值得指出的是,这个PLC结构的革命性变化,显然是建立在这个软件模型的理论基础上,要不然PLC还是由一个按扫描方式执行一个程序的那种传统结构。
至于程序互换的问题,至少到目前为止尚是一个努力的方向。只有在每个PLC的供应厂商所提供的PLC产品都真正遵循IEC 61131-3的标准,而且其编程系统的具体实现又切实符合IEC 61131-8《编程语言的应用和实现导则》,并通过PLCopen这个国际组织对各种编程语言(LD、SFC、FBD、ST和IL)的一致性测试,还要解决不同PLC的存储地址资源的对应互换,才有可能实现名副其实的程序互换。
PLC硬件和软件的进展,从系统上讲是实现小型化、高速化,以及将信息技术渗入PLC;从硬件上讲是,采用32位RISC的MPU、专用的LSI和多;从软件上讲则是,采用与国际标准IEC 61131-3相对应的工业标准JIS B 3503。
小型化由于电子工业尤以器件、电路板等硬件见长,所以在PLC系统上实现小型化,可以说早就是起源于,又由他们来推动,并一直乐此不疲、贯彻至今的。小型化的好处是:节省空间、安装灵活、降低成本。
现今主要PLC厂商生产的模块式中、大型PLC,其典型的外形尺寸要比他们在前一代的同类产品的安装空间要小50-60%。例如三菱电机的小Q系列就比AnS系列的安装空间减少60%。要做到这一点,首先需要开发大规模的专用集成电路芯片(ASIC)来减少芯片的个数,并采用球栅阵列(BGA)以保证在同样封装尺寸下能提供足够多的针脚数。例如,某模块原来用了约700个元器件,通过开发了12种大规模的ASIC(采用BG352的针脚封装)和调整功能,减少了显示用的LED和开关等措施,使元器件减少了一半左右。其次,为减少接插件在印刷电路板上所占的空间,要求接插件的针脚间隔足够小。再次,随着微细加工技术的发展,印刷电路板上的接线布局可实现高密度化、多层化和薄型化,大大提高了元器件的安装率。例如某模块采用了1毫米厚的基板制成8层电路板。由于采取了以上这些措施,使模块由3块印刷电路板变为2块,体积减少了70%,小型化得以较地实现。随着小型化又产生了如何解决小空间的散热设计问题:一是要根据热分析仿真来确定元器件的布置安排;二是主要元器件的电源电压采用3.3V,达到低功耗的目的;三是考虑了通过安装模块的基板,使模块所产生的热量能得到良好散热的机械结构。
高速化所谓高速化应该包括:运算速度的高速化;与外部设备的数据交换速度高速化,如I/O刷新和网络刷新等;编程设备服务处理的高速化;外部设备的高速响应。
运算速度高速化也是PLC系统追求的一个重要目标。由于目前PLC的模块竞相采用32位RISC芯片,运算速度大为提高。一般基本指令的执行速度均达到数十个纳秒(ns),如三菱电机的Q02H其输入指令的执行时间为34ns,富士电机MICREX-SX系列SPH300达20ns,横河电机的FA-M3系列的F3SP59-7S其输入指令的执行时间为17.5ns。仅看一种指令的执行时间并不能完整地说明问题。电机工业会(电机工业的行业协会)JEMA一直倡导用PCmix值(即PLC的处理时间性能表示指标,用1微秒执行的基本指令和数据处理指令的平均次数来表示)来衡量PLC的运算速度。所谓1微秒执行的基本指令和数据处理指令的平均次数,是按PLC应用程序所使用的指令的频繁程度的统计平均值计算的。一般是基本指令占54%(其中输入指令占17%,输出指令13%,逻辑运算指令21%,定时器输出3%),数据处理指令占39%(其中传送指令占25%,四则函数运算指令,比较指令6%),其它指令7%。仍以三菱电机的小Q系列为例,其中的Q25H的PCmix值是10.3,比A2UH-S1快5倍(为2.0),比A2SH快20倍多(PCmix值为0.5)。随着PLC的功能扩展,运算指令、文字处理指令、通信指令等用的越来越多,各种指令的使用频率也会发生一定的变化,PCmix值的计算也会有所变化。这里顺便提一下,之所以要多次举三菱电机为例,是因为它的PLC的市场份额占的50%以上,为的大PLC供应厂商,因而具有相当的典型性。同时,通过软件技术提升PLC专用操作系统的水平,实现了事件中断的高速响应(200微秒)功能,高速计数功能,0.5毫秒(三菱电机的小Q系列PLC)、甚至0.2毫秒(横河电机的的FA-M3系列PLC)的恒定扫描时间功能
与外部设备的数据交换速度高速化。PLC的模块通过系统总线(一般做在基板的印刷电路上)与装插在基板上的各种I/O模块、特殊功能模块、通信模块等交换数据,装插的模块越多,模块与那些模块之间的数据交换的时间就会增加。这种数据交换的时间的增加,在一定程度上会使PLC的扫描时间加长。因此,有必要采取以下措施使系统总线传输速度高速化:增加系统总线的带宽使一次传输的数据量增多,例如三菱电机的小Q系列PLC,增加了系统总线的带宽,使所传输的数据量是以前的2倍;在系统总线存取的方式上,采用连续成组传送技术实现连续数据的高速批量传送,大大缩短了存取每个字所需的时间;通过向与系统总线相连接的模块实现全局传送,即针对多个模块同时传送同一数据,有效地用活了系统总线。
USED Berger Lahr TLC532 F Positioning Servo Drive
USED Allen Bradley 2711-K10C1 PanelView 1000 Series F
USED Ekonogage Model G Pin Gauge Set .498 TO .751
USED Allen Bradley 2711-K10C1 PanelView 1000 Ser E
USED Allen Bradley 2711-K10C1 PanelView 1000 Ser E
USED Allen Bradley 2711-T10C15 PanelView 1000 Ser D
Allen Bradley Electronic Operator Interface Terminal
Allen Bradley Electronic Operator Interface Terminal
Allen Bradley Electronic Operator Interface Terminal
Allen Bradley Electronic Operator Interface Terminal
Allen Bradley Electronic Operator Interface Terminal
Allen Bradley Electronic Operator Interface Terminal
400 Amp Square D Molded Case Circuit Breaker LAL36400
400 Amp Square D Molded Case Circuit Breaker LAL36400
400 Amp Square D Molded Case Circuit Breaker LAL36400
NEW Allen Bradley 1747-L40B SLC 500 Processor Unit SerB
NEW Allen Bradley 1791-16BC DC Block I/O Module Ser. B
USED Allen Bradley 2711-K10C1 PanelView 1000 Series C
USED Allen Bradley 2711-K9C1 PanelView 900 Series C
USED Allen Bradley 1785-L40B/E Processor Module L01
USED Allen Bradley 1785-L40B/E Processor Module C01
USED Allen Bradley 2711-K9C1 PanelView 900 Series C
NEW Allen Bradley 1746-NIO4I Analog Combination Module
USED Allen Bradley 2711-K9C1 PanelView 900 Series C
NEW Inficon 702-212-G15 Probe Assembly for HLD4000
USED Perceptron 96K DSP Frame Grabber 495-0191 Rev R
NEW Allen Bradley 280D-F12Z-10C-CR ArmorStart Starter