大型plc对比分析(含运动控制).pdf

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1、对比分析 Comparative Analysi 2007.01 工控通讯大型PLC的发展从20世纪80年代中期开始，PLC的发展进入了开放阶段。由于国际标准化组织提出了开放系统互连的参考模型OSI，使PLC在开放功能上有较大发展。主要表现为通信系统的开放，使各制造厂商的产品可以通信，通信协议开始标准化，使用户受益。产品的扩展也因为通信功能的改善而变得方便。此外，PLC开始采用标准化软件系统，增加高级语言编程，并完成了编程语言的标准化工作。这一阶段的产品有西门子公司的S7系列，AB公司的PLC-5等。中国工控网（）在 短 短 的 2 0 多 年 中，大 型PLC技术得到了飞速发展，并在各行各业

2、得到了广泛应用。目前的大型PLC和最初的小型PLC相比，在运算速度、模块功能、规模、通讯等多方面都有了飞跃式的发展。这主要是因为计算机、通信、网络、半导体集成、控制等高新技术的发展，为PLC的发展创造了条件，同时，PLC的发展反过来也影响着这些高新技术的发展，以便适应PLC发展的需要。总体上来说，PLC向大型化方向的发展主要受使用需求和技术发展的推动，表现为：（1）与DCS、PCBased控制器相互渗透，技术交融。为了在工业过程控制领域中有较大的应用市场，各PLC产品供应商纷纷融纳新技术，取长补短，从而使产品的适用范围扩大，应用的规模也从几十点扩展到上万点，功能的扩展也从单一的逻辑运算扩展到几

3、乎能满足所有用户的需求。此外，开放的策略使优化、计划、调度等功能也能够在可编程序控制器内实现，不同产品通信标准化的实施也使产品范围趋向多元化。（2）向计算机集成制造系统CIMS、计算机集成生产系统CIPS发展，成为它们的一个分支。制造业的发展离不开PLC 的发展，CIMS和CIPS、机器人和柔性制造系统FMS等实施也离不开PLC 的发展。因此，对PLC提出了功能、速度、通信、管理等方面的要求，这为PLC 向大型化方向发展提供了用武之地。（3）运算、存储芯片的发展促进了PLC产品硬件性能的提高。P L C 产 品 的 处 理 器 已 从 早 期 的 1 位，向8 位、16 位，直至32位、64

4、位发展，运算速度也大大提高。晶振频率从几兆赫，向千兆赫发展，并从单CPU 的处理向多CPU 的并行处理发展。模块化的结构使得产品的适应性得到改善。存储器的容量也成倍增加，从几千字节发展到几万字节，直到几兆字节、几十兆字节等。总之，硬件性能的提高，为PLC向大型化方向发展提供了技术保障。大型PLC对比分析Comparative Analysi 对比分析2007.01 工控通讯大型PLC 技术分析随着PLC技术的发展，PLC的表现形式和功能都已经得到了很大的发展，从过去比较单一的独立单元结构发展到了现在的模块化、网络化、分布式控制。大型PLC又称为高档PLC，I/O点数在1024点以上，其中I/O

5、点数大于8192点的又称为超大型PLC，用户程序存储器容量在几十kB以上。超大型机控制点数可达上万点，甚至几十万点。如GE Fanuc公司的9070机，其点数可达24000点，另外，还可以有8000路的模拟量；Siemens的S74174型PLC的控制点数可达128K数字量输入、128K数字量输出以及8K模拟量输入输出。由于大型PLC具有比中小型PLC更强大的功能，因此一般用于大规模过程控制、分布式控制系统和工厂自动化网络等场合。大型PLC除了具有基本运算能力，即逻辑运算、定时、计数、移位等功能，一般还具有整数及浮点运算、数制转换、PID 调节、中断控制及联网功能，可用于复杂的逻辑运算及闭环控

