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嵌入式PLC成大势，你有看清这四个方向吗

　　PLC的发展方向：

　　一是PLC操作向简易化方向发展。

　　目前PLC推广的难度之一就是复杂的编程使得用户望而却步，而且不同厂商PLC所有编程的语言也不尽相同，用户往往需要掌握更多种编程语言，难度较大。PID控制、网络通信、高速计数器、位置控制、数据记录、配方和文本显示器等编程和应用也是PLC程序设计中的难点，用普通的方法对它们编程时，需要熟悉有关的特殊存储器的意义，在编程时对它们赋值，运行时通过访问它们来实现对应的功能。这些程序往往还与中断有关，编程的过程既繁琐又容易出错，阻碍了PLC的进一步推广应用。PLC的发展必然朝着操作简化对复杂任务的编程，在这一点上西门子就充当了先行者，西门子S7-200的编程软件设计了大量的编程向导，只需要在对话框中输入一些参数，就可以自动生成包括中断程序在内的用户程序，大大方便了用户的使用.

　　二是PLC向高性能小型化方向发展。

　　PLC的功能正越来越丰富，而体积则越来越小。比如三菱的FX-IS系列PLC，小的机种，体积仅为60×90×75mm，相当于一个继电器，但却具有高速计数、斜坡、交替输出及16位四则运算等能力，还具有可调电位器时间设定功能。PLC已不再是早期那种只能进行开关量逻辑运算的产品了，而是具有越来越强的模拟量处理能力，以及其他过去只有在计算机上才能具有的处理能力，如浮点数运算、PID调节、温度控制、**定位、步进驱动、报表统计等。从这种意义上说，PLC系统与DCS（集散控制系统）的差别越来越小了，用PLC同样可以构成一个过程控制系统。

　　三是PLC网络化技术的发展。

　　其中有两个趋势：一方面，PLC网络系统已经不再是自成体系的封闭系统，而是迅速向开放式系统发展，各***PLC除形成自己各具特色的PLC网络系统、完成设备控制任务之外，还可以与上位计算机管理系统联网，实现信息交流，成为整个信息管理系统的一部分；另一方面，现场总线技术得到广泛的采用，PLC与其他安装在现场的智能化设备，比如智能仪表、传感器、智能型电磁阀、智能型驱动执行机构等，通过一根传输介质（比如双绞线、同轴电缆、光缆）链接起来，并按照同一通信规约互相传输信息，由此构成一个现场网络，这种网络与单纯的PLC远程网络相比，配置更灵活，扩展更方便，造价更低，性能价格比更好，也更具开放意义。

欧姆龙演示模型预测控制与学习控制 PLC预测机械运转误差先行校正

　　“欧姆龙在“系统控制展2015”（2015年12月2～4日，东京有明国际会展中心）上，参考展出了利用PLC（可编程控制器）“NX/NJ系列”模拟机械运转，以高于以往的精度和速度来控制生产设备的演示。因为生产设备安装的伺服马达和驱动机构存在个体差，对指示做出响应的时间存在延迟，所以设备并不会严格按照PLC指示的时间和位置动作。如果生产的产品对于精度的要求高，而且必须高速生产，指示与实际运转之间就会出现明显的误差，为此，欧姆龙为PLC配备了校正误差的功能。

　　校正的一个方法是模型预测控制。在PLC上先设置生产设备的各驱动轴执行指示情况的模型。根据模型，PLC可以预测出设备稍后的运转情况。如果预测到运转会偏离预期位置，或是晚于预期时刻，就会通过调整指令，使运转符合预期。用户在改进指令方法时，还可以利用PLC检验方法是否有效。

　　另一个方法是学习控制。根据下达指示时各驱动轴的执行情况调整指令。这种方法不在PLC内制作模型。本次演示的学习方法比较简单，只是根据运转结果中出现的偏差增减指令值，除此之外，也可以嵌入先进的学习算法。

