有关传统的水箱水位控制方式[2]在经过多年的发展,主要体现在浮标式水位控制、电极式水位控制、压力式水位控制等三种继电器式控制模式。其中,以电极式的离子浮选法较为新颖。以上几种控制系统是基于液态工质的物理或化学特性而运转,主要是以大型水塔、污水处理等作为工作对象,并不具备全时态的响应功能。同时,受到环境变化的影响,经常会出现继电器失灵等现象。满足现代工业文明的精密化水位控制系统的任务绝不是以上几种方式能够完成的。而可编程逻辑控制系统的出现极大缓解了这一需求与生产能力的矛盾。86189
国外的PLC技术出现较早,在上世纪七十年代就已崭露头角。这一期间的PLC功能集中在定时和技术,但其催生了PLC的标志性语言----梯形语言[3]。在其出现后的二十年间,该产品发展迅速,结合不同类型的传感器实现了在各个行业内的普及。相比起最原始的以中小规模集成电路为核心的CPU作为处理器,现代产品主要是以16位及以上的微处理器作为CPU,同时还可以实现数个PLC工作机的串联,以资源共享的工作模式提高生产效率。国际上习惯于将PLC以物理结构的形式进行分类,分别有模块式与整体式。整体式以CPU、接口、电源排列紧凑为特点,由于接口数量少,故多为小型工业生产所采用。相比之下,模块式秉承了PLC在设计原则上的灵活、功能兼顾的特点,采用了预留多个硬件模块插槽的方法,使之可以随时升级为中大型工作机。
国外的PLC技术优势体现在了友好的人机操作界面、运算速度和容量上。由于美国、日本等国的硅技术长期领先于世界,因此更长于PLC的存储器与处理器小型化的工作。以下境外公司在基于PLC的水箱水位控制技术上有许多核心产品,比如,韩国的LG公司、日本FUJI和MITSUBISHI以及德国SIEMENS的S7系列等都是该领域的强势企业,尤其是在大型PLC的过程工程的应用方面,例如车床加工、石油炼成、冶金工程、锅炉水位控制、污水处理等等。以上这些都是综合性能较强的模块式产品,其组态方式更为多样化。
相比国外产品,我国自产的PLC的发展得益于改革开放初期从国外引进的自动化生产设备中的PLC,因此起步较晚,并以中小型为主,上海东屋电气CF系列、苏州电算YZ系列等自主品牌已打开市场。
目前的PLC存在的问题以及技术标准主要面向系统的开放性和标准化程度上。众所周知,PLC的内部汇编语言和连接所用的通信接口都源于各自公司的特定规格,而在将不同使用环境下的工作机进行数据整合时必然遇到系统兼容的问题,因此,不同型号PLC的通用性是当前全世界行业内面临的主要问题。与此同时,PLC本身并不属于商业计算机的范畴,只能归类于工业计算机,输入控制指令是用专门的编程软件界面输入,其数据的导出,依旧需要专机操作,无法与任意一台PC机互联实现软件化,对计算机的系统要求也较高。我国在相关制造领域依旧有较多问题,PLC的核心部件之一微处理器的生产是我国长期以来严重短板的一个方面,这一硬件的质量高低直接影响了运算速度和工作所占体积。缺乏中大型工作机,即模块式PLC,也是我国的软肋之一,这直接影响了工业化的自动程度。