探索无编程环境下PLC监视的挑战与难点 (探索无编程环境的原因)

探索无编程环境下PLC监视的挑战与难点

一、引言

随着工业自动化技术的飞速发展，可编程逻辑控制器（PLC）在制造业、能源、交通等领域的应用日益广泛。
PLC作为工业自动化的核心设备，其稳定性和可靠性对于保障生产线的正常运行至关重要。
在无编程环境下对PLC进行监视，确保其稳定运行，面临着诸多挑战和难点。
本文将对无编程环境下PLC监视的挑战与难点进行深入探讨，并探索无编程环境的原因。

二、无编程环境下PLC监视的挑战

1. 硬件设备依赖性强

PLC的正常运行依赖于与其连接的硬件设备，如传感器、执行器、通讯模块等。
在无编程环境下，对PLC进行监视需通过硬件设备的状态来判断PLC的工作状况。
硬件设备的多样性和复杂性使得监视工作变得困难。
不同厂家的硬件设备可能存在兼容性问题，导致监视系统难以准确判断PLC的状态。

2. 数据处理与解析难度大

PLC在处理过程中会产生大量数据，包括实时数据、历史数据、诊断信息等。
在无编程环境下，对这些数据进行处理和解析是一项巨大的挑战。
一方面，需要确保数据的准确性和实时性；另一方面，需要对数据进行深度分析，以识别潜在的问题和隐患。
不同PLC厂商的数据格式和通信协议存在差异，使得数据处理和解析变得更加复杂。

3. 故障诊断与排除困难

在无编程环境下，故障诊断与排除是PLC监视工作的重点。
由于PLC系统的复杂性，故障可能出现在硬件、软件、网络等各个环节。
在没有编程工具的支持下，对故障原因进行准确判断和处理变得非常困难。
一些故障可能具有隐蔽性，难以通过常规手段进行检测和诊断。

三、无编程环境下PLC监视的难点

1. 技术水平要求高

无编程环境下的PLC监视需要监控人员具备较高的技术水平。
监控人员需要熟悉PLC的工作原理、硬件结构、通信协议等方面的知识。
还需要掌握数据处理、故障分析、系统优化等技能。
现有监控人员的技能水平参差不齐，难以满足无编程环境下PLC监视的需求。

2. 缺乏有效的监控工具

在无编程环境下，有效的监控工具是确保PLC监视工作顺利进行的关键。
目前，市场上存在一些PLC监控工具，但这些工具在数据处理、故障诊断等方面的功能有限，难以满足复杂环境下的需求。
因此，开发适用于无编程环境下的PLC监控工具成为一大难点。

四、无编程环境的原因分析

1. 简化操作与维护的需求

随着工业自动化技术的不断发展，操作人员对简便、易用的系统要求越来越高。
无编程环境可以降低操作难度，使操作人员更容易上手。
在维护方面，无编程环境可以减少对专业编程人员的依赖，降低维护成本。

2. 安全性与稳定性的考虑

在无编程环境下，PLC系统的安全性与稳定性成为关注的重点。
为了避免非法修改和恶意攻击，许多PLC系统采用封闭的设计，限制外部编程环境的接入。
这样做可以确保系统的安全性与稳定性，但同时也增加了监视工作的难度。

五、结论

无编程环境下PLC监视面临着诸多挑战和难点，包括硬件设备依赖性强、数据处理与解析难度大、故障诊断与排除困难等。
为了提高PLC监视工作的效率和质量，需要加强对监控人员的培训，提高他们的技术水平；同时，还需要开发适用于无编程环境下的PLC监控工具。
为了进一步推动工业自动化技术的发展，需要平衡安全性、稳定性与操作便捷性之间的关系，为PLC监视工作创造更好的条件。

