国产91九色_日本68xxxx_欧美高清另类自拍视频在线看_欧美人禽_99久久婷婷国产综合精品青牛牛_亚洲射情

中國自動化學會專家咨詢工作委員會指定宣傳媒體
新聞詳情
gkongbbs

彭瑜 | 漫談自動控制與被忽略的工業(yè)軟件

http://www.sharifulalam.com 2021-02-26 09:06 來源:知識自動化 彭瑜

--本文由知識自動化(zhishipai)授權(quán)轉(zhuǎn)載,原標題為《彭瑜 | 漫談自動控制與被忽略的工業(yè)軟件》。

自動控制永遠是工廠里面的焦點,無論是智能制造,還是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),都無法回避。而最近圈里對PLC和基于PC控制這兩種控制器又有了很多討論。實際上,關(guān)于這兩種控制的爭論有很長的歷史。筆者想起二十多年前在美國全球最大的自動化展會ISA Show上,看到有一個專做PC控制的公司,打著一個很醒目的標語“PLC die,PC-based Control immortal”(可編程控制器死了,基于PC的控制永生)。這個剪影深深留在人們的記憶中。這就是說早在二十多年前,在美國的自動化界就有過PLC與PC-based控制孰優(yōu)孰劣、孰勝孰輸?shù)臓幷?。這一爭論至少持續(xù)了七八年,結(jié)果呢?

PLC與PC誰與爭鋒?

那個高唱PLC死了的美國公司,經(jīng)過幾年的折騰卻早已銷聲匿跡了。當然,這個公司沒有了并不能掩蓋PC控制依然存在、依然在發(fā)展的事實。

事實證明,PLC是個常青樹,它不僅不會死,還在發(fā)展演進,還在與時俱進。要打倒經(jīng)典PLC的“魯莽小生”并不少,本世紀前十年它還經(jīng)歷了PAC(可編程自動控制器,基本上相當于PLC+PC的部分功能)的一輪沖擊,而最近幾年還出現(xiàn)了一個新的品種EPIC(邊緣可編程工業(yè)控制器),同時具備PLC、運動控制和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的功能。但PLC依然長盛不衰。

這背后有著深刻的原因。自動化界中明智之士指出,PLC的兩個本征特性是高可靠和容易使用。PLC本身是按工業(yè)應(yīng)用要求設(shè)計的:要在嚴酷的工業(yè)環(huán)境下長期可靠使用,具有很高的電磁兼容性(可抗各類工業(yè)電磁干擾,現(xiàn)在還要求抗各類頻譜的無線干擾)、環(huán)境適應(yīng)性(寬溫度范圍、防高濕、防霉防鹽霧、耐振動沖擊等等);要容易編程,一般的電工,只要經(jīng)過適當培訓,就可以編寫邏輯控制的梯形圖程序;容易維護。這些看似簡單的要求,其實是需要很深的工業(yè)功底。

這方面筆者有很多親身經(jīng)歷。我見到過用了三十多年的一家日本公司的PLC仍然能正常使用;也親自處理過中國二汽制造廠一臺萬噸臥式壓力機,因在高強度的震動和沖擊下PLC的輸出繼電器的接點發(fā)生顫動而無法正常工作,后來改用另一家公司PLC,不用任何加固就能正常運行;我還為上海的通用汽車公司的行車解決了由于變頻器的干擾使得GE的PLC老是出故障的問題。以上這些例子說明一臺工業(yè)用的控制器要提供的除了軟件的控制功能以外,還需要I/O和電源具有足夠高的抗干擾,以及堅固的機械結(jié)構(gòu)等等性能。

PC控制從它出世的那一天起,就是想取代PLC的軟件控制功能。它的I/O常常是插在PC總線上,或者是通過RS 485與外掛的I/O連接。這些I/O用在實驗室里沒有問題。不過,沒有工業(yè)級的I/O和電源來加固PC控制,就無法具有PLC的抗干擾和環(huán)境適應(yīng)性。何況還有一個在工業(yè)應(yīng)用上的敏感因素——成本。PC控制最早發(fā)端于美國,也一度盛行于美國,但最后的成功應(yīng)用,卻是在歐洲??恐惣尤R、倍福等公司將PC控制PLC化,讓PC控制具有PLC所有的優(yōu)勢,提供適應(yīng)各類工業(yè)要求的的I/O,解決了電源的散熱和抗干擾問題,可以直接安裝在嚴酷的工業(yè)現(xiàn)場,具有統(tǒng)一的工程設(shè)計運維平臺等。

PLC如何滿足市場和技術(shù)發(fā)展的要求?

