4 plc的發(fā)展趨勢

　　隨著微處理器技術、超大規(guī)模集成電路技術和數(shù)字通訊技術的進步和發(fā)展，可編程序控制器也得到了迅速發(fā)展，其功能已遠遠超出了其定義所指的范圍，其概念也日趨模糊，現(xiàn)代可編程控制器的發(fā)展趨勢主要有以下幾個方面：

　　（1） 用高性能器件，盡量縮小與工業(yè)控制計算機之間的差距。例如，德國festo公司的ipc（industrial pc）由一系列符合工業(yè)標準的模塊組成，它與微機兼容且具有plc的功能。

　?。?） 豐富i/o模塊，使plc在實時性、精度、分辨率、人機對話等性能方面進一步得到改善和提高。

　?。?）進一步強化網(wǎng)絡功能，以實現(xiàn)信息管理自動化。例如ipc型控制器具備多種現(xiàn)場總線接口。如festo總線、profibus、as-i、can等，以及各種網(wǎng)絡連接模塊，如novell等，從而使plc與plc、plc與pc、plc與現(xiàn)場設備之間建立通訊聯(lián)網(wǎng)。

　　（4）多種編程語言并存，互補不足。ipc型控制器除了采用梯形圖、指令表編程以外，還可以用iec1131規(guī)定的用于順序控制的標準化語言以及c、basic等計算機語言進行編程。

　?。?） 硬件結(jié)構(gòu)集成化、冗余化。隨著專用集成電路（asic，application specific integrated circuits）和表面安裝技術（smt，surface-mout technology）在plc硬件設計上的運用，使得plc產(chǎn)品硬件元件數(shù)量更少，集成度更高，體積更小，其可靠性更高。同時，為了進一步提高系統(tǒng)的可靠性，plc產(chǎn)品還采用了硬件冗余和容錯技術。用戶可以選擇cpu單元、通信單元、電源單元或i/o單元甚至整個系統(tǒng)的冗余配置，使得整個plc系統(tǒng)的可靠性得以進一步加強。

5 可編程控制器現(xiàn)場集成技術研究的意義

　　現(xiàn)行的可編程控制器均是由專門的生產(chǎn)廠商設計生產(chǎn)的，用戶選用他們提供的專用控制器時，可能只用到它的部分功能，會造成一定的資源浪費，而且專用控制器價格高，不經(jīng)濟。而使用現(xiàn)代可編程邏輯器件來實現(xiàn)具有如下優(yōu)點：

　?。?） 用戶可以根據(jù)需要設計控制器的功能，不會造成太大的資源浪費;而且不用帶自身專用的編譯器，從而大大降低了系統(tǒng)的價格。

　?。?）用戶邏輯和接口部分可以做在同一個器件內(nèi)，因而讓接口和用戶邏輯更緊密地結(jié)合;用fpga/cpld芯片組成的系統(tǒng)，很自然地避開cpu的程序跑飛、死循環(huán)、復位不可靠等缺點，無需采用過多措施就能使系統(tǒng)具有很高的可靠性。

        （3）fpga作為控制器的核心，其靈活的現(xiàn)場可更改性、可再配置能力，對系統(tǒng)的各種改進非常方便，在不更改硬件電路的基礎上可以進一步提高系統(tǒng)的性能，也就是完成硬件的在系統(tǒng)升級;在線編程是fpga/cpld突出的特點，它無需改變芯片外部i/o口的連接線，可直接在用戶自己設計的目標系統(tǒng)中或線路板上對fpga/cpld器件編程，這就打破了使用一般數(shù)字器件和plc先設計后裝配的慣例，而可以先裝配后編程，用在實際系統(tǒng)后還可以反復編程，從而開創(chuàng)了數(shù)字電子系統(tǒng)設計技術的新一頁。此外，還可以通過紅外線編程、超聲波編程或通過電話線、internet進行在線編程。這些功能在遠控或軍事領域上有特殊的用途。

　?。?）fpga的性能價格比很高，用它實現(xiàn)的控制器的價格，幾乎只是和它具有相同輸入/輸出端子市售可編程控制器價格的十分之一;而且其邏輯實現(xiàn)是并行工作的，其速度遠遠大于plc，這在實時系統(tǒng)中是非常有優(yōu)勢的。

　　（5）它拋棄了傳統(tǒng)plc“程序”的概念，以“硬件線路”來實現(xiàn)控制功能，在硬件線路運行時所有的信號是并行運行的，而且信號的路徑是可知的，信號傳輸?shù)臅r間是可預測的，所以可用于精確控制的需要，如位置控制、速度控制、信號處理、圖象處理、高速機械等。

　　從以上優(yōu)點我們可以看出，基于fpga/cpld的hardplc能更經(jīng)濟、更穩(wěn)定、更方便地適應用戶的需求，而且其實時性、靈活性遠遠優(yōu)于傳統(tǒng)的可編程控制器（plc）。因此，可編程控制器的現(xiàn)場集成技術應用非常廣闊，具有很強的工程實用價值。