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产品描述
石家庄西门子中国代理商变频器供应商
有色金属是国民经济和工业的基础材料，在国计民生中占有重要地位。近年来，中国已经成为世界上重要的有色金属冶炼大国和消费大国，冶金行业的自动化控制技术也随着冶炼技术的发展突飞猛进。而与此同时，国内并没有自己的大型PLC控制系统，造成冶金行业只能靠进口国外系统，缺乏控制系统的自主设计，无法降低设备生产成本。和利时在2006年推出自主知识产权的LK系列PLC，从根本上改变了以往的难题。
有色金属冶炼项目现场环境恶劣，对PLC在产品功能、性能、扩展灵活、维护方便等方面提出了要求，和利时PLC产品在电磁兼容性、运行、端口开放等方面的特点满足了冶金行业的严格要求。
1、电磁兼容性
和利时PLC已通过CE认证，具备良好的电磁兼容性，现场到系统、通道与通道间都采用隔离措施，能够承受工业环境的严格要求，平均无故障间隔时间（MTBF） 1×105小时。正是此优良的电磁兼容性，让LK PLC模拟量信号经受住了现场电磁干扰的严酷考验，并且运行良好。
2、运行
有色金属冶炼项目采用DCS+PLC的控制方式，PLC大量应用在对冶炼烟气制酸SO2风机的控制上，需要与DCS实现的无扰切换。由于DCS和PLC都是和利时公司的，在硬件及软件方面都有很好的统一性，PLC在50ms内即可的无扰切换到DCS主机，由此保证了系统的运行。
3、端口开放
在有色金属冶炼项目中，PLC控制只是自动控制的一部分，构成整个系统的还有DCS、HMT以及上层的信息管理系统，这就要求PLC有开放的端口设计与整个系统连接。和利时LK系列PLC支持多种通讯协议，如TCP/IP、PROFIBUS-DP、MODBUS、DeviceNet、CANopen、自由口协议等，并且为各种HMI软件提供标准接口。
截止目前，内蒙克旗银多金属冶炼控制系统、江西金德铅冶炼控制系统、洛阳永宁铅冶炼控制系统、郴州宇腾化工铅冶炼控制系统、青海西豫10万吨铅冶炼控制系统、西乌珠穆沁旗10万吨锌冶炼控制系统等多个有色金属冶炼项目采用和利时PLC作为控制，这些项目的成功实施为和利时PLC在有色金属冶炼行业的市场拓展打下了坚实的基础
基于以上理解，便可以得出MC与PLC具有以下几点区别：
（1）PLC抗干扰性能为MC高
（2）PLC编程比MC编程简单
（3）PLC设计调试
（4）PLC的I/0响应速度慢，有较大的滞后现象（MS），而MC的响应速度快（US）。
（5）PLC易于操作，人员培训时间短；而MC则较难人员培训时间长；
（6）PLC易于维修，MC则较困难
随着PLC技术的发展，其功能越来越强；同时MC也逐渐提高和改进两者之间将相互渗透，使PLC与MC的差距越来越小，但在今后很长一段时间内，两者将继续共存。在一个控制系统中，PLC将集中于功能于功能控制上，而MC将集中于信息处理上。
随着高科技的发展,在许多行业对温度和湿度都有了高的要求。基于此，黄石市科威自控有限针对用户需要开发了一款带CAN总线的机PLC。该PLC在机中已经有成功的应用。
机的简介，机是控制空气中温湿度的一种设备，控制温度精度要求0.5度，控制湿度要求在1%RH以下。科威PLC在控制温湿度能很好的满足该设备的要求，又由于科威PLC带有CANBUS现场总线能够满足该设备集中分散控制、信息集中管理的要求，所以科威机PLC是一款理想的机PLC。以下是简要介绍科威机PLC在欧洲某锂电池生产厂家的成功应用。
该锂电池生产厂家一共30台，有房间50间。每一台机需要一台机PLC，该系统一共用科威PLC 51台，51台PLC分布在楼上楼下二层，51台PLC组成一个CANBUS网络，CAN主站将数据送到中控室计算机中。现场用触摸屏控制，中控室用计算机控制并记录相关信息。
该机PLC输入输出配比如下：8路开关量输入，8路开关量输出，4路模拟量输入，4路模拟量输出；模拟量输出信号类型很好的满足机的控制。房间温湿度采集选用科威16路模拟量输入PLC，该PLC有16路模拟量输入。以上两款PLC都自带RS232、RS485、CANBUS三个通信口。RS232通信口兼容三菱FX-2N的协议；RS485高速的主从协议，通信距离1KM。CANBUS是高速的现场总线，通信速度达260K，通信距离5KM。
该控制系统分别安装在上下二层，楼上楼下各房间通过CAN总线连接。各房间PLC都为CAN从站，在中控室内有一台PLC为CAN主站，下图为一楼各房间机PLC分布图。
1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电器控制装置的要求，二年美国数字公司研制出了土改可编程序控制器，满足了GM公司装配线的要求。随着集成电路技术和计算机技术的发展，现在已有五代PLC产品了。