在當下,簡單去比較PLC與PC控制沒有太多意義。我們需要的搞清楚的是,在硬件、軟件和通信突飛猛進二十年多年之后,如何能讓PLC和PLC化的PC控制滿足市場和技術(shù)發(fā)展的要求。

上世紀90年代美國密執(zhí)根大學機械學院有一篇博士論文,專門評述曾經(jīng)出現(xiàn)過的幾十種自動化控制編程語言,包括IEC 61131-3規(guī)范的5種圖形和文本語言,以及在美國一度流行的流程圖語言。到今天,能夠沉淀和積累幾十年工控界的經(jīng)驗,真正有生命力能夠形成生態(tài)的,也就是只有有限幾種,即LD、SFC、FBD、STL。就連類似匯編語言的IL指令表語言,也因用的越來越少,也即將從IEC 61131-3的新版本中被刪除。而面向?qū)ο蟮木幊谭绞揭呀?jīng)引入了IEC 61131-3,甚至像C、C++等高級語言,也實際變成PLC常用的編程語言。下圖是2020年美國的的一個名為automation.com的網(wǎng)站和PLCopen國際組織聯(lián)合調(diào)查的結(jié)果,也印證了上述的結(jié)論。這也是PLC與日俱進的一個實證。而IEC 61131-8,里面詳細說明了IEC 61131-3 選擇這5種語言的實際背景和緣由。

微信圖片_20210226090947

圖1  automation.com網(wǎng)站的調(diào)查結(jié)果

1970年誕生的第一臺PLC在通用汽車GM投入工業(yè)應(yīng)用,對金屬切割、鉆孔、材料處理和裝配等環(huán)節(jié)進行控制。世界上首次推出PLC的成功,表現(xiàn)為兩個方面:一是用計算機來解析過去用繼電器實現(xiàn)的邏輯控制;二是采用梯形圖邏輯編程,使原來的電氣工程技術(shù)人員能在自己原有的技術(shù)基礎(chǔ)上采用計算機編程。

這應(yīng)該是早期工業(yè)軟件應(yīng)用的一個標志,可是至今為止很少有人在談?wù)摴I(yè)軟件時提及這一重要的貢獻。

被譽為PLC之父的Richard Morley當時是Bedford Associate公司的工程師,他率先完成了創(chuàng)新的最初設(shè)計,然后與他的團隊研制了工廠自動化和連續(xù)處理應(yīng)用的固態(tài)的順序邏輯解算器,這是第一臺實際可運用的可編程邏輯控制器,被命名為Modicon 084。1969年11月在得知GM公司的要求后,他們向公司的液壓部門展示了Modicon 084,獲得GM的青睞。

編程語言為什么被歸納為工業(yè)軟件?

梯形圖邏輯作為一種控制語言,第一次用在硅器件搭建的控制器上大約是在1969年。為了支持這個控制語言的運用,構(gòu)建了由三個部分組成的硬件平臺,即一臺雙端口的存儲器、一臺邏輯解算器(后來被命名為PLC)和一臺通用計算機。這個語言最大的優(yōu)點是能被世界上所有從業(yè)的電氣工程人員理解。之后梯形圖擴展為多個節(jié)點,還附加了一些功能。梯形圖邏輯的功能性和PLC的適用性迅速在所有的工業(yè)中大量采用。

梯形圖邏輯編程極受電氣工程技術(shù)人員歡迎,其優(yōu)點是不言而喻的。首先,這種由Bedford公司開發(fā)的梯形圖邏輯編程中相關(guān)的符號,來源于電氣工程中描述順序操作功能,這使廣大的電氣工程師和電工能以非常容易理解的方式用計算機對PLC編程。這體現(xiàn)了工業(yè)軟件最基本的特征——源自工業(yè)的基礎(chǔ)電氣工業(yè)。其次,這個語言是最早利用通用計算機作為工具,對工業(yè)控制器進行編程的案例之一。沿用至今,既體現(xiàn)了“工業(yè)軟件以工具軟件為主流”的特點,又歷經(jīng)幾十年電氣工程和工業(yè)自動化從業(yè)人員的反復錘煉,并在所有的工業(yè)場合中廣泛采用。僅憑這兩點就應(yīng)該奠定其在工業(yè)軟件發(fā)展中的地位??上У氖?,在眾多討論工業(yè)軟件的文章中我們卻沒有發(fā)現(xiàn)其蹤跡,人們似乎已將它忘卻。

有人或許會質(zhì)疑,編程語言憑什么可以算是工業(yè)軟件?

