外文翻譯資料-1-PLC、工業PC與DCS的特點與趨勢目前，廣泛應用于工業自動化系統的3大件是工業PC、DCS和PLC。在此，對于他們的經濟技術水平和發展趨勢進行敘述。一、可編程序控制器的特點及應用1.PLC的應用早期的可編程序控制器(ProgrammableLogicController，PLC)，主要用來代替繼電器實現邏輯控制。隨著計算機技術、通信技術和自動控制技術的迅速發展，可編程序控制器將傳統的繼電器控制技術與新興的計算機技術和通信技術融為一體，具有可靠性高、功能強、應用靈活、編程簡單、使用方便等一系列優點，以及良好的工業環境工作性能和自動控制目標實現性能，在工業生產中得到了廣泛的應用。1969年，美國數字設備公司(DEC)研制出世界上第一臺可編程控制器。早期的可編程控制器由分離元件和中小規模集成電路組成，主要功能是執行原先由繼電器完成的順序控制、定時等。70年代初期，體積小、功能強和價格便宜的微處理器被用于PLC，使得PLC的功能大大增強。在硬件方面，除了保持其原有的開關模塊以外，還增加了模擬量模塊、遠程I/O模塊和各種特殊功能模塊。在軟件方面，PLC采用極易為電氣人員掌握的梯形圖編程語言，除了保持原有的邏輯運算等功能以外，還增加了算術運算、數據處理和傳送、通訊、自診斷等功能。進入80年代中、后期，由于超大規模集成電路技術的迅速發展，微處理器的市場價格大幅度下跌，使得PLC所采用的微處理器的檔次普遍提高。而且，為了進一步提高PLC的處理速度，各制造廠商還研制開發了專用邏輯處理芯片，大大提高了PLC軟、硬件功能。2.PLC的特點在發達工業國家，PLC已經廣泛的應用在所有的工業部門。據“美國市場信息”的世界PLC以及軟件市場報告稱，1995年全球PLC及其軟件的市場經濟規模約50億美元5。隨著電子技術和計算機技術的發展，PLC的功能得到大大的增強，具有以下特點：(1)可靠性高。PLC的高可靠性得益于軟、硬件上一系列的抗干擾措施和它特殊的周期循環掃描工作方式。(2)具有豐富的I/O接口模塊。PLC針對不同的工業現場信號，有相應的I/O外文翻譯資料-2-模塊與工業現場的器件或設備直接連接。另外為了提高操作性能，它還有多種人機對話的接口模塊；為了組成工業局部網絡，它還有多種通訊聯網的接口模塊。(3)采用模塊化結構。為了適應各種工業控制需要，除了單元式的小型PLC以外，絕大多數PLC均采用模塊化結構。PLC的各個部件，包括CPU、電源、I/O等均采用模塊化設計，由機架及電纜將各模塊連接起來，系統的規模和功能可根據用戶的需要自行組合。(4)編程簡單易學。PLC的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，對使用者來說，不需要具備計算機的專門知識，因此很容易被一般工程技術人員所理解和掌握。(5)安裝簡單，維修方便。PLC不需要專門的機房，可以在各種工業環境下直接運行。各種模塊上均有運行和故障指示裝置，便于用戶了解運行情況和查找故障。由于采用模塊化結構，因此一旦某模塊發生故障，用戶可以通過更換模塊的方法，使系統迅速恢復運行。二、工業PC1.工業PC的工業控制應用工業PC具有廣泛軟硬件支持特性，品種豐富多樣，能充分利用優良圖形用戶界面功能，對工業用戶有巨大吸引力。但早期PC不適合工業自動化過程控制應用，通過加固改裝如增加保護機殼、采取減振降溫等措施，滿足工業環境應用的一些要求是其初期發展的特點。近年來，隨著芯片集成度的進一步提高，功能增加，制板工藝、元器件封裝和表面安裝技術的改進，及標準工業總線、標準操作系統和圖形用戶界面軟件的發展，工業PC的發展和應用進入鼎盛時期，整機硬件可靠性提高，系統軟件不斷完善，應用軟件極大豐富，深入工業自動化控制行業各個領域。據不完全統計，工業PC在工業自動化中的使用率占全部工業控制計算機的65%，且每年以21%的增長速度繼續擴大。制造業購買的工業PC按金額計算占整個PC市場10%左右。在工業自動化過程控制系統行業應用于工業管理的占44.1%，應用于操作員控制臺的占36.4%，應用于質量管理的占18.8%，應用于監視和控制、工程師控制臺、數據采集系統的分別占總數的18.2%、12.6%和11.1%。