2.4 PLC产品概况及发展趋势

美国是PLC生产大国，在美国注册的PLC厂商已超过百家。其中著名的厂家有罗克韦尔公司、通用电气（GE）公司、莫迪康（MODICON）公司、德州仪器（TI）公司、西屋电气公司等。其中罗克韦尔公司是美国最大的PLC制造商，其产品约占美国PLC市场份额的50%左右。

1973～1974年，德国和法国也都相继研制出自己的可编程控制器，德国西门子公司（SIEMENS）于1973年研制出欧洲第一台PLC，型号为SIMATICS4。德国的西门子（SIE⁃MENS）公司、AEG公司以及法国的施耐德（TE）公司、瑞士的SELECTRON公司等是欧洲著名的PLC制造商。西门子公司的产品以其优良的性能而久负盛名。其S7系列的主要产品有S7-200（小型机）、S7-300（中型机）、S7-400（大型机）等。

1971年，日本从美国引进了这项新技术，由日历公司研制出日本第一台可编程控制器DSC-8。日本的PLC生产厂家有40余家。其中以小型机最具代表性，如欧姆龙、三菱、松下、富士、日立、东芝等。在世界小型PLC市场中，日本的产品约占有70%的份额。在中国，欧姆龙（OMRON）的产品销量居于首位。

我国在1974年开始引进PLC，1977年应用于工业，但仅仅是初步认识与消化阶段。我国PLC的发展过程大致可分为4个阶段：20世纪70年代初步认识，80年代引进试用，90年代后推广应用。2000年以后PLC生产有一定的发展，小型PLC已批量生产，中型PLC已有产品出现，大型PLC已开始研制。国内产品在价格上占有明显的优势，而在质量上还稍欠缺或不足。主要生产单位有北京和利时系统工程股份有限公司、深圳德维森公司、天津市自动化仪表厂等。目前，国产PLC形成产品化的生产企业约30多家，国内产品市场占有率不超过10%。在90%的国内PLC市场由国外PLC产品占领的今天，国产PLC能够脱颖而出，并具有和国外同类产品进行竞争的能力，相信在不久的将来，国产PLC将占市场更大份额。

目前PLC已经广泛应用到石油、化工、机械、钢铁、交通、电力、采矿、环保等各个领域中，还包括从单机自动化到工厂自动化，从机器人、柔性制造系统到工业控制网络等等。从功能上看，PLC的应用范围大致包括以下几个方面。

（1）开关量的逻辑控制

开关量逻辑控制是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代了传统的继电器电路实现逻辑控制。既可以用于单机控制，也可以用于多机控制及自动化生产线检测。如机床、装配生产线、电镀流水线、运输与检测等方面。

（2）运动控制

通过利用PLC的单轴或多轴等位置控制模块、高速计数模块等来控制步进电机或伺服电机，使运动部件以适当的速度来实现平滑的直线运动或圆弧运动。可以用于精密的金属切削机床、装配机械、成型机械、机器人等设备的控制。

（3）模拟量处理和PID控制

利用A-D、D-A转换模块和智能PID模块，实现对生产过程中的温度、压力、液位、流量等连续变化的模拟量进行闭环调节控制。

（4）数据处理

PLC具有数据处理能力，可以完成算术运算、逻辑运算、数据比较、数据传送、数制转换、数据移位、数据显示和打印、数据通信等功能，还可以完成数据采集、分析和处理任务。数据处理一般应用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统等。

（5）通信联网

PLC具有通信功能，既可以对远程I/O进行控制，又能实现PLC与PLC、PLC与计算机之间的通信。PLC与其他智能设备一起可以构成“集中管理，分散控制”的分布式控制系统，以满足计算机集成制造系统及智能化工厂发展的需要。

PLC自问世以来经过近40年的发展，已经成为很多国家的重要产业。另外在国际市场中，PLC已经成为最受欢迎的工业控制产品。随着科学技术的发展以及市场需求量的增加，PLC的结构和功能也在不断地改进。生产厂家不停地将功能更强的PLC推入市场，平均3到5年就更新一次。PLC的发展趋势主要有以下几个方面。

①向高速度、大容量方向发展

为了提高PLC的处理能力，则要求PLC具有更好的响应速度和更大的存储容量。目前，有的PLC的扫描速度可以达到0.1ms/千步左右。在存储容量方面，有的PLC最多可以达到几十兆字节。

②向超大型和超小型方向发展

当今中小型PLC比较多，为了适应市场的需求，PLC今后会向着多方向发展，特别是超大型机和超小型机两个方向。现在已经有I/O点数达到14336点的超大型PLC，它使用32位微处理器，多CPU并行工作。小型机由整体式结构向小型模块化结构发展，使之配置更加灵活。为了适应市场的需求，现在已经开发出了超小型PLC，其最小配置的I/O点数为8～16点，以适应单机及小型自动控制的需求。

③大力开发智能模块，加强联网通信能力

为了满足各种控制系统的要求，近年来不断开发出许多功能模块，如高速计数模块、温度控制模块、远程I/O模块、通信和人机接口模块等。这些智能模块既扩展了PLC的功能，又扩大了PLC的使用范围。加强PLC的联网通信能力是PLC技术进步的潮流。PLC的联网通信分为两类：一类是PLC之间的联网通信，另一类是PLC与计算机之间的联网通信。

④加强故障检测与处理能力

在PLC的控制系统故障中，由于CPU、I/O接口导致的故障约占20%，它可以通过PLC本身的软硬件来检测和处理。由输入输出设备和线路等外部设备导致的故障约占80%，所以PLC的厂家都致力于研制用于检测外部故障的专用智能模块，进一步提高系统的可靠性。

⑤编程语言的多样化

在PLC系统结构不断发展的同时，PLC的编程语言也越来越丰富，功能也不断提高。除了常用的梯形图、语句表语言之外，又出现了面向顺序控制的步进编程语言、面向过程控制的流程图语言、与计算机兼容的高级语言（C语言、BASIC语言）等。多种编程语言的并存、互补与发展是PLC进步的一种趋势。