系统。在引进国外PLC产品的过程中,我国也曾组织了相关单位消化、吸收PLC的关键技术,试图对PLC进行国产化。到80年代在上海、北京、西安、广州、长春等20多家科研单位、大专院校和工厂研制和生产PLC产品,具体的单位有:北京机械工业自动化研究所、上海工业自动化仪表研究所、大连组合机床研究所、成都机床电器研究所、中科院北京计算机所及自动化所、长春一汽、上海起重电器厂、上海香岛机电公司、上海自力电子设备厂等单位。但终因缺乏资金和后续研究力量、生产技术相对落后,都没有成功实现产业化,PLC产品运作是否成功不是由简单的一两种因素决定的。近10年来,随着PLC价格的不断降低和用户需求的不断扩大,越来越多的中小设备开始采用PLC进行控制。

  国产PLC在技术特点上与西门子和三菱类似或与其兼容,技术特点与三菱类似的国产PLC主要有深圳三凌、洛阳易达、厦门海为等,技术特点与西门子类似或与其兼容的国产PLC有:合信自动化、深圳亿维、欧辰电子、上海正航等。

  国产PLC市场概述
  
  目前国产PLC厂商众多,主要集中于台湾、北京,浙江、江苏和深圳,台湾的品牌有:永宏、台达、盟立、士林、丰炜、智国、台安。

  各个厂商规模也不一样,北京和利时(其PLC生产基地在浙江杭州)和浙大中控都是在DCS系统具有优势之后,再渗透PLC市场,和利时已于2000年开始推广PLC,现在在国内已经有一定知名度,浙大中控从最近两年开始推广PLC,杭州还有浙大中自生产PLC。

  但是无论是从规模还是产品系列上都无法与国际大厂商抗衡,而且国产PLC生产厂商生产的PLC主要集中于中小型PLC(大部分为小型),其中生产中型PLC的厂商主要有盟立、南大傲拓(刚刚进入市场)等,深圳欧辰和亿维都是做西门子PLC的配套IO模块,黄石科威生产嵌入式PLC。因此国产PLC面向的大多是OEM行业,也有很多是贴牌生产或是仿造生产,真正自主研发生产的企业只是其中的一部分国产厂商中台湾厂商比大陆厂商做得好,其中大陆厂商中PLC销售额达到两三千万都是比较好的。

  
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