可编程控制器的介绍及未来发展

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1、可编程控制器的介绍及未来发展动力1968年，RichardE.Morley创造出了新一代工业控制装置可编程逻辑控制器(PLC),现在，PLC已经被广泛应用于工业领域，包括机械制造也、运输系统、化学过程设备、等许多其他领域。初期可编程控制器只是用一种类似于语言的软件逻辑于代替继电器硬件逻辑，并且使开发时间由6个月缩短到6天。虽然计算机控制技术已经产生，但是PLC控制因为它的高性能、成本低、并且对恶劣的环境有很强的适应能力而在工业控制的广泛应用中保持优势。而且，尽管硬件的价格在逐渐下跌，据估计，根据Frost和Sullivan对PLC市场的调查研究表明，每年销售硬件的价格要比销售PLC的价格（一

2、千五百万）至少多出八十亿美元。PLC的创造者RichardE.Morley十分肯定的认为目前PLC市场是一个价值五十亿的工业。虽然PLC广泛应用于工业控制中，PLC控制系统的程序依然和语法有关。和软件过程一样，PLC的软件设计也以同样的方式会遇到软件错误或危机。Morley在演讲中着重强调了这个方面:“如果房子建造的像软件过程一样，那么仅仅一只啄木鸟就可以摧毁文明。”特别的，PLC程序要解决的实际问题是消除软件错误和减少老式梯形逻辑语言的花费。尽管PLC的硬件成本在继续下降，但是在工业控制上减少梯形逻辑的扫描时间仍然是一个问题，以至于可以用到低耗时的PLC。在一般情况下，相比其他域生成PLC

3、的生产周期要短很多。例如，在实践的中超大规模集成电路设计，高效率的计算机辅助设计工具。因为PLC编程需要同时考虑硬件和软件，所以Existent软件的工程方法就不一定适用于基于PLC的软件设计。软件设计，从而成为越来越多的主要成本驱动。在许多工业设计项目，预计超过SO0/人力分配控制系统的设计和安装，用于测试和调试PLC程序再者，PLC控制系统不适合设计对适应性和重构有越来越多要求的生产系统。一个更深入的问题是在大规模的工程中软件越来越复杂，促使要有一个系统化的设计方法论。主题的客观性和重要性。主题的客观性是为PLC自动控制系统建立一个系统化的软件设计方法论。这个设计方法论包括以状态转换模型

4、为基础的精确的描述，这个转台转换模型是自动控制系统的抽象系统。方法论还包括一个逐步的设计过程，并且要设置一个设计规则，这样才能为一个成功的设计提供导向和方法。这项研究的真正目的是找到一个减少控制软件发展过程的不稳定性的方法，也就是说，减少程序和调试时间以及他们的变化，以增强自动控制系统的适应性，并且通过调整软件使得软件可以再度使用。这样的目的是为了克服目前程序策略的不足之处，而目前的程序策略是以个人软件开发者的经验为基础的。一个系统化的设计PLC程序的方法可以克服传统程序生产控制系统的缺点，并且在一些工业应用中有很大的不同。自动控制系统是状态模型用公式语言或等价的语言描述的。公式描述对被控制

5、的系统的行为提供一个精确的描述。可以通过分析估计看状态模型是否达到想要的目标，第二，状态模型的描述提供结构描述，这个结构描述可以说明逻辑要求如细节安全规则的限制。第三，好的控制系统设计是对自动控制代码生成有益的——一种能够产生可执行的控制软件的能力，不同的逻辑控制器可以减少程序扫描时间和执行那个时间。特别的，这个主题与随后的部分的是有关的。订制生产在现代制造业中，系统是用过程和结果的革新来描述的，变得Customer-Driven，并且因此不得不改变系统性能以快速做出反应。因此，一个大的挑战是提供技术以限制自动控制系统对变化需要和新机会的反应，所以，设计和操作知识可以实时的被再次利用，在工业

6、实践中提供了一个重要的竞争面。高水平的自动化设计和软件质量研究表明，在自动化系统中，程序实现的方法已经与计算机资源应用的急速增长不能匹配。例如，可编程逻辑控制器（PLC）程序仍然依靠一种方便的有逻辑梯形图的程序实现模式。结果，程序上的延迟和资源成了生产工业过程的主要绊脚石。在可编程逻辑控制器程序设计过程中，测试和调试可能会占用超过百分之五十的人力。在发展和传播“STATE-OF-THE-ART”已经形成标准[IEC60848,1999;IEC-61131-3,1993;IEC61499,1998;ISO15745-1,1999]，但是，基本上这些标准都不能参与有效的程序和系统设计方面知识的革

7、新。系统的方法通过使用原有的软件模块，有助于增加设计自动化的水平，同时也将提供一种可管理的大规模系统设计的方法。同样的，它也将改善软件的质量的可靠性，以及关系到系统的较高安全标准，尤其是这些对环境有危害影响的，比如：机场控制、公共铁路运输。系统复杂性软件工业被认为是系统性能的破坏者和系统复杂性的产生者。逐渐下降的硬件价格，破坏了对通过优化程序获得的软件性能的需要。其结果是，一方面造成了大量而低效率的程序代码，