許多工業控制器供應商仍然在銷售PAC和PLC(可編程plc控制器)的異同,但未來的自動化工程師在考慮他們的系統時可能不會在乎名稱是什么,他們只會關注性能和實際功能。就像這兩種設備的定義和特點在不斷發展一樣,PLC和PAC也會一起發展。
基于這種演變,低端和高端市場將有大量的機會。隨著硬件技術的進步,高級功能將進入低端處理器。這反過來將推動供應商將更多的功能和選擇集成到高端產品中。
高速處理器和更大的存儲空間將促進高級功能的應用,如運動控制、視覺系統的集成和各種通信協議的協調支持。當然,PLC仍然會保持其簡單的特性來吸引更多的用戶。
在PAC和PLC的集成過程中,我們可以看到這兩個產品的不斷改進和進步。PAC可以讓用戶在傳統的工業自動化領域進行擴展,并鼓勵供應商開發新產品來滿足客戶的需求。
這些要求對產品設計師提出了挑戰:他們被迫尋找新的方向,例如支持現有的組件,建立新的系統以滿足惡劣的工業環境。未來的挑戰將包括提供連接性、存儲可擴展性和控制器處理能力,以應對日益復雜的應用,同時保持甚至降低最終產品的成本。
50年前,硬連線繼電器邏輯被梯形圖語言取代,這給熟悉繼電器邏輯的技術人員和工程師帶來了方便,但也有其局限性,尤其是在過程控制和數據處理應用中。
IEC61131-3為工業控制器提供了另一種編程語言,但梯形圖語言仍有其自身的優勢,并始終顯示出其獨特的魅力。雖然有連續的功能圖用于過程控制,但是結構化的文本也有利于數據處理,其他IEC語言也各有優勢。但梯形語言仍將是PLC編程語言的領頭羊。
供應商及其客戶購買內置梯形圖語言邏輯編程的PLC,用這種PLC控制大量基礎設備。還有一大批工程師、技術員、電氣工程師、維修工人更喜歡梯形語言這種簡單的編程技術。無論硬件如何發展,這種語言仍將長期作為PLC的工業標準。
雖然梯形邏輯語言可以作為簡單機器控制的基石,但功能塊編程技術可以減少代碼的數量,尤其是當需要將PLC代碼集成到統一的編程環境中時。
基于的統一編程環境
將PLC、運動控制和HMI編程結合到一個統一的環境中是未來幾年的趨勢。將PLC和HMI集成在同一個機架上可能是下一個趨勢,無論監視器是包含在組件中還是作為外部選項。無論是同一個處理器還是HMI模塊集成到PLCI/O機架中,目前的技術都可以支持這兩種方式的配置。
對于大多數用戶來說,擁有一個獨特的編程環境是理想的,只要它不太復雜。結合這些模塊的好處包括減少學習周期和研發時間。但是,如果這個編程環境設計不當,就會變得繁瑣,難以操作。
擁有統一編程環境的一個重要步驟是確保設備可以共享相同的標記名數據庫。名字是程序和進程之間的重要聯系。建立數據庫是一項耗時的工程,減少這些重復性的工作會縮短整體研發時間,降低出錯概率。
迎接無線時代。
在過去的幾十年里,特別是在20世紀90年代初,在工業應用領域出現了大量不同的通信網絡和協議。隨著時間的推移,這些不同的選擇逐漸留給了少數領導者。像消費電子PC及其外圍設備一樣,這種趨勢將繼續下去,未來將專注于可以自我配置的即插即用解決方案。
實際上,沒有必要關注這些通信技術是否能夠達到實時性能,因為以太網和許多其他工業控制網絡的原始速度遠遠快于大多數應用的需求。
至于本地存儲設備和其他設備的通用接口,USB是有的,但是有它的局限性。USB是即插即用的,但將硬件和軟件與USB集成需要設備供應商的額外投資。正因為如此,條碼閱讀器、電子秤等工業硬件供應商的緩慢變化,短期內仍會采用RS232接口。
目前高端PLC的通信接口可以適應各種協議。預計未來隨著用戶需求的標準化,這種情況有望改變,可能只有以太網和無線,或者一個可能的選項,工業藍牙。
這是一個無線時代,但在我們看到商業和工業無線通信協議的大融合之前,工業應用確實需要在更大范圍內健壯并確保數據完整性的無線技術。
在這個領域,我們也看到了進步:從最新的Wi-Fi(802.11n)和Zig Bee(802.15.4)協議,到點對點連接、網狀連接、藍牙和近場通信的興起。但是,目前這些還沒有成為執行關鍵任務的工廠的底層適用解決方案。未來,無線技術將廣泛應用于適用于無線應用或一些非關鍵監控應用(不需要實時控制)的遠程終端設備(RTU)。
完全集成的工廠
PLC未來最引人注目的變化應該是企業資源計劃(ERP)系統或其他高層系統與工廠級的集成。在過去,主要的集成任務是提取機器和處理數據,并上傳到那些高層系統。將來,諸如鉤子和函數之類的新技術將簡化這種集成。
鑒于此,控制器廠商在設計PLC解決方案時,需要更多地考慮用戶的需求。該方案不僅用于控制,還可以實現無縫操作,為需要的用戶提供數據。這可能包括通過瀏覽器或移動應用程序或訪問數據庫的工具來訪問數據。
增強的通信、提高的處理速度和更大的存儲容量使PLC能夠管理自己生成的數據。這是PLC的自然發展趨勢。
雖然形式、用途、性能會有很大的變化,但在未來,PLC這個名詞還會繼續作為很多工業自動化控制器的名稱。PLC的尺寸會不斷減小,硬件的發展也會給PLC帶來新的特性和功能。而軟件和通信能力的提高將賦予PLC一個全新的定位——工業自動化平臺。