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開放與共通整合 PLC邁入自動控制新紀元
 

【作者: 王明德】   2014年01月22日 星期三

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PLC發展至今已有四十餘年的歷史,隨著半導體技術、電腦技術和通信技術的發展,工業控制領域已有翻天覆地的變化,PLC亦在不斷的發展,正朝著新的技術發展。從自動控制整合的角度出發,PLC即將邁入新的紀元。


由於PLC網路系統相較於過去現場匯流排技術,已不再是自成體系的封閉系統,這逐漸迅速轉向開放式系統發展,各大品牌PLC除了形成自己各具特色的PLC網路系統,以完成設備控制任務之外,還可以與上位電腦管理系統聯網,實現資訊交流,成為整個資訊管理系統的一部分。大多數廠牌的PLC不但支援可傳統匯流排系統,工業乙太網路也成為主流通訊支援項目,由於網路功能日新月異,為了強化控制的發展,PLC支援開放性的共通介面,是絕對必要的,開放性與共通性的整合,會是PLC未來發展趨勢的重要面向。


高性能+小型化 PLC創新應用成主流


在硬體本身方面,PLC逐漸向高性能與小型化方向發展。由於PLC的功能愈來愈豐富,但體積則愈來愈小,這並非是功能的簡化,而是透過硬體的系統強化,讓應用更有效率。林向良認為,由於PLC等於是機台的「大腦」,透過與其他元件的整合輔助,讓自動化控制的應用更全方位。



圖一 : PLC的開放整合,已成為自動化系統發展的重要趨勢。
圖一 : PLC的開放整合,已成為自動化系統發展的重要趨勢。

如何達到最佳化的技術,業界指出,從最基礎的晶片等元件設計開始,從硬體的角度進行最適化的規劃,像是將運算相關功能整合到系統單晶片上,或是透過DDR匯流排連線進行模組化的通訊,均可直接從硬體層面上提升PLC的處理速度。」


由於中大型PLC需要透過技術整合才能達成最佳化,以傳統泛用型的產品解決所有的疑難雜症已不可行,如何透過最直效的模式來提供最完整的服務,這是自動化設備廠商需要去思考的地方,其中生產設備的整合,是生產自動化的最基本項目,因此如何整合週邊元件達成最佳效果,將會是一個重要的課題。


由於需要透過其他元件輔助,才能達成自動化生產線的完整應用,因此PLC的開放整合,也成為自動化系統發展的重要趨勢。從傳統現場匯流排技術得到廣泛的採用,PLC與其他安裝在現場的智慧化設備,包括儀錶、感測器、智慧型電磁閥、智慧型驅動執行機構等元件,可透過通過一根傳輸介質即可連接起來,並按照同一通信規約互相傳輸資訊,構成一個現場工業控制網路,這種網路與單純的PLC遠端網路相比,配置更靈活方便,造價更低,性能價格比更好,也更具開放意義。


此外以PLC操作面向,逐漸走向「簡易化」的方向發展,也成為自動控制另一趨勢。目前PLC推廣的相當難度之一,主要來自於複雜的程式設計,傳統複雜的程式語言讓用戶望而卻步;加上不同廠商的PLC產品,所用程式設計的語言也不盡相同,使用者往往需要掌握多種程式設計語言,難度算是相當的高,前面提過以PLC為中心來看,要達到系統自動控制的功能,必須與相當多的元件來進行連結,這也是PLC程式設計中必須克服的難題,工程師如何才能以最少的工時,開發完整功能運作,這是新一代自動控制系統必須面對的課題。


操作簡易化 介面整合 軟硬體控制


在自動化控制領域上,需要討論的部分包括硬體、軟體及使用介面,因此除了如何讓PLC的硬體運作更順暢、軟體的開發整合更方便外,如何讓使用介面更容易溝通,也是一重要課題,包括硬體、軟體及介面的開發,木澤義浩認為這必須在規劃設計一項產品的最初期,就必須考慮在內,設計PLC也是如此,三者缺一不可。


傳統程式設計的過程既繁瑣又容易出錯,阻礙了PLC的進一步推廣應用,他認為PLC控制系統的發展,必然朝著操作簡易化」的方向邁進,以圖像來進行控制規劃,就是一個重要的趨勢,包括歐美及日系廠商,多針對控制介面多所著墨,主要就是著眼在操作的簡易規劃;此外,由於目前自動控制系統多為協同設計,如果以傳統的程式設計模式,在「溝通」上就成為一大課題,「圖像控制的最大好處,在於讓每一個人看到與理解的都相同。」這樣的系統規劃,也讓監控與除錯的高效化造成相當程度的提升。


此外,由於現場需經模擬與除錯,才能讓系統達到最適化應用,因此所有相關資訊的「可視化」也是一項重點,由於PLC在快速的生產線上,其資訊投入與輸出如有毫秒的延遲,可能就會造成生產成本的損失,因此透過監控模組的可視化,讓時序細微的變化可即時監控,穩定擷取資訊並以直觀性的操作來執行操作的功能,提升可靠性、實用性及維修性的穩定介面,可以讓生產線的控制達到更完整的分析,這也是自動控制的發展趨勢。


PLC發展至今,已有四十餘年的歷史,隨著技術的發展,工業控制領域已有翻天覆地的變化,PLC也即將邁入新的紀元,如何整合各應用領域及技術的創新,將是下一階段自動控制必須專注的面向。


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AlexHung_a31發言於2015.09.22 09:06:28 AM
PLC已經過時了!試試KingStar Motion--內含全球知名即時系統、EtherCAT、SW PLC及SW Motion。不只是單機的自動控制系統,還可以控制一整條產線。 重點是,可以節省許多成本!
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