殊不知用于工控領(lǐng)域的編程語言特別是圖形化的編程語言,與IT領(lǐng)域的編程語言是有很大區(qū)別的。工控用的編程語言都是用來表達和實現(xiàn)控制系統(tǒng)所必須完成的功能,而這些功能則是嚴格按照工藝要求和加工順序制定的。工業(yè)生產(chǎn)過程千變?nèi)f化,經(jīng)過不斷的抽象和提煉,概括起來基本上就是用于流程工業(yè)的連續(xù)流程、用于離散制造業(yè)的邏輯控制、順序控制和運動控制(或是這三種控制的集合),以及兼有離散和連續(xù)的批量間歇過程。

功能塊圖能夠完美表達連續(xù)流程控制的各種要求,梯形圖和順序功能圖能夠完美表達離散過程控制的各種要求。具體將這些圖形化的編程語言集合起來實現(xiàn)編程的軟件,都是以IT領(lǐng)域的編程語言為工具運用一些相關(guān)的數(shù)學方法(例如圖論、邏輯代數(shù)等等)編制而成。由此可以推斷,用于工控領(lǐng)域的編程語言不僅屬于工業(yè)軟件中用于控制類別的基礎(chǔ)軟件,而且是運用范圍最為廣泛的一類工業(yè)軟件。更何況近二十多年的發(fā)展已經(jīng)形成了包括概要設(shè)計、詳細設(shè)計、編程、調(diào)試、運行維護、工程項目管理等在內(nèi)的綜合性的統(tǒng)一工程平臺的軟件套件,已經(jīng)是能夠自立于自動化領(lǐng)域的公司的標準配置和系統(tǒng)基礎(chǔ)。

一個成熟的控制系統(tǒng)的應(yīng)用軟件需要經(jīng)過設(shè)計、驗證和測試等過程,按照V&V的模式在經(jīng)過系統(tǒng)的概要設(shè)計后還要將其劃分為模塊進行詳細設(shè)計,之后才能動手寫代碼。接著就需要將所有的模塊集成起來形成系統(tǒng)的應(yīng)用程序,并通過硬件在環(huán)仿真測試和檢驗。這些過程雖然嚴謹,但大大限制了工作進度和效率。IEC 61131標準定義了幾種控制語言,但依賴于單個控制器的模型,而不是分布式系統(tǒng)。IEC 61499標準的主要提升是:它允許將控制系統(tǒng)建模和開發(fā)集成為單一的系統(tǒng),但在部署時卻是一個分布式系統(tǒng)。這就為今后發(fā)展成為無需硬件在環(huán)就能實現(xiàn)仿真創(chuàng)造了前提條件。

結(jié)語

未來的統(tǒng)一工程平臺一定會大大提高工程項目的設(shè)計,乃至現(xiàn)場調(diào)試、運維的效率和質(zhì)量??刂破骺焖侔l(fā)展,它與控制類工業(yè)軟件的聯(lián)動,將會使得自動化上升到一個全新的境界。

作  者

彭 瑜:上海工業(yè)自動化儀表研究院,PLCopen中國組織

編  審

林雪萍:北京聯(lián)訊動力咨詢公司總經(jīng)理,上海交大中國質(zhì)量發(fā)展研究院客座研究員

本文鳴謝《開放自動化群》的業(yè)界朋友的討論和啟發(fā)

版權(quán)所有 中華工控網(wǎng) Copyright?2025 Gkong.com, All Rights Reserved
主站蜘蛛池模板: 欧美久久久久久久久久 | 国产日韩欧美中文字幕 | 99精品国产高清一区二区麻豆 | 成人激情视频在线 | 成人在线视频播放 | 国产精品第85页 | aaa成人 | 国内在线视频 | 日韩网站免费观看 | 亚洲一区二区免费视频 | 亚洲欧美在线一区 | 国产精品久久久久久久7电影 | 日本aⅴ免费视频一区二区三区 | 免费av一区二区三区 | 狠狠综合| 成人爽a毛片免费啪啪动漫 成人欧美一区二区三区黑人孕妇 | 亚洲激情自拍 | 在线免费看黄网站 | 久久国产精品一区 | 色综合天天综合网国产成人网 | 很黄的网站在线观看 | 亚洲欧洲成人av每日更新 | 91人人 | 一区二区三区欧美日韩 | 久久成人免费网 | 日韩网站免费 | 色婷婷国产 | 亚洲一区二区免费视频 | 久久久久久久网站 | 亚洲欧美激情精品一区二区 | 精品一区二区三区在线视频 | 欧美一区亚洲一区 | 精品一区一区三区新区乱码 | 欧美成人午夜电影 | 夜夜视频| 日韩精品一级毛片在线播放 | 久久久久久久久久久久久久久久久久久久 | 人人综合 | a中文在线视频 | 青青草一区 | www一区二区三区 |