6、制场合。部分大型PLC还可以进行矩阵运算、函数运算，完成数据管理工作，具有较强的数据处理、模拟调节、特殊功能函数运算、监视、记录、打印、通信联网、中断控制、智能控制和远程控制等功能，可以和其他计算机构成分布式生产过程综合控制管理系统。大型PLC的软、硬件功能极强，具有自诊断功能，通讯联网功能。通过各种通讯联网模块，可以构成三级通讯网，实现工厂生产管理自动化。为了进一步提高PLC的可靠性，近年来大型PLC还采用双CPU构成冗余系统，或采用3CPU构成表决式系统，使机器的可靠性更高，如GE Fanuc 907 0 系 列 就 支 持 G M R 三 重 表 决 系统。这样，即使某个CPU出现故障，

7、整个系统仍能正常运行。大型PLC的结构均采用模块式架构，并且模块功能更加细分，因此模块的种类也相对多，这样便于系统配置，使PLC更能物尽其用，达到更高的使用效益。大型PLC的功能模块可分为CPU模块、输入模块、输出模块、电源模块等等，且模块的种类日趋丰富。比如，一些可编程序控制器，除了些基本的I/O模块外，还有一些特殊功能模块，像温度检测模块、位置检测模块、PID控制模块、通讯模块、运动控制模块等等，模块式结构的PLC特点是CPU、输入、输出均为独立的模块。模块尺寸统一、安装整齐、I/O点选型自由、安装调试、扩展、维修方便。1.大中型PLC的工作过程因为大型PLC主要应用于比较重要、控制规模比

8、较大的工业现场，如果仍然沿用PLC最初的工作方式，则很难严格完成控制任务。事实也确实如此，大中型PLC的工作方式和小型PLC相比已经有了很大的不同。PLC从诞生之日起，就采用周期扫描方式。中小型PLC的工作任务一般为单任务周期执行，而大型PLC的工作任务不再是单一的工作任务，一般会有一个连续工作任务。另外还有多个周期执行任务和中断任务，大型PLC配备的高端CPU保障了这些工作任务的可靠执行。大中型PLC的一个工作周期主要可以分为以下几个阶段：1)自监视扫描阶段为 了 保 证 工 作 的 可 靠 性，PLC内部具有自监视或自诊断功能。自监视功能是由监视定时器（WDT，watchdog timer

9、）完成的，WDT是一个硬件时钟，自监视过程主要是检查及复位WDT，如果在复位前扫描时间已经超过W D T 的 设 定 值，C P U 将 停 止 运行，复位I/O，给出报警信号，这种故障称为WDT故障。WDT故障可能由CPU硬件引起，也可能用户程序执行时间过长，使扫描时间超过WDT时间而引起的，用编程器可以消除故障。WDT的设定一般是150-200ms，一般系统的时间都小于50-60ms。在大型PLC中一般可以对WDT进行修改。2)与编程器交换信息阶段用户使用编程器（计算机中的编程软件）对PLC进行用户程序的上传、下载或者使用上位机中的SCADA系统对PLC进行监视控制时，PLC的CPU交出控

10、制权，处于被动状态，上述工作完成或达到信息交换的规定时间后，CPU重新得到总线权，恢复主动状态。在这一阶段中，用户可以通对比分析 Comparative Analysi 2007.01 工控通讯过编程器修改内存的程序，启停CPU，控制I/O。3)与数字处理器交换信息的阶段当配有专用数字处理器时，才会有这一阶段。4)与网络进行通讯的阶段目前的大中型PLC都使用现场总线协议进行大量数据的交换，比如，S7-400使用Profibus，Controllogix使用Controlnet，Quantum使用Modbus PLUS。在这一阶段中，PLC和网络设备完成数据的交换。5)用户程序扫描阶段PLC处于