　　另外，欧姆龙还参考展出了高精度同步各驱动轴的演示。演示内容是使转动圆板上的1点，与在水平面内沿两轴移动的指针的位置保持一致，借此同步3个驱动轴（图）。通过预判每个轴响应的延迟情况，提前向延迟的轴发送指令，使动作保持一致。用户有望通过NX/NJ系列的部件程序（功能块）利用这项控制功能。该公司表示：“伺服马达等多台同时运转的设备在实际工作的时候，大都会出现偏差。为此而感到烦恼的用户，肯定能理解演示的意义”（欧姆龙）。

　　NX/NJ系列的处理器与个人电脑一样，由美国英特尔公司制造（“酷睿i7”等），可以完成与个人电脑相同的计算，因此也可以实现模型预测控制等。欧姆龙还参考展出了正在开发的“Sysmac IPC（Industrial PC）”，该设备通过分配处理器内核用来运行bbbbbbs，能够同时执行控制与bbbbbbs数据处理。将争取在2016年春季以后上市

plc通过程序的运行实施控制的过程其实质就是对存储器中数据进行操作或处理的过程，根据使用功能的不同，把存储器分为若干个区域和种类，这些由用户使用的每一个内部存储单元统称为软元件。各元件有其不同的功能，有固定的地址。软元件的数量决定了可编程控制器的规模和数据处理能力，每一种PLC的软元件是有限的。
    为了理解方便，把PLC内部许多位地址空间的软元件定义为内部继电器（软继电器）。但要注意把这种继电器与传统电气控制电路中的继电器区别开来，这些软继电器的大特点就是其线圈的通断实质就是其对应存储器位的置位与复位，在电路（梯形图）中使用其触点实质就是对其所对应的存储器位的读操作，因此其触点可以无限次的使用。
    编程时，用户只需要记住软元件的地址即可。每一软元件都有一个地址与之一一对应，其中软继电器的地址编排采用区域号加区域内编号的方式。即PLC内部根据软元件的功能不同，分成了许多区域，如输入／输出继电器、辅助继电器、定时器区、计数器区、顺序控制继电器、特殊标志继电器区等，分别用I、Q、M、T、C、S、SM等来表示。 
 1、数字量输入继电器（I）
    输入继电器也就是输入映像寄存器，每个PLC的输入端子都对应有一个输入继电器，它用于接收外部的开关信号。输入继电器的状态唯一地由其对应的输入端子的状态决定，在程序中不能出现输入继电器线圈被驱动的情况，只有当外部的开关信号接通PLC的相应输入端子的回路，则对应的输入继电器的线圈“得电”，在程序中其常开触点闭合，常闭触点断开。这些触点可以在编程时任意使用，使用数量（次数）不受限制。
    所谓输入继电器的线圈“得电”，事实上并非真的有输入继电器的线圈存在，这只是一个存储器的操作过程。在每个扫描周期的开始，PLC对各输入点进行采样，并把采样值存入输入映像寄存器。PLC在接下来的本周期各阶段不再改变输入映像寄存器中的值，直到下一个扫描周期的输入采样阶段。
    需要特别注意的是，输入继电器的状态唯一的由输入端子的状态决定，输入端子接通则对应的输入继电器得电动作，输入端子断开则对应的输入继电器断电复位。在程序中试图改变输入继电器的状态的所有做法都是错误的。
    数字量输入继电器用“I”表示，输入映像寄存器区属于位地址空间，范围为I0.0~I15.7，可进行位、字节、字、双字操作。实际输入点数不能超过这个数量，未用的输入映像寄存器区可以做其他编程元件使用，如可以当通用辅助继电器或数据寄存器，但这只有在寄存器的整个字节的所有位都未占用的情况下才可做他用，否则会出现错误执行结果。
 2、数字量输出继电器（Q）
