许多工业控制器供应商仍然在销售PAC和PLC(可编程plc控制器)的异同,但未来的自动化工程师在考虑他们的系统时可能不会在乎名称是什么,他们只会关注性能和实际功能。就像这两种设备的定义和特点在不断发展一样,PLC和PAC也会一起发展。
基于这种演变,低端和高端市场将有大量的机会。随着硬件技术的进步,高级功能将进入低端处理器。这反过来将推动供应商将更多的功能和选择集成到高端产品中。
高速处理器和更大的存储空间将促进高级功能的应用,如运动控制、视觉系统的集成和各种通信协议的协调支持。当然,PLC仍然会保持其简单的特性来吸引更多的用户。
在PAC和PLC的集成过程中,我们可以看到这两个产品的不断改进和进步。PAC可以让用户在传统的工业自动化领域进行扩展,并鼓励供应商开发新产品来满足客户的需求。
这些要求对产品设计师提出了挑战:他们被迫寻找新的方向,例如支持现有的组件,建立新的系统以满足恶劣的工业环境。未来的挑战将包括提供连接性、存储可扩展性和控制器处理能力,以应对日益复杂的应用,同时保持甚至降低最终产品的成本。
50年前,硬连线继电器逻辑被梯形图语言取代,这给熟悉继电器逻辑的技术人员和工程师带来了方便,但也有其局限性,尤其是在过程控制和数据处理应用中。
IEC61131-3为工业控制器提供了另一种编程语言,但梯形图语言仍有其自身的优势,并始终显示出其独特的魅力。虽然有连续的功能图用于过程控制,但是结构化的文本也有利于数据处理,其他IEC语言也各有优势。但梯形语言仍将是PLC编程语言的领头羊。
供应商及其客户购买内置梯形图语言逻辑编程的PLC,用这种PLC控制大量基础设备。还有一大批工程师、技术员、电气工程师、维修工人更喜欢梯形语言这种简单的编程技术。无论硬件如何发展,这种语言仍将长期作为PLC的工业标准。
虽然梯形逻辑语言可以作为简单机器控制的基石,但功能块编程技术可以减少代码的数量,尤其是当需要将PLC代码集成到统一的编程环境中时。
基于的统一编程环境
将PLC、运动控制和HMI编程结合到一个统一的环境中是未来几年的趋势。将PLC和HMI集成在同一个机架上可能是下一个趋势,无论监视器是包含在组件中还是作为外部选项。无论是同一个处理器还是HMI模块集成到PLCI/O机架中,目前的技术都可以支持这两种方式的配置。
对于大多数用户来说,拥有一个独特的编程环境是理想的,只要它不太复杂。结合这些模块的好处包括减少学习周期和研发时间。但是,如果这个编程环境设计不当,就会变得繁琐,难以操作。
拥有统一编程环境的一个重要步骤是确保设备可以共享相同的标记名数据库。名字是程序和进程之间的重要联系。建立数据库是一项耗时的工程,减少这些重复性的工作会缩短整体研发时间,降低出错概率。
迎接无线时代。
在过去的几十年里,特别是在20世纪90年代初,在工业应用领域出现了大量不同的通信网络和协议。随着时间的推移,这些不同的选择逐渐留给了少数领导者。像消费电子PC及其外围设备一样,这种趋势将继续下去,未来将专注于可以自我配置的即插即用解决方案。
实际上,没有必要关注这些通信技术是否能够达到实时性能,因为以太网和许多其他工业控制网络的原始速度远远快于大多数应用的需求。
至于本地存储设备和其他设备的通用接口,USB是有的,但是有它的局限性。USB是即插即用的,但将硬件和软件与USB集成需要设备供应商的额外投资。正因为如此,条码阅读器、电子秤等工业硬件供应商的缓慢变化,短期内仍会采用RS232接口。
目前高端PLC的通信接口可以适应各种协议。预计未来随着用户需求的标准化,这种情况有望改变,可能只有以太网和无线,或者一个可能的选项,工业蓝牙。
这是一个无线时代,但在我们看到商业和工业无线通信协议的大融合之前,工业应用确实需要在更大范围内健壮并确保数据完整性的无线技术。
在这个领域,我们也看到了进步:从最新的Wi-Fi(802.11n)和Zig Bee(802.15.4)协议,到点对点连接、网状连接、蓝牙和近场通信的兴起。但是,目前这些还没有成为执行关键任务的工厂的底层适用解决方案。未来,无线技术将广泛应用于适用于无线应用或一些非关键监控应用(不需要实时控制)的远程终端设备(RTU)。
完全集成的工厂
PLC未来最引人注目的变化应该是企业资源计划(ERP)系统或其他高层系统与工厂级的集成。在过去,主要的集成任务是提取机器和处理数据,并上传到那些高层系统。将来,诸如钩子和函数之类的新技术将简化这种集成。
鉴于此,控制器厂商在设计PLC解决方案时,需要更多地考虑用户的需求。该方案不仅用于控制,还可以实现无缝操作,为需要的用户提供数据。这可能包括通过浏览器或移动应用程序或访问数据库的工具来访问数据。
增强的通信、提高的处理速度和更大的存储容量使PLC能够管理自己生成的数据。这是PLC的自然发展趋势。
虽然形式、用途、性能会有很大的变化,但在未来,PLC这个名词还会继续作为很多工业自动化控制器的名称。PLC的尺寸会不断减小,硬件的发展也会给PLC带来新的特性和功能。而软件和通信能力的提高将赋予PLC一个全新的定位——工业自动化平台。