11、运行状态时，扫描周期中就包含了用户程序的扫描阶段。该阶段中，根据用户程序中的指令，PLC从输入状态暂存区和其他软元件的暂存区中将有关状态读出，从第一条指令开始顺序执行，每一步的执行结果存入输出状态暂存区。6)I/O服务扫描阶段CPU在内存中设置两个暂存区，一个是输入暂存区（输入映象寄存器），一个是输出暂存区（输出映象寄存器），执行用户程序时，用到的输入值从输入暂存区中取得，结果放在输出暂存区。在输入服务（输入采样及刷新）中，CPU将实际的输入端的状态读入到输入暂存区；在输出服务（输出刷新与锁存）中，CPU将输出暂存区的值同时传送到输出状态锁存器。输入暂存区的数据取决于输入服务阶段各实际输入点的

12、状态。在用户程序执行阶段，输入暂存区的数据不再随输入端的变化而变化。在该阶段中，输出暂存区根据执行结果的不同而变化，但输出锁存器内容不变。不同品牌的PLC的工作过程略有不同，如果是冗余PLC系统，还需要完成数据同步、心跳检测、冗余切换等复杂的功能。2.CPU单元CPU是 P L C 的 控制 中 枢，相当 于 人 的 大脑。C P U 一般 由 控 制 电路、运算器和寄存器组成。这些电路通常都被封装在一个集成的芯片上。CPU通过地址总线、数据总线、控制总线与存储单元、输入输出接口电路连接。CPU的功能是在系统监控程序的控制下工作，通过扫描方式，将外部输入信号的状态写入输入映象寄存区域；PLC进

13、入运行状态后，从存储器逐条读取用户指令，按指令规定的任务进行数据的传送、逻辑运算、算术运算等，然后将结果送到输出映像寄存区域。为了达到要求的运算速度，大型PLC一般使用32位微处理器，多CPU并行工作，配有大容量存储器来装载程序和数据，并为CPU配备专用的工作内存。PLC常用的微处理器有通用型微处理器、单片机和位片式计算机等。通用型微处理器常见的如Intel公司的8086、80186、到Pentium系列芯片；单片机型的微处理器如Intel公司的MCS-96系列单片机；位片式微处理器如AMD 2900系列的微处理器。大型PLC的CPU多用高速位片式处理器和通用型微处理器，具有高速处理能力，并且

14、大型PLC的CPU大多为双芯片CPU或多芯片CPU系统。对于双芯片CPU系统，一般一个为字处理器，多采用32位处理器，用于进行浮点运算等模拟量处理工作；另一个为位处理器，采用由各厂家设计制造的专用芯片，用于进行逻辑运算等数字量处理工作。3.大型PLC的应用场合大型PLC已经不仅仅用于顺序控制，它的应用已经涉及到顺序控制、过程控制、运动控制、信息控制、远程监控等领域。1)顺序控制顺 序 控 制 是 P L C 最 初 设 计面向的应用领域，也是PLC的强项。在顺序控制领域中，至今还没有其他的控制器可以替代PLC，梯形图编程常用于进行顺序控制的Comparative Analysi 对比分析200

15、7.01 工控通讯程序设计。顺序控制主要包括：随机控制，根据随机出现的条件实施控制；动作控制，根据动作完成的情况实施控制；时间控制，根据时间推进的进度实施控制；计数控制，根据累计计数的情况实施控制；混合控制，根据以上几种控制组合完成控制等。2)过程控制PLC用于过程控制是随着PLC技术发展逐步扩展的应用领域，在典型流程行业尚非主流控制器，面临DCS的较大挑战。PLC常用于包含过程控制的混合控制领域。过程控制的类型很多，主要可以分为闭环控制、开环控制，闭环控制还分为比值控制、均匀控制、PID控制、高级控制，模糊控制、专家控制、最优控制、自适应控制、自学习控制等。由于大型PLC已经具有了较强的计算

16、能力，所以一般只要有合适的算法，这些控制都可以实现。PLC用于过程控制已经无法阻挡，因为用PLC实现过程控制，其价格比用DCS等控制器要低，而且在进行模拟量控制的同时，还可以很方便的进行其他控制，再加上各种过程控制模块的开发应用，用PLC进行过程控制已经比较容易，编程也更简单。部分PLC厂商推出的过程控制专用CPU，其浮点运算能力有了显著提高，并且配备了专用于过程控制的功能模块。Rockwell、Mitsubishi等厂商均有相应的CPU和调节模块可以选择。3)运动控制在2006年第一期工控通讯小型PLC对比分析中，就可以看到小型PLC运动控制功能的增强，对大型PLC来说，不只是限于高速计数、

