工业过程控制系统及工程应用
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1.5 国内外主要PLC产品

目前,全世界有300多家PLC生产厂家,1000多个系列品种的PLC产品。从微型PLC到超大型PLC,都有许多型号和系列,按地域PLC产品可分成三大流派,即美国产品、欧洲产品和日本产品。美国和欧洲的PLC技术是在相互隔离情况下独立研究开发的,因此美国和欧洲的PLC产品有明显的差异性。而日本的PLC技术是由美国引进的,对美国的PLC产品有一定的继承性,但日本的主推产品定位在小型PLC上。美国和欧洲以大中型PLC闻名,而日本则以小型PLC著称。下面按地域简单介绍一些知名的PLC品牌。

1.5.1 美国PLC产品

美国是PLC生产大国,有100多家PLC厂商,著名的有A-B(ALLEN-BRADLEY)公司、通用电气(GE)公司、莫迪康(MODICON)公司、德州仪器(TI)公司、西屋公司等。其中A-B公司是美国最大的PLC制造商,其产品约占美国PLC市场的一半。美国主要PLC产品介绍如下。

(1)A-B公司的PLC产品。A-B公司产品规格齐全、种类丰富,其主推的大、中型PLC产品是PLC-5系列,该系列为模块式结构。当CPU模块为PLC-5/10、PLC-5/12、PLC-5/15、PLC-5/25时,属于中型PLC,其I/O点配置范围为256~1024点;当CPU模块为PLC-5/11、PLC-5/20、PLC-5/30、PLC-5/40、PLC-5/60、PLC-5/40L、PLC-5/60L时,属于大型PLC,其I/O点最多可配置到3072点。该系列中PLC-5/250功能最强,最多可配置到4096个I/O点,具有强大的控制和信息管理功能。大型机PLC-3最多可配置到8096个I/O点。A-B公司的小型PLC产品有SLC500系列等。

(2)GE公司的PLC产品。GE公司的代表产品是小型机GE-Ⅰ、GE-Ⅰ/J、GE-Ⅰ/P等,除GE-Ⅰ/J外,均采用模块结构。GE-Ⅰ用于开关量控制系统,最多可配置到112个I/O点。GE-Ⅰ/J是更小型化的产品,其I/O点最多可配置到96点。GE-Ⅰ/P是GE-Ⅰ的增强型产品,增加了部分功能指令、功能模块(如A/D、D/A等)、远程I/O功能等,其I/O点最多可配置到168点。中型机GE-Ⅲ在小型机基础上增加了中断、故障诊断等功能,最多可配置到400个I/O点。大型机GE-Ⅴ在中型机基础上又增加了部分数据处理、表格处理、子程序控制等功能,且具有较强的通信功能,最多可配置到2048个I/O点。而GE-Ⅵ/P最多可配置到4000个I/O点。

(3)莫迪康公司的PLC产品。莫迪康(MODICON)公司有M84系列PLC。其中M84是小型机,具有模拟量控制、与上位机通信功能,I/O点最多可配置到112点。M484是中型机,其运算功能较强,可与上位机通信,也可与多台PLC联网,其I/O点最多可扩展到512点。M584是大型机,其容量大、数据处理和网络功能强,最多可扩展I/O点为8192。M884是增强型中型机,它具有小型机的结构、大型机的控制功能,主机模块配置2个RS-232C接口,可方便地进行组网通信。

1.5.2 欧洲PLC产品

1.5.2.1 西门子公司的PLC产品

德国西门子(SIEMENS)公司生产的可编程序控制器在我国的应用也相当广泛,在冶金、化工、印刷生产线等领域都有应用。西门子公司的PLC产品包括LOGO系列、S7-200系列、S7-300系列、S7-400系列、工业网络、HMI人机界面、工业软件等。