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PLC的发展历程和现状？

一、PLC的来源 1、在制造工业（以改变几何形状和机械性能为特征）和过程工业（以物理变化和化学变化将原料转化成产品为特征）中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。 传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。 1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，使得电气控制功能实现的程序化，这就是第一代可编程序控制器，英文名字叫Programmable Controller（PC）。 2、随着电子技术和计算机技术的发生，PC的功能越来越强大，其概念和内涵也不断扩展。 3、上世纪80年代，个人计算机发展起来，也简称为PC，为了方便，也为了反映或可编程控制器的功能特点，美国A-B公司将可编程序控制器定名为可编程序逻辑控制器Programmable Logic Controller（PLC），并将“PLC”作为其产品的注册商标。 现在，仍常常将PLC简称PC。 4、上世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为30~40%。 在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统. 5、近年，工业计算机技术（IPC）和现场总线技术（FCS）发展迅速，挤占了一部分PLC市场，PLC增长速度出现渐缓的趋势，但其在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。 6、目前，世界上有200多厂家生产300多品种PLC产品，主要应用在汽车（23%）、粮食加工（16.4%）、化学/制药（14.6%）、金属/矿山（11.5%）、纸浆/造纸（11.3%）等行业。 二、典型的PLC产品 1、国外 施耐德公司， Quantum、Premium、Momentum等； 罗克韦尔（A-B公司），SLC、MicroLogix、Control Logix等； 西门子公司， SIMATIC S7-400/300/200系列； GE公司 日本欧姆龙、三菱、富士、松下等。 2、国内 PLC生产厂约30家，但没有形成颇具规模的生产能力和名牌产品，还有一部分是以仿制、来件组装或“贴牌”方式生产. 三、PLC在我国的应用 虽然我国在PLC生产方面非常弱，但在PLC应用方面，我国是很活跃的，近年来每年约新投入10万台套PLC产品，年销售额30亿人民币，应用的行业也很广。 在我国，一般按I/O点数将PLC分为以下级别（但不绝对，国外分类有些区别）： 微型：�32 I/O 小型： 256 I/O 中型：1024 I/O 大型：4096 I/O 巨型：8192 I/O 在我国应用的PLC系统中，I/O 64点以下PLC销售额占整个PLC的47%，64点~256点的占31%，合计占整个PLC销售额的78%。 在我国应用的PLC，几乎涵盖了世界所有的品牌，呈现八国联军的态势，但从行业上分，有各自的势力范围。 大中型集控系统采用欧美PLC居多，小型控制系统、机床、设备单体自动化及OEM产品采用日本的PLC居多。 欧美PLC在网络和软件方面具有优势，而日本PLC在灵活性和价位方面占优势。 我国的PLC供应渠道，主要有制造商、分销商（代理商）、系统集成商、OEM用户、最终用户。 其中，大部分PLC是通过分销商和系统集成商达到最终用户的。 四、PLC发展的重点 1、人机界面更加友好 PLC制造商纷纷通过收购或联合软件企业、或发展软件产业，大大提高了其软件水平，多数PLC品牌拥有与之相应的开发平台和组态软件，软件和硬件的结合，提高了系统的性能，同时，为用户的开发和维护降低了成本，使更易形成人机友好的控制系统，目前，PLC＋网络＋IPC＋CRT的模式被广泛应用。 2、网络通讯能力大大加强 PLC厂家在原来CPU模板上提供物理层RS232/422/485接口的基础上，逐渐增加了各种通讯接口，而且提供完整的通讯网络。 由于近来数据通讯技术发展很快，用户对开放性要求很强烈，现场总线技术及以太网技术也同步发展。 如罗克韦尔A－B公司主推的三层网络结构体系，即EtherNet、ControlNet、DeviceNet，西门子公司在Profibus-DP及Profibus-FMS网络等。 3、开放性和互操作性大大发展 PLC在发展过程中，各PLC制造商为了垄断和扩大各自市场，处于群雄割据的局面，各自发展自己的标准，兼容性很差，这给用户使用带来不便，并增加了维护成本。 开放是发展的趋势，这已被各厂商所认识，形成了长时期妥协与竞争的过程，并且这一过程还在继续。 开放的进程，可以从以下方面反映： 1）IEC形成了现场总线标准，这一标准包含8种标准，虽然有人说，多种标准就是没有标准，但必竟是一个经过困难的争论与妥协的成果。 标准推出后，各厂商纷纷将自己的产品适应这些标准，或者开发与之相应的新产品。 2）IEC制订了基于Windows的编程语言标准IEC-3，它规定了指令表（IL）、梯形图（LD）、顺序功能图（SFC）、功能块图（FBD）、结构化文本（ST）五种编程语言。 这是以数字技术为基础的可编程序逻辑控制装置在高层次上走向开放性的标准化文件。 虽然PLC开发上各工具仍不兼容，但基于这些标准的开发系统，使用户在应用过程中，可以较方便地适不同品牌的产品。 3）OPC基金会推出了OPC（OLE for Process Control）标准，这进一步增强了软硬件的互操作性，通过OPC一致性测试的产品，可以实现方便的和无缝隙数据交换。 目前，多数PLC软件产品和相当一部分仪表、执行机构及其它设备具有了OPC功能。 OPC与现场总线技术的结合，是未来控制系统向FCS技术发展的趋势。 4、PLC的功能进一步增强，应用范围越来越广泛。 PLC的网络能力、模拟量处理能力、运算速度、内存、复杂运算能力均大大增强，不再局限于逻辑控制的应用，而越来越应用于过程控制方面，有人统计，除石化过程等个别领域，PLC均有成功能应用，PLC在相当多的应用取代了昂贵的DCS，从而使原来PLC（顺序控制）＋DCS（过程控制）的模式变成PLC＋IPC模式。 5、工业以太网的发展对PLC有重要影响。 以太网应用非常广泛，与工业网络相比，其成本非常低，为此，人们致力于将以太网引进控制领域。 目前的挑战在于1）硬件上如合适应工业恶劣环境；2）通讯机制如何提高其可靠。 以太网能否顺利进入工控领域，还存在争论。 但以太网在工控系统的应用却日益增多，适应这一过程，各PLC厂商纷纷推出适应以太网的产品或中间产品。

一起学习松下PLC,FP0R,脉冲输出程序编写【附带基础回顾】

一段PLC编程探索的旅程</

几年前，我入手了一台FP0R C32，后来又升级到FP0R T32，它的特色在于那个额外的电池（时钟功能）。 闲暇时光，我决定深入研究其软件编程，避开硬解接线的繁琐，专注于Control FPWIN Pro 7。