17、脉冲输出等基本功能，还具有专用的运动控制模块，具有独立的CPU，具有多轴插补功能。例如Siemens FM453是智能的3通道定位模板，用于宽范围的各种伺服和步进电机的定位任务，从简单的点对点定位到需要快速响应、高精确度和高速度的复杂模型的加工等，为高频率脉冲的机械和多轴机械的定位提供了理想的解决方案。Mitsubishi Q系列PLC支持最多3个运动控制CPU，控制轴数可达96轴。Rockwell ControlLogix SERCOS数字式运动控制模块大大增强了Controllogix的运动控制功能。ControlLogix 5550多功能控制器为满足运动控制的需要已经增加了3种新指令，同

18、时也增加了2种新的坐标类型。通过允许RSLinx软件用一个请求命令能够接收全部标识符数据列表的方式，网络数据吞吐量得到了极大的提高。另外，OI工具现在具备了图形化接口，允许对数据以趋势图表和柱状图的方式进行监控，大大增强了系统的浏览监视功能。市场上具备运动控制功能的大型PLC产品系列及相应的运动控制模块见表1。4)信息处理信息处理包括数据采集、存储、检索、变换、传输等。PLC用于信息处理或兼做信息处理，既是PLC应用的一个主要方面，又是信息化的基础。大型PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可

19、以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到其它智能装置，或打印制表。数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。5)远程监控无论是大型PLC还是小型PLC，网络功能都在不断增强。PLC向上可以连接各种管理网，向下可连接各种现场设备。为满足现代工厂自动化对PLC系统开放性和互联性的要求，大型PLC不仅具有现场总线、专有协议和自由协议串行通讯接口，还可通过网络接口模块与其它系统进行互连，接口模块包括自由协议串口、Profibus-DP、Ethernet、Devicenet、FF、CAN、

20、Modem、GPRS/GSM等。PLC与其他智能控制设备一起，可以组成“集中管理、分散控制”的分布式控制系统，实现远程监控。大型PLC市场份额相对中小型PLC，能够提供大型PLC的厂商较少，目前中国市场上主要大型PLC厂商为Siemens、Schneider、Rockwell、Omron、Mitsubishi、GE-Fanuc等国际大公 司。大 型 P L C 基 本 分 为 3 个 流表1品牌型号SiemensS7-400+FM453SchneiderQuantum+141MMSRockwellControllogix+M16SEOmronCS1+MC421MitsubishiQ173CPU

21、(N)/Q172CPU(N)；Q173HCPU(N)/Q172HCPU(N)GE FanucPACSystems DSM314对比分析 Comparative Analysi10 2007.01 工控通讯派，即美国、欧洲、日本。美国和欧洲以大中型PLC而闻名，在大、中型PLC领域占有绝对优势，而日本则以小型PLC著称，大型PLC的市场份额相对较小。国内厂商目前主要还是生产中小型PLC，尚未形成规模。常见的典型系统有Siemens公司的S7-400系列产品；Schneider公司Quantum 系列产品；Rockwell公司的PLC5、Controllogix系列产品；GE Fanuc公司的90

22、-70、RX7i系列产品等。在我国市场上应用较多的大型PLC生产厂商和产品系列见表2。2005年我国大型PLC市场总额为11.6亿元，占整个PLC市场的29.9%。市场增长动力仍然主要来自大型PLC，大型PLC增长率达15%。各行业中大型PLC的市场份额和增长比例见表3。大型PLC市场规模的行业分布 由于用户群的不同，大型PLC的行业分布与小型PLC有着非常大的差别。中国工控网（www.g o n g k o n ）2005年的PLC市场研究显示，冶金作为大型PLC最大的行业分支，占据了近三分之一的市场；在电力和汽车行业中的应 用 也 超 过 1个 亿。大 型PLC的增长拉动了整个PLC市场的