西门子PLC主要产品是SIMATIC S7系列,而S7系列是西门子公司在S5系列PLC基础上近年推出的新产品,其性能价格比高,其中S7-200、S7-1200、S7-1500系列属于微型PLC,S7-300、系列属于中小型PLC,S7-400系列属于中高性能的大型PLC。

1.5.2.2 施耐德公司的PLC产品

施耐德公司的PLC产品主要有以下几种。

(1)NEZA PLC(TSX 08系列)。是一个丰富功能的小型PLC,性能价格比高,体积小,通用性强。客户化功能块可以把应用算法直接放入功能块,以便把它作为一个标准指令来使用。I/O点可从20点扩展到80点。

(2)Premium PLC(TSX 57系列)。属中型机架,CPU功能强,速度快,内存大。开关量和多种模拟量模块紧凑灵活。提供特种模块,如高速计数模块,轴控制模块,步进控制模块,通信模块及称重模块等。

(3)Quantum PLC(140系列)。该主机组态方便,维护简单。结构和模块可以灵活选择。通过在世界范围内上万的装机量,已被无数种应用证明满足各种应用需求。具有性能出色的处理器,先进的IEC方式编程,支持各种网络。

(4)Micro PLC(TSX 37系列)。属紧凑型机架,体积小,功能强,配置灵活,价格低,适合中国市场特点。具有强大的CPU功能,速度快,内存大集成LED显示窗,并可多任务运行。I/O模块结构紧凑,开关量I/O容量大(可达248点)。模拟量I/O点数多(可达41点)。提供多种人机界面和丰富的联网功能,如:Modbus,Modbusplus(MB+),TCP/IP,Ethernet,Unitelway,Fipway等。

(5)Modicon TSX Compact。是一种结构小巧,功能强大的PLC,改进后其存储器、处理速度、I/O、环境指标、编程软件等方面性能进一步提高。从而使其成为众多控制和RTU应用的更完善、更灵活的解决方案。

1.5.2.3 ABB公司的PLC产品

ABB的PLC共包括3种下属系列产品,即40系列、50系列和90系列。40系列PLC与50系列PLC在外形和应用上完全一致,但40系列产品不支持CS31和MODBUS通信。40系列PLC和50系列PLC是法国ABB生产的产品,而90系列PLC则是德国ABB生产的产品。90系列PLC的编程软件可以兼容40系列PLC和50系列PLC,反之则只能部分兼容。随着ABB的最新系列PLC产品AC500的面市,90系列PLC有被淘汰的趋势。

1.5.3 日本PLC产品

日本的小型PLC最具特色,在小型机领域中颇具盛名,某些用欧美的中型机或大型机才能实现的控制,日本的小型机就可以解决。在开发较复杂的控制系统方面明显优于欧美的小型机,所以格外受用户欢迎。日本有许多PLC制造商,如三菱、欧姆龙、松下、富士、日立、东芝等,在世界小型PLC市场上,日本产品约占有70%的份额。

(1)三菱PLC。三菱公司的PLC是较早进入中国市场的产品。20世纪80年代末三菱公司又推出FX系列,在容量、速度、特殊功能、网络功能等方面都有了全面的加强。FX2系列是在90年代开发的整体式高功能小型机,它配有各种通信适配器和特殊功能单元。FX2N、FX2NC是近几年推出的高功能整体式小型机,它是FX2的换代产品,各种功能都有了全面的提升。FX3U、FX3UC在FX2N、FX2NC基础上又增加了对字元件的位操作等功能。近年来不断推出的满足不同要求的小型PLC产品主要有FX0S、FX1S、FX0N、FX1N、FX2N、FX2NC、FX3U、FX3UC系列等。三菱公司的大中型机有QnA系列、Q系列,具有丰富的网络功能,I/O点数可达8192点。其中Q系列具有超小的体积、丰富的机型、灵活的安装方式、双CPU协同处理、多存储器、远程口令等特点,是三菱公司现有PLC中最高性能的PLC。

