可編程控制器（PLC）新技術(shù)

可編程控制器（PLC）新技術(shù)近期，杭州電?科技?學(xué)某團(tuán)隊(duì)采?倍福的CX1200PLC完成了?項(xiàng)艱巨的任務(wù)——6軸機(jī)器?控制的全部程序范例，深切感受到由PLCopen的運(yùn)動(dòng)控制功能塊所帶來的便捷、超凡的體驗(yàn)。眾所周知，在機(jī)器?領(lǐng)域，諸如KUKA、安川、史陶?爾、KEBA、埃斯頓、新時(shí)達(dá)、?族激光、固?、匯川等企業(yè)，都是?PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器?的控制。當(dāng)前，國內(nèi)存在?個(gè)普遍現(xiàn)象，?乎所有?科?學(xué)還停留在“l(fā)ogic”層?的PLC教學(xué)，??業(yè)領(lǐng)域的PLC早已悄然完成了向運(yùn)動(dòng)“motion”為重?的轉(zhuǎn)變，離散?業(yè)控制所需的運(yùn)動(dòng)控制（motioncontrol）功能徹底改變了傳統(tǒng)PLC只有邏輯，即“l(fā)ogic”的概念。因此，將運(yùn)動(dòng)、?絡(luò)、安全、智能等新概念與傳統(tǒng)的PLC結(jié)合，我們迎來了PLC的新技術(shù)時(shí)代。近期，杭州電?科技?學(xué)某團(tuán)隊(duì)采?倍福的CX1200PLC完成了?項(xiàng)艱巨的任務(wù)——6軸機(jī)器?控制的全部程序范例，深切感受到由PLCopen的運(yùn)動(dòng)控制功能塊所帶來的便捷、超凡的體驗(yàn)。眾所周知，在機(jī)器?領(lǐng)域，諸如KUKA、安川、史陶?爾、KEBA、埃斯頓、新時(shí)達(dá)、?族激光、固?、匯川等企業(yè)，都是?PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器?的控制。當(dāng)前，國內(nèi)存在?個(gè)普遍現(xiàn)象，?乎所有?科?學(xué)還停留在“l(fā)ogic”層?的PLC教學(xué)，??業(yè)領(lǐng)域的PLC早已悄然完成了向運(yùn)動(dòng)“motion”為重?的轉(zhuǎn)變，離散?業(yè)控制所需的運(yùn)動(dòng)控制（motioncontrol）功能徹底改變了傳統(tǒng)PLC只有邏輯，即“l(fā)ogic”的概念。因此，將運(yùn)動(dòng)、?絡(luò)、安全、智能等新概念與傳統(tǒng)的PLC結(jié)合，我們迎來了PLC的新技術(shù)時(shí)代。PLC的新硬件結(jié)構(gòu)外形與內(nèi)部功能統(tǒng)?使PLC產(chǎn)?了新的硬件結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的“box”直?線插?式的PLC變得體積更?、I/O密度更?、運(yùn)算速度更快，但更多的嵌?式板式結(jié)構(gòu)、專?特殊結(jié)構(gòu)?量涌現(xiàn)，滿?了各?各業(yè)的需求。?控板不是PLC，就像很多機(jī)器?控制器是?PLC的運(yùn)動(dòng)控制功能塊實(shí)現(xiàn)?樣，?直讓?感到?法對(duì)它們進(jìn)?解釋。事實(shí)上，板狀結(jié)構(gòu)的專?PLC數(shù)量已經(jīng)或?qū)⒊^傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。如今，?業(yè)實(shí)時(shí)以太?接?不僅為運(yùn)動(dòng)控制的多軸伺服驅(qū)動(dòng)器的?精度同步提供了?撐，?且實(shí)現(xiàn)了?業(yè)視覺傳感器、變頻驅(qū)動(dòng)器、安全控制回路、遠(yuǎn)端I/O等部件的連接，形成??到底的新結(jié)構(gòu)。?前，NXP、Renesas、Ti、ST等半導(dǎo)體企業(yè)已經(jīng)提供了帶實(shí)時(shí)以太?的從站協(xié)議CPU芯?。隨著種類更多、性價(jià)?更?的帶?業(yè)實(shí)時(shí)以太?協(xié)議的CPU出現(xiàn)，以實(shí)時(shí)以太?為基礎(chǔ)的分布式可編程?絡(luò)控制系統(tǒng)必有很?的發(fā)展空間。對(duì)于PLC??，雖然時(shí)間敏感?（TSN）的概念已經(jīng)提出，但是，?業(yè)實(shí)時(shí)以太?的路程卻剛剛開始，它與CANbus、RS485等接??樣，未來還有較?的發(fā)展空間，探索未有窮期。PLC智能控制??智能已經(jīng)成為當(dāng)下熱門的話題。10多年前，當(dāng)PLC編程語?國際標(biāo)準(zhǔn)IEC61131-3第三版采??向?qū)ο蠹夹g(shù)和開放結(jié)構(gòu)的時(shí)候，就奠定了PLC與智能的連接。?前，?