在以改变几何形状和机械性能为特征的制造工业和以物理变化和化学变化将原料转化成产品为特征的过程工业中，除了以连续量为主的反馈控制外，特别在制造工业中存在了大量的开关量为主的开环的顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作号按照时序动作；另外还有与顺序、时序无关的按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制；以及大量的开关量、脉冲量、计时、计数器、模拟量的越限报警等状态量为主的——离散量的数据采集监视。由于这些控制和监视的要求，所以PLC发展成了取代继电器线路和进行顺序控制为主的产品。在多年的生产实践中，逐渐形成了PLC、DCS与IPC三足鼎立之势，如表1，还有其它的单回路智能式调节器等在市场上占有一定的百分比。
表1近年来市场上PLC、DCS与IPC的销售情况对比
市场占有率PLCDCSIPC
1993年39亿美元（46%）26.4亿美元（31%）10.2亿美元（12%）
2000年76亿美元（50%）41亿美元（27%）21.3亿美元（14%）
在八十年代至九十年代中期，是PLC发展快的时期，年增长率一直保持为30~40%。由于PLC人机联系处理模拟能力和网络方面功能的进步，挤占了一部分DCS的市场（过程控制）并逐渐了污水处理等行业，但是由于工业PC（IPC）的出现，特别是近年来现场总线技术的发展，IPC和FCS也挤占了一部分PLC市场，所以近年来PLC增长速度总的说是渐缓。目前全世界有200多厂家生产300多品种PLC产品，主要应用在汽车（23%）、粮食加工（16.4%）、化学/制药（14.6%）、金属/矿山（11.5%）、纸浆/造纸（11.3%）等行业。
国内PLC生产厂约三十家，但没有形成颇具规模的生产能力和产品，还有一部分是以、来件组装或“贴牌”方式生产，因此可以说PLC在我国未形成制造产业。作为原理、技术和工艺均无技术难度的产品，只要努力，是能形成制造产业的。
在PLC应用方面，我国是很活跃的，近年来每年约新投入10万台套PLC产品，年销售额30亿人民币，应用的行业也很广。但是与其它国家相比，在机械加工及生产线方面的应用，还需要加大投入。我国市场行的有如下几家PLC产品：
施耐德公司，包括早期天津仪表厂引进公司的产品，目前有Quantum、Premium、Momentum等产品；
罗克韦尔公司（包括AB公司）PLC产品，目前有SLC、MicroLogix、ControlLogix等产品；
西门子公司的产品，目前有SIMATICS7-400/300/200系列产品；
GE公司的产品；日本欧姆龙、三菱、富士、松下等公司产品。
PLC的市场的潜力是的，不仅在我国，即使在工业发达的日本也有调查表明，PLC配套的机电一体化产品的比例占42%，采用继电器、接触器控制尚有24%。所以说，需要应用PLC的场合还很多，在我国就是如此了。
从技术的角度看，我国大中型企业还要大力发展CIMS，在机械制造厂要形成FMS柔制造系统，PLC是基础，所以PLC市场是广阔的。
PLC具有稳定、价格、功能齐全、应用灵活方便、操作维护方便的优点，这是它能持久的占有市场的根本原因，我们下面阐述几个问题，并研究其发展趋势。
PLC的硬件和软件
PLC在90年代已经形成微、小、中、大、巨型多种PLC。按I/O点数分，可分为：
微型PLC：32I/O
小型PLC：256I/O
中型PLC：1024I/O
大型PLC：4096I/O
巨型PLC：8195I/O
（注：近年来有单机支持300回路和65000点I/O的大型系统）
对应中型PLC以上，均采用16位~32位CPU，微、小型PLC原采用8位CPU，现在根据通讯等方面要求，有的也改用16位~32位CPU。由于I/O64点以下PLC销售额占整个PLC的47%，64点~256点的占31%，合计位整个PLC销售额的78%，所以对微、小型PLC应多加研究。
PLC控制器本身的硬件采用积木式结构，各厂家产品结构大同小异。以日本欧姆龙C200HE为例，为总线模板框式结构，基本框架（CPU母板）上装有CPU模板，其它槽位装有I/O模板；如果I/O模板多时，可由CPU母板经I/O扩展电缆连接I/O扩展母板，在其上装I/O模板；另一种方法是配备远程I/O从站等。这些都说明了PLC厂家将硬件各部件均向用户开发，便于用户选用，配置成规模不等的PLC，而且这种硬件配置的开放性，为制造商、分销商（代理商）、系统集成商、终用户带来很多方便，为营销供应链带来很大便利，这是一大成功经验。
PLC内的I/O模板，除一般的DI/DO、AD/DA模板外，还发展了一系列特殊功能的I/O模板，这为PLC用于各行各业打开了出路，如用于条形码识别的ASCII/BASIC模板，用于反馈控制的PID模板，用于运行控制、机械加工的高速计数模板、单轴位置控制模板、双轴位置控制模板、凸轮定位器模板、射频识别接口模板等，这在以后还会有很大发展。另外在输入、输出的相关元件、强干扰场合的输入、输出电隔离、地隔离等方面也会加完善。