编程软件的转变</

官网提供的老编程工具对绝对地址编程有些复杂，我选择直接利用Control FPWIN Pro 7的帮助文件，寻找更为直观的编程方式。 1.1版的介绍中，我们看到了工具指令的魅力——它们能自定义功能块，实现多次调用，满足现代需求。

步入编程实战</

进入软件后，熟悉的LD界面让我感到舒适。 从设置WR和DT的使用范围开始，我发现松下的异常处理机制有时会显得与众不同，但这次我们将重点放在脉冲输出上。 配置高速计数器和4路脉冲输出，其功能强大且直观易用。

在配置过程中，我选择保留一路高速计数器，为脉冲输出做准备。 系统变量和轴变量的全面监控，让编程过程变得简单。 指令列表的分类设计，让查找和使用变得轻松。

从JOG运行开始</

我首先尝试JOG（手动运行）伺服，手册上的启动FB端子设置令人困惑。 其中的PulseOutput_Channel_Configuration_DUT是个谜，不过我不再纠结，直接动手实践。 经过一番调试，JOG运行成功，轴位置和输出信号同步调整。

原点设置与运动控制</

在JOG运行后，我调整了轴位置设置，探索了原点回位模式。 发现PulseControl_ElapsedValueReset和PulseControl_ElapsedValueContinue这两个选项对脉冲计数至关重要。 至此，无论是相对运动还是绝对运动，程序图示清晰明了。

反馈与封装</

为了实现轴控的全面反馈，我制作了一个FB，监控速度、忙碌和错误信息。 Control FPWIN Pro 7的ST功能也让我得心应手。

最后的部署与优化</

程序顺利上线，JOG_CW和JOG_ccw运行无误。 通过设置，轴的位置可以灵活切换为绝对、相对运动。 需要注意的是，PLC对速度参数的处理有特定限制，比如初始和最终速度必须小于目标速度，否则会有警告。

尽管存在一些小问题，如反馈速度不匹配和输出模式的缺失，但通过实际测试和调整，我已找到解决方法。 如果你需要更深入的编程资料，可以添加我们的小助手微信，发送“学习资料”获取。

这是一段充满挑战与发现的PLC编程之旅，无论你是初学者还是经验丰富的工程师，都能在这过程中找到乐趣和提升。

常用PLC系列简介（一）

引领工业智能的PLC系列：探索创新与卓越

在自动化控制的舞台上，PLC系列如璀璨繁星，各具特色，满足不同规模与需求的工业环境。 首先，我们来看LOGO和S7-200系列，作为超小型化的代表，它们以小巧的身躯在单机控制和小型系统中施展威力，无论是自动检测还是工厂监控，都能高效运作，灵活适应各行各业的挑战。

S7-300作为模块化的小型PLC，是设备直接控制的得力助手。 它不仅可管理多个下级PLC，更是中型控制系统的主力，满足性能要求不高的应用。 S7-300的模块扩展性强，最多可增至32个模块，集成的背板总线让通讯和编程变得更加便捷，支持MPI和工业以太网，为用户提供了丰富的选择和配置灵活性。

S7-400作为S7-300的升级版，其独特的热启动功能让系统稳定性更上一层楼。 外置电池接口确保在更换电池时数据的连续性，为大型应用提供了额外的保障。 而S7-1200，作为S7-200的进化版，凭借模块化设计和全面功能，成为升级投资的理想选择，为多样化的应用提供可靠支持。

S7-1500则是新一代的旗舰级PLC，专为中高端设备和工厂自动化打造，拥有卓越的运算速度和资源，集运动控制、工业信息安全和故障安全功能于一体，为用户带来前所未有的高效和安全性能。

在三菱PLC家族中，FX1S以其紧凑型和经济性，适合空间有限和成本敏感的场合；FX1N和FX2N分别以强大的功能和高速处理能力，满足基础顺序控制和高级工厂自动化应用；而FX3U和FX3G则以新一代第三代PLC的卓越性能，如定位功能的增强，成为升级和扩展的理想选择。

对于大型PLC，Q系列提供了经济型QUTESET型号，以高性价比满足高性能需求，同时保持兼容性和软件支持。 而NX系列如NX7、NX1和NX1P，是运动控制、安全和智能化的集成解决方案，NJ系列则聚焦运动、PLC与视觉控制的一体化，而CP和CJ1系列则在基础功能上不断创新，适应不同场景的控制需求。

CJ2和CS1作为中型PLC，分别继承和升级了功能，C200HX/C200HG/C200HE则聚焦智能化和信息化，CPM则将控制器与触摸屏融为一体，提供一体化操作体验。 每一款PLC系列都以其独特的优势，推动着工业自动化向更高层次迈进。

在选择PLC系列时，考虑你的系统规模、性能需求和预算，这些精心设计的解决方案将为你的工业自动化项目带来无限可能。 让我们一起探索这些PLC系列如何在各自的领域中实现高效、精准和可靠的控制，驱动制造业的未来。