多數(shù)以IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的PLC均有了與MATLAB軟件的接?，可以直接?成PLC執(zhí)?代碼SimlinkPLCcode。研究智能算法的專家們現(xiàn)在有機(jī)會(huì)將深度學(xué)習(xí)算法、遺傳算法、BP?絡(luò)、?持向量機(jī)、蟻群算法等算法與物理的機(jī)器世界連接，可將更多論?中算法借鑒到實(shí)際中。智能裝備?產(chǎn)實(shí)際需要?量有智能知識(shí)的軟件，據(jù)考察，國內(nèi)極少有開發(fā)?員使?到這個(gè)智能開發(fā)接?功能。?業(yè)是務(wù)實(shí)的，智能優(yōu)化控制?直是控制?業(yè)的追求，但與真正應(yīng)?仍有距離。PLC與互聯(lián)?連接與智能概念不同的是，PLC與?業(yè)互聯(lián)?、?業(yè)物聯(lián)?（IIoT）結(jié)合成為新技術(shù)的熱點(diǎn)。?先，從源于微軟的OLE（ObjectLinkingandEmbedding）到OPC（OLEforProcessControl），到進(jìn)?步統(tǒng)?通信?法OPCUA的引?，使得PLC與互聯(lián)?服務(wù)器的連接變得?分便捷。?前?持OPCUA已經(jīng)成為?端PLC的標(biāo)配，如霍尼韋爾、西門?、倍福、歐姆龍等公司的PLC產(chǎn)品。其次，基于云服務(wù)與云管理技術(shù)已經(jīng)到來，遠(yuǎn)端可編程技術(shù)不?為奇，設(shè)想10萬個(gè)在不同地區(qū)、不同應(yīng)?的PLC，需要同時(shí)升級(jí)，管理編程將變得?分困難，?杭州義益鈦迪信息技術(shù)有限公司實(shí)現(xiàn)了云的可編程技術(shù)，?PLC云端多線程批量編程技術(shù)，使得這項(xiàng)?作變得?分容易。在今年中國（北京）國際?業(yè)智能及動(dòng)?傳動(dòng)與?動(dòng)化展覽會(huì)上，德國3S公司展?了他們的PLC云服務(wù)與管理系統(tǒng)，未來所有設(shè)備的控制器可以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)?的云管理。最后，邊緣計(jì)算與PLC的結(jié)合產(chǎn)?了新的結(jié)晶，據(jù)悉美國A-B公司已推出邊緣PLC、美國OP22宣布推出OP22Groov邊緣PLC、霍尼韋爾發(fā)布全新可編程邏輯控制器ControlEdgeTMPLC、杭州義益鈦迪信息技術(shù)有限公司推出的FSU—ePLC等，這些PLC集PC機(jī)、OPC服務(wù)器、邊緣?管為?體，具有監(jiān)測(cè)、控制、數(shù)據(jù)采集、可視化設(shè)備、過程控制、云服務(wù)等功能，實(shí)質(zhì)上是?個(gè)?業(yè)物聯(lián)?（IIoT）結(jié)構(gòu)。PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的控制隨著PLCopen的運(yùn)動(dòng)控制功能塊標(biāo)準(zhǔn)的Part4——協(xié)同運(yùn)動(dòng)技術(shù)的滲透，PLC成為了數(shù)控加?中?（CNC）的控制器。PLC作為機(jī)器?控制器的事實(shí)讓很多同?不以為然，甚?難以接受。新的運(yùn)動(dòng)控制概念和原理的引?，從?矩、速度、位置到單軸的運(yùn)動(dòng)、軸組的運(yùn)動(dòng)、?個(gè)運(yùn)動(dòng)過程接?個(gè)運(yùn)動(dòng)的協(xié)同與混成在PLCopen運(yùn)動(dòng)控制功能塊的標(biāo)準(zhǔn)下技術(shù)變得更規(guī)范、更強(qiáng)?。在此??，德國的ISG公司提供給我們?個(gè)開放的解決?案，如：西班?法格公司的數(shù)控最新?代FAGOR8070的數(shù)控控制系統(tǒng)，結(jié)合了控制器的?端性能和操作的靈活性。沈陽機(jī)床?的新?代5i?端數(shù)控系統(tǒng)也是我國在使?PLCopen協(xié)同運(yùn)動(dòng)技術(shù)的第?個(gè)成功范例。國在使?PLCopen協(xié)同運(yùn)動(dòng)技術(shù)的第?個(gè)成功范例。PLC的新技術(shù)重點(diǎn)體現(xiàn)在軟件上，需要強(qiáng)?的軟件?撐。PLCopen是?前國際上PLC軟件唯?的國際標(biāo)準(zhǔn)組織，其發(fā)布的IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成為共識(shí)，包括從邏輯（logic）、運(yùn)動(dòng)（motion）、安全（safety）到?絡(luò)（OPC-UA）的標(biāo)準(zhǔn)。?前，PLCopen組織在制定的交互（XML）標(biāo)準(zhǔn)IEC61131-10