(2)欧姆龙PLC。欧姆龙(OMRON)公司的PLC产品其大、中、小、微型规格齐全。微型机以SP系列为代表,其体积极小,速度极快。小型机有P型、H型、CPM1 A系列、CPM2 A系列、CPM2 C、CQM1等。P型机现已被性价比更高的CPM1 A系列所取代,CPM2A/2C、CQM1系列内置RS-232C接口和实时时钟,并具有软PID功能,CQM1 H是CQM1的升级产品。中型机有C200H、C200HS、C200HX、C200HG、C200HE、CS1系列。C200H是前些年畅销的高性能中型机,配置齐全的I/O模块和高功能模块,具有较强的通信和网络功能。C200HS是C200H的升级产品,指令系统更丰富、网络功能更强。C200HX/HG/HE是C200HS的升级产品,有1148个I/O点,其容量是C200HS的2倍,有品种齐全的通信模块,是适应信息化的PLC产品。CS1系列具有中型机的规模、大型机的功能,是一种极具推广价值的新机型。大型机有C1000H、C2000H、CV(CV500/CV1000/CV2000/CVM1)等。

(3)松下PLC。松下公司的PLC产品中,FP0为微型机,FP1为整体式小型机,FP3为中型机,FP5/FP10、FP10S(FP10的改进型)、FP20为大型机,其中FP20是最新产品。松下公司近几年PLC产品的主要特点是:指令系统功能强;有的机型还提供可以用FP-BASIC语言编程的CPU及多种智能模块,为复杂系统的开发提供了软件手段。

1.5.4 国产PLC产品

目前,我国PLC市场的95%以上被国外产品占领。国内曾有多家研究单位研究开发了PLC产品,由于种种原因没有发展起来。值得欣慰的是,我国已有一些实力较强的公司正在拓展PLC业务,并在中国PLC市场有了一定声音,国产PLC品牌主要有和利时、台达、永宏、安控、台安等。

(1)和利时PLC。和利时PLC主要有小型的LM系列和大型的LK系列产品。LK系列PLC系统充分融合了DCS和PLC的优点,具有更加卓越的控制性能,系统的可靠性更高,模拟量处理能力更强,开放性和易用性更佳。LK系列采用高性能处理器使其不但拥有处理速度快的优点、在性能稳定性上也进行了加强。它采用高速背板总线,直接将本地I/O数据映射到CPU存储空间,同时支持CPU及通信网络冗余。LK系列PLC自身集成了10M/100Mbps以太网接口、RS232接口和RS485接口,支持PROFIBUS-DP协议,系统扩展能力强,支持带电插拔,支持SD存储卡。

(2)台达PLC。台达PLC是台达集团为工业自动化领域专门设计的、实现数字运算操作的电子装置。台达PLC以高速、稳健、高可靠度而著称,广泛应用于各种工业自动化机械。台达PLC除了具有快速执行程序运算、丰富指令集、多元扩展功能卡及高性价比等特色外,并且支持多种通讯协议,使工业自动控制系统联成一个整体。

(3)永宏PLC。永宏PLC是我国台湾永宏电机股份有限公司的PLC产品。永宏专注在高功能的中小型及微型PLC市场领域,创立的自有品牌“FATEK”目前在业界已享有颇高的知名度。目前具体的发展方向仍以研发更高功能的PLC来稳固核心竞争力外,同时更积极发运动控制器、人机接口、工业用电源供应器、伺服控制器、变频器及伺服马达。

(4)安控PLC。2004年,安控的RockE系列PLC问世。安控科技将多项通信技术引入到RockE40系列PLC产品中,使得其通信能力较一般PLC相比得到了大大提高。RockE40系列PLC产品可提供多种通信接口,如:网络、RS232、RS485、拨号、无线电台等,配接相应的通信设备,可以实现以上所提到的各种通信方式。由于提供了通信扩展模块,在理论上通信接口的数量也没有限制。