23、增长，在各行业的应用也呈明显增长，其中在汽车行业、化工行业的增长超过平均水平，达到25%以上。大型PLC在OEM中也有少量应用，但由于基数较小，规模增长并不明显。从2005年大型PLC在各行业的应用比例可以看出，大型PLC的应用行业渐趋集中于冶金、电力和汽车，这是由大型PLC的产品特点决定的。2005年中国大型PLC市场规模（金额）行业分布见表3。大型PLC对比分析大型PLC的产品供应商数量有限，各品牌在市场上均有表现。从性能指标、编程方法、系统架构等多方面来看，美国、欧洲、日本这3个流派的PLC产品定位和侧重点都有所不同。市场上主要品牌的大型PLC技术参数对比见表4和表5。大型PLC的发展趋

24、势1.过程控制功能增强所有PLC供应商都将会继续全神贯注于批量和混合型过程控制的研究开发。大型PLC将向高集成、高性能、高速度、大容量发展。因为微处理器技术、存储技术的发展十分迅猛，功能更强大，价格更便宜，研发的微处理器针对性更强，这为可编程序控制器的发展提供了良好的环境。大型可编程序控制器大多采用多CPU结构，不断地向高性能、高速度和大容量方表3行业 市场份额(亿元)行业规模增长 行业市场比例 2004 200520042005冶金 3.13 3.66 16.9%31.0%31.4%电力 1.35 1.57 16.3%13.4%13.5%汽车 1.16 1.51 30.2%11.4%13.0

25、%食品饮料 0.63 0.75 19.0%6.2%6.4%建筑材料 0.59 0.63 6.8%5.9%5.4%化工 0.44 0.55 25.0%4.4%4.7%电子制造 0.42 0.50 19.0%4.1%4.3%石化 0.39 0.46 17.9%3.8%3.9%市政工程 0.32 0.37 15.6%3.2%3.2%纺织 0.32 0.35 9.4%3.2%3.0%造纸 0.12 0.13 8.3%1.2%1.1%其他 1.23 1.17-4.9%12.2%10.0%合计 10.1 11.65 15.3%100.0%100.0%表2品牌型号SiemensS7-400Schneider

26、Quantum RockwellControlLogix、PLC5OmronC1000H、C2000H、CVM1、CV1000/CV2000、CS1、CS1DMitsubishiQGE FanucRX7i，9070Comparative Analysi 对比分析2007.01 11工控通讯向发展以适应过程控制领域的要求，以期在与DCS的竞争中占领更多份额。在模拟量控制方面，除了专门用于模拟量闭环控制的PID指令和智能PID模块，某些可编程序控制器还具有模糊控制、自适应、参数自整定功能，使调试时间减少，控制精度提高。例如S7-400被设计成生产和过程自动化的系统解决方案，通过丰富的软硬件集合，以

27、TIA概念为基础，构成过程控制系统解决方案。S7-400 PLC系列提供了多种模拟量输入模块，具有不同的输入/输出量程范围和很高的分辨率，能够连接各种不同类型的模拟量传感器和执行器。提供了智能PID控制模块，具有集成的在线自组态和整定功能，方便实现过程闭环控制。另外S7-400的许多组件现在都支持实时模式，CPU执行速度大幅度提高，如S7-417-4系列CPU的浮点数乘法速度为0.09s/条，大大增强了对模拟量数据的计算处理能力，可以实现高速测量技术和回路控制等领域的作业，同时增加了可以设置的过程诊断功能，可以据此分析过程问题，从而减少停机时间并进一步提高生产效率。S c h n e i d

