1.4 PLC的应用现状及发展趋势

从世界上第一台PLC诞生至今的40多年时间里，PLC技术得到了迅猛的发展。PLC的应用领域从最初单一的逻辑控制，发展到包括模拟量控制、数字控制及机器人控制等在内的各种工业控制场合，成为工业控制领域中占主导地位的基础自动化设备。

PLC诞生后，日本、德国、法国等国家相继开发了各自的PLC，并受到工业界的广泛欢迎。据有关资料报道，全世界目前约有180多家PLC生产厂家，1988年全世界PLC总销售额达370亿美元（其中中小型机约占40%），年产量约150万台。据美国商业调查机关PREDICASC公司统计，美国市场上，1972年的销售额为2000万美元，1982年增长到6.2亿美元，10年间增长30多倍。按日本NECA调查，1985年日本PLC总销售量为1981年的22倍，销售额达827亿日元。目前在世界先进工业国家PLC已成为当今工业控制的标准设备，它的应用几乎覆盖了所有工业企业。

在PLC应用方面，我国是很活跃的，应用的行业也很广。如上海宝钢第一、二期工程中共使用了近900台PLC，又如武汉钢铁厂、首都钢铁厂、秦山核电站、上海别克汽车生产线、北京吉普车生产线等都大量采用PLC进行自动化控制，取得了显著的经济效益。2000年PLC的国内市场销量为15万～20万套（其中进口约占90%），价值25亿～35亿元，年增长率约为12%。而到2005年，全国PLC需求量已达到约25万套，价值35亿～45亿元。下面介绍PLC未来的发展方向。

1．向微型化、网络化、开放性方向发展

微型化、网络化、开放性是PLC未来发展的主要方向。随着微电子技术的发展，新型器件的性能与功能的提高，PLC的结构将更紧凑、更小巧，其功能更强大，安装和操作使用更方便。随着软PLC控制组态软件的进一步完善和发展，软PLC组态软件和PC-based控制系统的逐步增长，金字塔结构的多级网络工业控制技术的成熟，要求计算机与PLC之间，以及PLC之间增强联网和通信能力，越来越多的PLC将具有以太网（Ethernet）接口，因此，PLC在网络化、开放性方面将得到长足的发展。

2．向系列化、标准化、模块化方向发展

每个生产PLC的公司几乎都有自己的系列化产品，同一系列的产品指令及使用向上兼容，以满足新机型的推广和使用。为了推动技术标准化的进程，一些国际性组织，如国际电工委员会（IEC），不断为PLC的发展制定一些新的标准，如编程语言的标准化、网络通信功能标准化等。PLC的编程语言主要有梯形图、功能块图和语句表语言等，但随着复杂的大规模的控制系统增加，这些语言难以满足控制要求，面向顺序控制的功能指令和面向过程控制系统的流程图语言，与计算机兼容的高级语言（如BASIC、C语言及汇编语言），还有专用的高级语言等相继出现。由于各个生产厂家的PLC表达方式各不相同，不同品牌的PLC互不兼容，因此编程语言的标准化方面还有待进一步完善，以使其具有良好的兼容性。由于目前各PLC生产公司的总线、扩展接口及通信功能均是各自独立制定的，其通信协议往往是专用的，还没有一个适合所有公司产品的统一标准。在通信接口上，虽然大多数产品采用了标准化接口，但在通信功能上却是非标准化的。近年来，许多PLC生产厂家都在努力使自己的产品与制造自动化协议（MAP）兼容，这将使不同机型的PLC之间、PLC与计算机之间能方便地进行通信与联网，实现资源共享。因此，需要制定统一的规范化的总线和标准化的PLC扩展接口。模块式结构使系统的构成更加灵活、方便，有助于主机通过通信设备向模块发布命令和测试状态，提升PLC的功能，简化控制系统设计。一般的PLC可分为主模块、扩展模块、I/O模块和各种高性能模块等，每种模块的体积都较小，相互连接方便，使用更简单，通用性更强。功能向模块化方向发展，专用化的复杂功能由专门模块来完成，如一些厂家开发专用智能PID控制群、智能模拟量I/O模块、智能位置控制模块、语音处理模块、专用数控模块、智能通信与计算模块等。这些模块本身带有CPU，能独立工作，无论在速度、精度、适应性、可靠性等各方面都对PLC作了极好的补充，有助于克服PLC扫描算法的局限，完成许多PLC本身无法完成的功能。总之，系列化、标准化、模块化是PLC今后发展的必然趋势。

3．向高速度、大容量、高性能方面发展

大型PLC采用多微处理器系统，如有的采用了32位微处理器，可同时进行多任务操作，处理速度提高，存储容量大大增加。PLC的功能进一步加强，以适应各种控制需要，使计算、处理功能进一步完善，特别是增强了过程控制和数据处理的功能。另外，PLC可以代替计算机进行管理、监控。智能I/O组件也将进一步发展，用来完成各种专门的任务（如位置控制、PID调节、远程通信等）。因此，高速度、大容量、高性能是PLC未来发展的重要方面。

4. 向自诊断、容错性、高可靠性方面发展

根据分析，在可编程控制器的故障中，CPU板占5%，I/O接口单元占15%，传感器占45%，执行器占30%，接线占5%。除了前两项共20%的故障可由CPU本身的硬、软件检测以外，其他的80%都不能通过自诊断查出。因此，各厂家都在开发专门用于检测外部故障的专用智能模块。国外一些主要的PLC生产厂家在其生产的PLC中增加了容错功能，如自动切换I/O双机表决（当输出状态与PLC的逻辑状态相比较出错时，会自动断开该输出）和I/O三重表决（对I/O的状态进行软硬件表决，取两个相同的），以大幅度提高PLC控制系统的可靠性。