工業PC的一個顯著特點是可獨立組態，也可與DCS、PLC、CNC和其他計算機連成網絡。目前，幾乎所有DCS、PLC生產制造商都采用工業PC編制控制系統程序，越來越多控制系統公司采用工業PC作為操作員界面工作站。由工業PC所外文翻譯資料-3-組成的計算機控制系統在工業自動化過程控制領域發揮了十分重要的作用，已出色地用于工廠和車間級過程控制、數據采集、批量處理、質量管理、機床自動化以及優化和專家控制等任務。2.工業PC的主要特點(1)工業標準的應用為了使不同廠家生產的計算機能相互連接，也為充分利用市場上多種多樣PC元件和模塊所提供的功能，工業PC采用了標準接口，它不僅需采用IEEE、DIN和ISO等標準，還需采用AT(ISA)、EISA及STD、VME、Multibus等總線標準?，F在工業PC已廣泛采用了PCI、PCMCIA總線標準，這兩種標準總線對于提高工業PC性能和速度有極大推動作用。(2)采取必要的保護措施必須根據控制應用的環境條件對工業PC采取各種保護性措施，使之適合于從工程管理部門到現場操作控制的應用。工業PC必須要能耐受條件惡劣的現場生產環境，必須具備良好的散熱、通風、防水、防塵、抗干擾、抗腐蝕、防沖擊、抗振動等一系列保護性特點。(3)采用工業操作系統MS-DOS因內存不足，無法支持多任務，缺乏實時性功能，連網能力差等缺點，目前已基本不采用了。隨著計算機主芯片的飛速發展，更高性能和更高速度的工業PC層出不窮。另外，現在幾乎所有軟件開發公司都已將開放重點轉移到OS/2、Windows和Unix等操作系統上。尤其是適合于工業自動化過程控制系統實時多任務操作應用的WindowsNT/2000已經普遍成為工業PC的主流操作系統。(4)與自動化設備和系統的通信工業PC須能與各種自動化設備和系統進行有效通信，如與PLC、DCS、數據采集系統以及上一級管理計算機的通信。隨著新技術的不斷發展，由于系統開放和系統集成技術的發展需要，工業PC的這些通信功能將會越來越顯示出其重要作用。標準通信網絡的發展使工業PC的應用更開放，并能使它對小型計算機構成更大威脅。以MAP協議為基礎的Ethernet通信網絡允許各種計算機系統間直接相互通信。在不同級別自動化網絡系統間相互通信時，則需單獨處理各通信信道。監控級工業PC則需從下級系統采集數據信息，并傳送到上一級計算機。(5)安全操作特性外文翻譯資料-4-除了對工業PC采取各種保護性措施以外，還需要對工業PC的操作狀態進行監視，監視計算機的運行及其軟件系統，檢查具體程序在預定周期內的執行情況。計算機應能監視電源電壓，并在故障或偏差過大時發出報警信號。3.工業PC的現狀及發展趨勢工業PC現在具有各種各樣的性能和功能，低檔工業PC與CRT操作終端相當，高檔工業PC可與工作站相當。因此，高檔工業PC與低檔工作站的價格和性能重疊，差別正在消失，工業PC與工作站之間的界限越來越模糊。工業PC工作站是工業自動化過程控制系統應用的優良選擇，標準通信網絡和圖形化操作系統的采用使得工業PC與其他設備能有效地進行通信。隨著32位和64位計算機芯片的出現和使用，將會進一步提高工業PC工作站的功能和性能，今后還會向更高方向發展。軟件是工業PC在工業自動化過程控制系統中應用的關鍵。硬件性能的提高和價格的下降，以及標準化和功效更強、更好圖形化操作系統的采用是促進工業PC軟件發展的重要因素。當前，工業PC軟件發展迅速，市場上已有數千家獨立軟件開發公司能供應在工業PC上運行的工業過程控制組態軟件包，以滿足急速增長的工業用戶需要。工業PC上應用的工業過程控制組態軟件包大多運行在OS/2、Windows和UNIX等標準操作系統上。工業過程控制應用軟件大批量涌現，軟件開發公司提供了大量可在工業PC之上運行，用于PLC、DCS等工業自動化控制系統的組態工具和圖形化人機界面軟件。許多PLC、DCS生產制造商開發的組態工具軟件已成為其自動化控制系統的重要組成部分。他們采用工業PC代替專用工作站，用于建立實時數據庫、控制回路、圖形畫面顯示、報警記錄、實時和歷史數據趨勢記錄以及過程控制仿真等任務?，F在，各種用于過程監視與控制、單元控制、工廠數據采集、過程優化控制、過程控制仿真、統計式質量控制(SQC)、統計式過程控制(SPC)以及專家系統控制的專用工業自動化控制軟件包都