28、e r 公 司 的 Q P C（Quantum Process Control）产品，在过程控制领域能够使得一 个 控 制 系 统 真 正 实 现 完 全 目标 化，利 用 一 套 网 络 化 分 布 式PLC系统来完成过程控制应用。QPC完全基于Quantum PLC和Momentum I/O操作平台，能够从单个Quantum PLC逐步延伸到分布式系统中去，并且也能够全部与Ethernet、Internet和TCP/IP技术完全集成在一起。R o c k w e l l 公 司 则 进 一 步 增强ControlLogix多功能控制器的过程控制性能，同时增加一套冗余解决方案和流量仪表模件。

29、其1756-CFM可组态流量仪表模件提供支持双通道0-120kHz范围内频率输入，可以接受大多数涡轮或者质量流量仪表的测量信号。在6.0版本的RSLogix 5000中，将同时提供功能模块图表（FBD）表4品牌SiemensSchneiderRockwell产品系列S7400QuantumControllogixCPU 型号CPU 417-4140 CPU 671 601756-L55程序执行方式自由周期1个、定时中断8个、延时中断4个、时间中断9个、过程中断8个、多CPU中断1个、启动程序3个主任务(FAST)循环/周期执行1个、快速任务(FAST)周期执行(2)1个、辅助任务4个、软件中断

30、任务32个1个连续运行、31个周期运行CPUCPU 处理器266mHz5555CPU冗余或热备H型支持热备，支持4CPU（用UR1 或UR2）支持热备支持热备布尔运算执行速度0.03 s0.05250.075sMOV：0.45s，1000条基本指令0.06msI/O扩展开关量I/O 点131072本地：63488，远程16000128,000模拟量I/O 点8192本地：3968，远程10004000扩展单元的数量21个，通过CP的DP主站的数量10个本地26个插槽本地17槽，最多99个站存储容量数据存储10M512k，添加PCMCIA 内存扩展卡时最高7168K750K，最高扩展到8M程序存

31、储10M128k，添加PCMCIA 内存扩展卡时最高8192K编程语言LAD、STL、FBD、S7-SCL、S7-GRAPH、S7-HiGraph、CFCST、IL、LD、FBD，SFC或者Grafcet语言专门用于编写主任务程序区段LD、IL、ST（结构化文本，类高级语言）、SFC、FB浮点运算指令支持，0.09 s支持，0.4000.500s支持PID指令支持支持支持字符串处理指令支持支持支持通讯本机集成集成MPI、Profibus通讯口1个Modbus 232/485、1个Modbus Plus、1个USB、1个Ethernet TCP/IP RS-232(DF1/DH-485协议)通讯

32、扩展MPI、ProfibusDP、ProfiNet，最高12Mbit/s以太网 TCP/IP、Modbus Plus、Profibus DP、SY/Max 以太网、SERCOS、AS-i接口EtherNet/IP、ControlNet、DeviceNet、DH+、Profibus DP、Modbus、SERCOS、FF、Hart双网冗余支持支持支持远程扩展通过ProfibusDP完成通过Modbus Plus完成通过EtherNet/IP、ControlNet、DeviceNet、DH+总线扩展安全口令保护口令保护口令保护、策略保护对比分析 Comparative Analysi12 2007

33、.01 工控通讯表5品牌OmronMitsubishiGE Fanuc和利时产品系列CS1DQ9070LKCPU 型号CS1D-CPU67HQ25HCPUIC697CGR935LK220程序执行方式288个周期任务、4个中断任务周期支持 Multi-Master操作，允许7级中断，支持64个事故中断和16 个时间中断1个连续运行任务，最多32个周期任务，所有任务支持事件触发CPUCPU 处理器80486DX4，96mHz533mHzCPU冗余或热备支持热备支 持 热 备，最 多 4 个CPU，切换时间40MS支持热备，支持ESD双重化和三重化GMR支持冗余布尔运算执行速度基本指令：0.02 s