PLC中的CPU与存储器配合，完成控制功能。它与DCS系统处理温度、压力、流量等参数的系统不同，采用快速的巡回扫描周期，一般为0.1~0.2秒，快的则选用50毫秒或小的消灭周期。它是一个数字采样控制系统。
为了完成控制策略，为了替代继电器，使用户等完成类似继电器线路的控制系统梯形图，而编制了一套控制算法功能块（或子程序），称为指令系统，固化在存贮器ROM中，用户在编制应用程序时可以调用。指令系统大致可以分为两类，即基本指令和扩展指令。细分一般PLC的指令系统有：基本指令、定时器/计数器指令、移位指令、传送指令、比较指令、转换指令、BCD运算指令、二进制运算指令、增量/减量指令、逻辑运算指令、特殊运算指令等，这些指令多是类似汇编语言。另外PLC还提高了充足的计时器、计数器、内部继电器、寄存器及存贮区等内部资源，为编程带来大方便。
由于各PLC厂家产品在指令系统上的差异及编程方法上用户要求不同，近年来IEC制订了基于bbbbbbs的编程语言标准IEC61131-3（注：1993年IEC颁布可编程序控制器的标准IEC1131），它规定了指令表（IL）、梯形图（LD）、顺序功能图（SFC）、功能块图（FBD）、结构化文本（ST）五种编程语言。这包括了文本化编程（IL、ST）和图形编程（LD、FBD）两个方面，而SFC则在两类编程语言中均可使用。IEC技术（TC65）进来开展了IEC61499项目，将IEC61131-3进行了扩展，它是针对通过通信网络互联的模块化分布系统的体系结构的标准，将对IEC61131-3有所改善。这是以数字技术为基础的可编程序逻辑控制装置在高层次上走向开放性的标准化文件，是PLC发展的一大趋势。
PLC的网络及发展趋势
一个或若干PLC与PC机联出系统，PC机起到原编程器及人机界面操作站的作用，这20世纪90年代的新潮流，这样为系统集成带来了商机，同时编程软件和人机界面软件（软件或称组态软件）及软件接口（或称驱动软件）也得到了发展。
近年来，PLC厂家在原来CPU模板上提供物理层RS232/422/485接口的基础，逐渐增加了各种通讯接口，而且提供完整的通讯网络。由于近来数据通讯技术发展很快，用户对开放性要求很强烈，现场总线技术及以太网技术也同步发展，所以PLC构成的PCS系统比DCS的开放性所处的现状稍好一些。目前罗克韦尔AB公司已形成了多层结构体系，即EtherNet、ControlNet、DeviceNet及Asi等现场总线（原DH+网也可兼容）。西门子公司在Profibus-DP通讯网络及Profibus-FMS网络以外，提出了S7Routing网络，即Profibus-DP和IndustrialEnternet两层结构。网络还在发展，我国应已积的姿态投入其中。
2001年我国机械工业成为工业发展新亮点，总产值比上年增长17.15%，汽车产量为世界前10位，机床产量为世界5位。机械工业利润增长33.35%，占整个工业新增利润六成多。出口同样出现可喜的增长。现在机械工业提出要实施网络化，对这一点，PLC从业人员应有清醒的认识，应对网络化的开放性、网络构成的性能/价格比和网络的性、性、性上特别下功夫。
网络向上连是互联网问题，向下连是现场总线问题，另外现有网络能否用以太网“e网到底”方式、网络采用客户器/服务器方式、浏览器/服务器方式、生产者/消费者方式、接口软件采用OPC方式等问题都有待进一步落实。PLC与智能MCC马达控制、与数控机床配套的NC/CNC数控设备，以及与其它运行控制系统、电控设备、变频器和电机软启动网 target=bbbbbb class=text>软起动器等连成系统；PLC要与DCS分工合作，充当DCS的远程I/O站等；PLC要与IPC分工合作，除用IPC作人机界面外，作软件PLC的I/O部件也是可行的；此外还有PLC与紧急停车系统（ESD，EmergencyShutDownSystems）的关系、与立体仓库、机器人、/CAM等等都要处理好关系。总之，PLC要兼容各种新技术，使PLC成为真正意义上的“电脑”。
PLC的应用领域是宽阔的，还有许多领域急待开拓，如用于海关过境车辆认证（深圳盐田）、自动售小（若干店）在我国已有实例。另外，在离散事件冬天系统中，如公路网交通流（车辆计数、乘客计数及停留时间计量）、物流系统、柔行制造系统（敏捷制造系统）及一切非标准随服务系统中，均可以采用PLC，进而建模和采取对策并优化。PLC的前途一片美好，一切悲观的论点是站不住脚的。至于技术进步，PLC与其它技术融合以至消失，那还需要一定的时间！
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