PLC 可編程邏輯控制器是種專門為在工業環境下應用而設計的數字運算操作電子系統。它采用一種可編程的存儲器,在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令,通過數字式或模擬式的輸入輸出來控制各種類型的機械設備或生產過程。
可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller,PLC),一種具有微處理器的用于自動化控制的數字運算控制器,可以將控制指令隨時載入內存進行儲存與執行。可編程控制器由CPU、指令及數據內存、輸入/輸出接口、電源、數字模擬轉換等功能單元組成。早期的可編程邏輯控制器只有邏輯控制的功能,所以被命名為可編程邏輯控制器,后來隨著不斷地發展,這些當初功能簡單的計算機模塊已經有了包括邏輯控制、時序控制、模擬控制、多機通信等各類功能,名稱也改為可編程控制器(Programmable Controller),但是由于它的簡寫PC與個人電腦(Personal Computer)的簡寫相沖突,加上習慣的原因,人們還是經常使用可編程邏輯控制器這一稱呼,并仍使用PLC這一縮寫。
現在工業上使用的可編程邏輯控制器已經相當或接近于一臺緊湊型電腦的主機,其在擴展性和可靠性方面的優勢使其被廣泛應用于目前的各類工業控制領域。不管是在計算機直接控制系統還是集中分散式控制系統DCS,或者現場總線控制系統FCS中,總是有各類PLC控制器的大量使用。PLC的生產廠商很多,如西門子、施耐德、三菱、臺達等,幾乎涉及工業自動化領域的廠商都會有其PLC產品提供。本文重點介紹西門子PLC歷史及主要產品。
德國西門子(SIEMENS)公司生產的可編程序控制器在中國的應用也相當廣泛,在冶金、化工、印刷生產線等領域都有應用。西門子(SIEMENS)公司的PLC產品包括LOGO、S7-200、S7-1200、S7-300、S7-400、S7-1500等。 西門子S7系列PLC體積小、速度快、標準化,具有網絡通信能力,功能更強,可靠性高。S7系列PLC產品可分為微型PLC(如S7-200),小規模性能要求的PLC(如S7-300)和中、高性能要求的PLC(如S7-400)等。
SIMATIC是西門子自動化系列產品品牌統稱,來源于SIEMENS + Automatic(西門子+自動化) ,至今已有50年歷史,涵蓋了從西門子PLC、工業軟件到HMI,是全球自動化領導品牌 50年來,SIMATIC控制器從S3系列發展到S7系列,已經成為中國自動化用戶最為信賴和熟知的品牌。
西門子公司的產品最早是1975年投放市場的SIMATIC S3,它實際上是帶有簡單操作接口的二進制控制器。1979年,S3系統被SIMATIC S5所取代,該系統廣泛地使用了微處理器。20世紀80年代初,S5系統進一步升級——U系列PLC,較常用機型:S5-90U、95U、100U、115U、135U、155U。1994年4月,S7系列誕生,它具有更國際化、更高性能等級、安裝空間更小、更良好的WINDOWS用戶界面等優勢,其機型為:S7-200、300、400。1996年,在過程控制領域,西門子公司又提出PCS7(過程控制系統7)的概念,將其優勢的WINCC(與WINDOWS兼容的操作界面)、PROFIBUS(工業現場總線)、COROS(監控系統)、SINEC(西門子工業網絡)及控調技術融為一體。
西門子公司提出TIA(Totally Integrated Automation)概念,即全集成自動化系統,將PLC技術溶于全部自動化領域。
由最初發展至今,S3、S5系列PLC已逐步退出市場,停止生產,而S7系列PLC發展成為了西門子自動化系統的控制核心,而TDC系統沿用SIMADYN D技術內核,是對S7系列產品的進一步升級,它是西門子自動化系統最尖端,功能最強的可編程控制器。
中國工業企業的自動化程度普遍較低,如機械行業80%以上的設備仍采用傳統的繼電器和接觸器控制。加入WTO后,中國正日益成為世界新的制造業基地,制造業的控制主要以邏輯控制為主,大量傳統產業的自動化改造也為PLC的應用提供廣闊的發展空間。中國工業發展及自動化應用水平與工業發達國家相比有幾十年的滯后,按目前的經濟形勢分析,中國將迎來一個PLC市場高速增長的時期。基于中國經濟穩定迅速增長的現狀,今后若干年內中國PLC市場將保持持續高速增長。