4 plc的发展趋势

　　随着微处理器技术、超大规模集成电路技术和数字通讯技术的进步和发展，可编程序控制器也得到了迅速发展，其功能已远远超出了其定义所指的范围，其概念也日趋模糊，现代可编程控制器的发展趋势主要有以下几个方面：

　　（1） 用高性能器件，尽量缩小与工业控制计算机之间的差距。例如，德国festo公司的ipc（industrial pc）由一系列符合工业标准的模块组成，它与微机兼容且具有plc的功能。

　　（2） 丰富i/o模块，使plc在实时性、精度、分辨率、人机对话等性能方面进一步得到改善和提高。

　　（3）进一步强化网络功能，以实现信息管理自动化。例如ipc型控制器具备多种现场总线接口。如festo总线、profibus、as-i、can等，以及各种网络连接模块，如novell等，从而使plc与plc、plc与pc、plc与现场设备之间建立通讯联网。

　　（4）多种编程语言并存，互补不足。ipc型控制器除了采用梯形图、指令表编程以外，还可以用iec1131规定的用于顺序控制的标准化语言以及c、basic等计算机语言进行编程。

　　（5） 硬件结构集成化、冗余化。随着专用集成电路（asic，application specific integrated circuits）和表面安装技术（smt，surface-mout technology）在plc硬件设计上的运用，使得plc产品硬件元件数量更少，集成度更高，体积更小，其可靠性更高。同时，为了进一步提高系统的可靠性，plc产品还采用了硬件冗余和容错技术。用户可以选择cpu单元、通信单元、电源单元或i/o单元甚至整个系统的冗余配置，使得整个plc系统的可靠性得以进一步加强。

5 可编程控制器现场集成技术研究的意义

　　现行的可编程控制器均是由专门的生产厂商设计生产的，用户选用他们提供的专用控制器时，可能只用到它的部分功能，会造成一定的资源浪费，而且专用控制器价格高，不经济。而使用现代可编程逻辑器件来实现具有如下优点：

　　（1） 用户可以根据需要设计控制器的功能，不会造成太大的资源浪费;而且不用带自身专用的编译器，从而大大降低了系统的价格。

　　（2）用户逻辑和接口部分可以做在同一个器件内，因而让接口和用户逻辑更紧密地结合;用fpga/cpld芯片组成的系统，很自然地避开cpu的程序跑飞、死循环、复位不可靠等缺点，无需采用过多措施就能使系统具有很高的可靠性。

（3）fpga作为控制器的核心，其灵活的现场可更改性、可再配置能力，对系统的各种改进非常方便，在不更改硬件电路的基础上可以进一步提高系统的性能，也就是完成硬件的在系统升级;在线编程是fpga/cpld突出的特点，它无需改变芯片外部i/o口的连接线，可直接在用户自己设计的目标系统中或线路板上对fpga/cpld器件编程，这就打破了使用一般数字器件和plc先设计后装配的惯例，而可以先装配后编程，用在实际系统后还可以反复编程，从而开创了数字电子系统设计技术的新一页。此外，还可以通过红外线编程、超声波编程或通过电话线、internet进行在线编程。这些功能在远控或军事领域上有特殊的用途。

　　（4）fpga的性能价格比很高，用它实现的控制器的价格，几乎只是和它具有相同输入/输出端子市售可编程控制器价格的十分之一;而且其逻辑实现是并行工作的，其速度远远大于plc，这在实时系统中是非常有优势的。

　　（5）它抛弃了传统plc“程序”的概念，以“硬件线路”来实现控制功能，在硬件线路运行时所有的信号是并行运行的，而且信号的路径是可知的，信号传输的时间是可预测的，所以可用于精确控制的需要，如位置控制、速度控制、信号处理、图象处理、高速机械等。

　　从以上优点我们可以看出，基于fpga/cpld的hardplc能更经济、更稳定、更方便地适应用户的需求，而且其实时性、灵活性远远优于传统的可编程控制器（plc）。因此，可编程控制器的现场集成技术应用非常广阔，具有很强的工程实用价值。