    输出继电器也就是输出映像寄存器，每个PLC的输出端子对应都有一个输出继电器。当通过程序使得输出继电器线圈“得电”时，PLC上的输出端开关闭合，它可以作为控制外部负载的开关信号。同时在程序中其常开触点闭合，常闭触点断开。这些触点可以在编程时任意使用，使用次数不受限制。
    数字量输出继电器用“Q”表示，输出映像寄存器区属于位地址空间，范围为Q0.0~Q15.7，可进行位、字节、字、双字操作。实际输出点数不能超过这个数量，未用的输出映像区可做他用，用法与输入继电器相同。     由图7.5、图7.6、图7.7可知，在PLC内部，输出映像寄存器与输出端子之间还有一个输出锁存器。在每个扫描周期的输入采样、程序执行等阶段，并不把输出结果信号直接送到输出锁存器，而只是送到输出映像寄存器，只有在每个扫描周期的末尾才将输出映像寄存器中的结果信号几乎同时送到输出锁存器，对输出点进行刷新。
    另外需要注意的是，不要把继电器输出型的输出单元中的真实的继电器与输出继电器相混淆。 
 3、通用辅助继电器（M）
    通用辅助继电器如同电器控制系统中的中间继电器，在PLC中没有输入输出端与之对应，因此通用辅助继电器的线圈不直接受输入信号的控制，其触点也不能直接驱动外部负载。所以，通用辅助继电器只能用于内部逻辑运算。
    通用辅助继电器用“M”表示，通用辅助继电器区属于位地址空间，范围为M0.0~M31.7，可进行位、字节、字、双字操作。
 4、特殊标志继电器（SM）
    有些辅助继电器具有特殊功能或存储系统的状态变量、有关的控制参数和信息，我们称为特殊标志继电器。用户可以通过特殊标志来沟通PLC与被控对象之间的信息，如可以读取程序运行过程中的设备状态和运算结果信息，利用这些信息用程序实现一定的控制动作。用户也可通过直接设置某些特殊标志继电器位来使设备实现某种功能。
    特殊标志继电器用“SM”表示，特殊标志继电器区根据功能和性质不同具有位、字节、字和双字操作方式。其中SMB0、SMB1为系统状态字，只能读取其中的状态数据，不能改写，可以位寻址。系统状态字中部分常用的标志位说明如下：
    SM0.0：始终接通；
    SM0.1：扫描为1，以后为0，常用来对程序进行初始化；
    SM0.2：当机器执行数学运算的结果为负时，该位被置1；
    SM0.3：开机后进入RUN方式，该位被置1一个扫描周期；
    SM0.4：该位提供一个周期为1分钟的时钟脉冲，30秒为1，30秒为0；
    SM0.5：该位提供一个周期为1秒钟的时钟脉冲，0.5秒为1，0.5秒为0；
    SM0.6：该位为扫描时钟脉冲，本次扫描为1，下次扫描为0；
    SM1.0：当执行某些指令，其结果为0时，将改位置1；
    SM1.1：当执行某些指令，其结果溢出或为非法数值时，将改位置1；
    SM1.2：当执行数学运算指令，其结果为负数时，将改位置1；
    SM1.3：试图除以0时，将改位置1；
    其他常用特殊标志继电器的功能可以参见S7-200系统手册。
5、变量存储器（V）
    变量存储器用来存储变量。它可以存放程序执行过程中控制逻辑操作的中间结果，也可以使用变量存储器来保存与工序或任务相关的其他数据。
    变量存储器用“V”表示，变量存储器区属于位地址空间，可进行位操作，但更多的是用于字节、字、双字操作。变量存储器也是S7-200中空间大的存储区域，所以常用来进行数学运算和数据处理，存放全局变量数据。
 6、局部变量存储器（L）
    局部变量存储器用来存放局部变量。局部变量与变量存储器所存储的全局变量十分相似，主要区别是全局变量是全局有效的，而局部变量是局部有效的。全局有效是指同一个变量可以被任何程序(包括主程序、子程序和中断程序)访问；而局部有效是指变量只和特定的程序相关联。