34、 特殊指令：0.04 sLD指令:32ns MOV指令:102ns 0.4ms/K指令位指令：13nsI/O扩展开关量I/O 点5,120本 地：4 0 9 6，远 程：81921228832768模拟量I/O 点819216384扩展单元的数量7个基板，总扩展电缆长度：13.2M本地9槽，最多扩展8个机架本地16槽存储容量数据存储448K words程序内存：1008K；存储 卡 R A M：最 大 1 M；ROM：快闪卡2M4M；ATA 卡：8 3 2 M；标准 R A M：2 5 6 K；标 准ROM：1008K；多PLC系统共有CPU内存：8K1M64MB、512K调电保持区程序存储2

35、50K steps6M32MB编程语言LD，指令总数近400LD、IL、SFC（功能块、标签编程），指令数共363条LD、C、SFC、ILIL、LD、FBD、SFC、ST浮点运算支持支持支持支持PID指令支持支持支持支持字符串处理指令支持支持支持支持通讯本机集成1个并行接口、1个RS-232C1个RS232、1个USB3个串行通讯口：RJ-11、D15、光电隔离 RS-4852个串口、2个Ethernet网络接口通讯扩展Controller Link和以太网、SYSMAC LINK、FL-net、DeviceNet、SYSMAC SPU1 0/1 0 0 M 以 太 网、MELSECNET/1

36、0（H）、CCLink、I/OLink、Profibus、Modbus、DeviceNet、Asi等SNP、Genius、ModBus RTU、TCP/IP Ethernet、VMEEthernet、Profibus、DeviceNet双网冗余支持双Controller Link和以太网支持支持Profibus-DP总线冗余远程扩展Controller Link方式支持，最大I/O槽数：64通过Genius总线和 I/O Scanner完成Profibus总线扩展安全口令保护口令保护4级密码和 OEM口令限制访问 CPU的权限口令保护和过程控制指令表两种编程方式。其ControlLogix平台

37、也同时集成了RSView可视化HMI软件部件。在ControlLogix中，ActiveX面板显示控件与过程控制指令表同时工作，并在RSView的基础上为过程控制应用提供完美的画面显示。另外，其RS系列批量控制应用也提供了集成化批量处理能力。2.编程语言和工具趋向标准化依据IEC611583编程标准编程已经成为多数工程师的编程习惯，主流厂商支持的编程语言已经完全满足IEC标准。编程语言、工具趋于标准是PLC在编程方面的一个重要发展方向。现在，所有类型的编程产品正在努力获得并使用一些全部或部分与IEC 61131-3标准兼容的程序设计语言，包括梯形图逻辑图表、功能模块图表、顺序功能图表、结构化文

38、本和指令表等程序设计语言。编程软件也正在往统一性方向 发 展，例 如 S i e m e n s 公 司 的SIMATIC STEP 7是一套全开放专业版软件，并已经成为该公司通用开发环境软件工具，直接用于组态、管理和维护工厂范围内的自动化控制系统。Rockwell公司对其所有产品均采用Logix系列软件来编程，包括机器人控制器、软逻辑控制器。传统PLC系统全部采用RSLogix 5000软件进行编程工作。另外推出了SoftLogix 5800软件，该软件提供了一种新的软控制器，在一个相同的控制系统中，能够同时完成顺序和运动控制功能。与其他Logix产品一样，该软件仍然使用了Logix运行引擎

39、、RSLogix 5000编程软件和NetLinx开放式网络。Comparative Analysi 对比分析2007.01 13工控通讯3.容错技术在工业过程控制领域，对具有更高可靠性的系统产品的需求都在逐年增加，其中绝大多数是受经济利益的驱动所产生的。工厂停机损失所带来的代价是极其昂贵的，而且所造成的生产成本也会随之增加。尤其在欧洲，一系列规章制度正在逐步得到完善和加强。现在公布的IEC 61508标准为过程控制系统的安全性提供了设计依据，PLC在安全停机系统领域的应用已经有了很长一段时间。一般采用热备或并行工作、多数表决的工作方式。Siemens公司已经开始积极主动介入这一应领域，并及时

