西門子PLC模塊6ES7521-1BH00-0AB0南通西門子一級總代理

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目前，PLC的主流廠商有A-B、Siemens和Modicon等。工控機的主流廠商有上海康泰克、北京康拓和研華、艾訊等。

PLC和工控機在其技術發展的歷程中，為了適合工業現場應用的需要和用戶二次開發的需要，都積極地發展高可靠性、網絡化用戶開發軟件方面的技術性能。以下將***介紹PLC和工控機在硬件、軟件和網絡方面技術應用現狀和發展趨勢。

二、PLC和工控機的硬件技術現狀和發展

PLC和工控機終用戶為冶金、采礦、水泥、石油、化工、電力、機械制造、 、裝卸、造紙、紡織、環保等行業，其主要的用途為：

1、順序控制

順序控制是應用領域，它包括單機控制、多機 制、自動生產線控制，如注塑機、印刷機械、訂書機械、切紙機械、組合機床、磨床、裝配機械、包裝生產、電鍍流水線和電梯控制等。

2、運動控制

應用在電力拖動系統或伺服電機的單軸或多軸位置控制。

3、過程控制

采用模擬量模塊能控制物理參數，例如溫度、壓力、速度和流量等，并提供PID等閉環控制的功能。

4、數據處理

可以支持數控機床的控制和管理、多軸控制等。

由于自動化系統的要求日益提高，傳統的提供I/O點服務的PLC和工控機已經無法滿足復雜的工藝要求。因此，PLC和工控機在硬件系統上有了根本的變化。

PLC系統在模塊上的技術發展有：

1、處理器模塊

配備大容量內存，為滿足實時控制的要求而優化設計，除了一般的I/O掃描和控制、遠程數據交換外，支持大型的集成控制、通訊、并行運算、處理器獨立后臺程序和處理器輸入中斷等功能。如A-B公司的ControlLogix處理器模塊在它的內核中設計有通信功能，借助于它的無源數據總線，系統的瓶頸得以消除。這種靈活的結構允許多個處理器、網絡以及I/O在一個機架中搭配使用而沒有限制。

2、信息協處理器模塊

讀取主處理器的數據表和狀態文件，或通過語言程序將數據寫入主處理器，程序可以在實時多任務環境下以及獨立于PLC處理器的方法，單獨在協處理器中運行。

3、語言協處理器

通過C和Basic的接口來進行復雜的計算和算法實現。

4、網絡適配模塊

在現場總線與處理器之間提供通訊接口，以便PLC處理器和I/O模塊進行遠程的數據交換。

5、具有特殊功能的I/O模塊

如A-B公司在其產品中提供了智能變送器模塊、溫度控制模塊、稱重模塊、開環速度控制模塊、塑料制造模塊、力矩控制模塊、編碼模塊、可組態流量計模塊、電流同步模塊等。這些模塊的設計考慮了特殊行業的需要，使得復雜的控制功能以模塊化的方式得以解決，提高了可靠性水平。

同樣，工控機也從I/O板卡的基礎上飛速向前發展，大規模集成電路和計算機本身的革命性發展給工控機提供了舞臺。工控機系列產品除了全系列的I/O板卡外，還發展了一體化工作站、帶電子盤的工控機、遠程RTU、適用于儀表行業的微型工控機、適用于視頻和多媒體行業的工控機、適用于通訊行業的帶監控液晶屏的工控機、與PLC合一的特殊工控機以及防爆型工控機。

工業現場的應用環境要求PLC和工控機具有很高的可靠性，而可靠性是靠電磁兼容特性（EMC）和容錯技術來保證的。PLC和工控機要經過嚴格的電磁兼容檢測，如輻射敏感度檢測、諧波/電壓波動/電壓驟降檢測、靜電/快速脈沖/雷擊檢測、電磁 檢測等。EMC保證了設備在本質上的抗 特性。但是，要保證控制設備不出故障是不可能的。因此，采用容錯設計的系統對要求不能停機、不能失控的高可靠系統是十分重要的。目前重要的容錯設計技術有Watchdog和雙機熱備（包括主機、模塊和通訊介質的熱備）。熱備系統的工作對用戶來說是透明的：即當故障發生時，所有對故障點的切除和數據的備份都是在短的控制周期內自動完成的。此項技術的完成包括了設備硬件和軟件二個方面。圖2給出了PLC雙機冗余系統的結構。