    S7—200 PLC提供64个字节的局部存储器，其中60个可以作暂时存储器或给子程序传递参数。主程序、子程序和中断程序在使用时都可以有64个字节的局部存储器可以使用。不同程序的局部存储器不能互相访问。机器在运行时，根据需要动态地分配局部存储器：在执行主程序时，分配给子程序或中断程序的局部变量存储区是不存在的，当子程序调用或出现中断时，需要为之分配局部存储器，新的局部存储器可以是曾经分配给其他程序块的同一个局部存储器。
     局部变量存储器用“L”表示，局部变量存储器区属于位地址空间，可进行位操作，也可以进行字节、字、双字操作。
 7、顺序控制继电器（S）
    顺序控制继电器用在顺序控制和步进控制中，它是特殊的继电器。有关顺序控制继电器的使用请阅读本章后续有关内容。
    顺序控制继电器用“S”表示，顺序控制继电器区属于位地址空间，可进行位操作，也可以进行字节、字、双字操作。
 8、定时器（T）
    定时器是可编程序控制器中重要的编程元件，是累计时间增量的内部器件。自动控制的大部分领域都需要用定时器进行定时控制，灵活地使用定时器可以编制出动作要求复杂的控制程序。
    定时器的工作过程与继电器接触器控制系统的时间继电器基本相同。使用时要提前输入时间预置值。当定时器的输入条件满足且开始计时，当前值从0开始按一定的时间单位增加；当定时器的当前值达到预置值时，定时器动作，此时它的常开触点闭合，常闭触点断开，利用定时器的触点就可以按照延时时间实现的各种控制规律或动作。
 9、计数器（C）
    计数器用来累计内部事件的次数。可以用来累计内部任何编程元件动作的次数，也可以通过输入端子累计外部事件发生的次数，它是应用非常广泛的编程元件，经常用来对产品进行计数或进行特定功能的编程。使用时要提前输入它的设定值(计数的个数)。当输入触发条件满足时，计数器开始累计其输入端脉冲电位跳变(上升沿或下降沿)的次数；当计数器计数达到预定的设定值时，其常开触点闭合，常闭触点断开。
 模拟量输入映像寄存器(AI)、模拟量输出映像寄存器(AQ)
    模拟量输入电路用以实现模拟量／数字量(A／D)之间的转换，而模拟量输出电路用以实现数字量／模拟量(D／A)之间的转换，PLC处理的是其中的数字量。
    在模拟量输入／输出映像寄存器中，数字量的长度为1字长(16位)，且从偶数号字节进行编址来存取转换前后的模拟量值，如0、2、4、6、8。编址内容包括元件名称、数据长度和起始字节的地址，模拟量输入映像寄存器用AI表示、模拟量输出映像寄存器用AQ表示，如：AIW10，AQW4等。
    PLC对这两种寄存器的存取方式不同的是，模拟量输入寄存器只能作读取操作，而对模拟量输出寄存器只能作写入操作。
 1、高速计数器(HC)
    高速计数器的工作原理与普通计数器基本相同，它用来累计比主机扫描速率更快的高速脉冲。高速计数器的当前值为双字长(32位)的整数，且为只读值。
    高速计数器的数量很少，编址时只用名称HC和编号，如：HC2。
 11、累加器(AC)
    S7—200PLC提供4个32位累加器，分别为AC0、ACl、AC2、AC3，累加器(AC)是用来暂存数据的寄存器。它可以用来存放数据如运算数据、中间数据和结果数据，也可用来向子程序传递参数，或从子程序返回参数。使用时只表示出累加器的地址编号，如AC0。
    累加器可进行读、写两种操作，在使用时只出现地址编号。累加器可用长度为32位，但实际应用时，数据长度取决于进出累加器的数据类型