40、推出了SIMATIC S7-400F产品。该产品属于其高端S7-400 PLC的一个具有自动保安装置的版本，主要目的是为安全停机系统应用而设计的。它遵守SIL3至IEC61508，AK6至DIN V19250和Cat4到EN 954-1的安全要求。如果有临界应用情形发生，控制器能够进入到用户定义的安全状态，以便按照预定的顺序执行停机程序，随后就可以向工业用户提供诊断数据信息报告。系统程序由SIMATIC STEP 7通用开发环境来完成，该开发环境为工业用户提供了程序模块库和安全功能模块。另外其提供41xH系列冗余CPU架构以及为普通CPU提供的软冗余解决方案都在进一步提高整个系统的可靠性。GE

41、 Fanuc公司已经推出的Max-ON的热备份冗余软件，用于9030系列即可实现热备，高端9070可以实现GMR三重表决要求，进一步完成诸如变量同步、冗余I/O总线控制、程序等价测试、主从CPU的挑选以及高级诊断等一系列任务。4.模块化、智能化可编程序控制器采用模块化的结构，方便了使用和维护。智能I/O模块主要有模拟量I/O、高速计数输人、中断输入、机械运动控制、热电偶输入、热电阻输入、条形码阅读器、多路BCD码输人/输出、模糊控制器、PID回路控制、通信等模块。智能I/O模块本身就是一个小的微型计算机系统，有很强的信息处理能力和控制功能，有的模块甚至可以自成系统，单独工作。它们可以完成可编程

42、序控制器的主CPU难以兼顾的功能，简化了某些控制领域的系统设计和编程，提高了可编程序控制器的适应性和可靠性。随着行业需求的不断提高，实现标准功能的特殊模块会越来越多。5.通信网络化PLC网络化技术的发展有两个趋势。一方面，PLC网络系统已经不再是自成体系的封闭系统，而是迅速向开放式系统发展。各大品牌PLC除了形成自己各具特色的PLC网络系统，完成设备控制任务之外，还可以与上位计算机管理系统联网，实现信息交流，成为整个信息管理系统的一部分。另一方面，现场总线技术得到广泛的采用，PLC与其他安装在现场的智能化设备，比如智能化仪表、传感器、智能型电磁阀、智能型驱动执行机构等，通过传输介质（比如双绞线

43、、同轴电缆、光缆）连接起来，并按照同一通信规约互相传输信息，由此构成一个现场工业控制网络，这种网络与单纯的PLC远程网络相比，配置更灵活，扩容更方便，造价更低，性能价格比更好，也更具开放意义。例如S7-400 CPU可同时建立最多64个站的连接，提供了多种通讯方案，既可通过全局数据（GD）通讯，网络上的CPU之间周期地交换数据包，也可应用通讯功能块，通过MPI、Profibus或工业以太网进行联网，网络上各站点之间进行基于事件驱动的通讯。S7-400允许将IT技术集成到自动化系统内。插入式的通讯处理器CP443-1/T 提供了使用HTML工具建立用户自己的Web网页以及用于S7-400的过程变

44、量可以方便地分配给HTML对象，可以使用一个标准的浏览器通过这些网页监控S7-400，实现从S7-400的用户程序发送电子邮件；可使用TCP/IP的WAN属性，通过电话线网络(例如ISDN)远距离进行编程。Omron公司在其产品中提供了全部Ethernet连接能力，借助于TCP/IP数据传输协议，其产品完全适合于所有Ethernet技术规范。Mitsubishi Q系列PLC可通过USB接口进行传输，能够支持Internet电子邮件、调制解调器和10/100Mb/s Ethernet；可以连接到DeviceNet、Profibus、CC-Link和NET/10；每个CPU可以允许有不超过252个程序的同步运行。Schneider推出HTML通信服务器以及Momentum MIE系列处理器的适配器，进一步为e制造提供了解决方案，该适配器提供了标准IEC程序控制性能，进一步为网络制造提供了很好的解决方案。该适配器还提供了将智能化I/O系统和其他现场过程控制设备（包括所有功能化实时过程控制器）连接到Internet和Ethernet的能力。