open plc只是在它的開發(fā)環(huán)境方面提出了一個(gè)新的概念，即開放性、標(biāo)準(zhǔn)化，它的運(yùn)行原理方面與傳統(tǒng)plc相比具有實(shí)時(shí)多任務(wù)運(yùn)行機(jī)制，但仍然是基于程序執(zhí)行這樣的基礎(chǔ)。因此它并沒有從根本上解決傳統(tǒng)plc存在的問題，在其實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)中依然存在。
?。?） 現(xiàn)場集成階段。也就是hard plc階段，它是一個(gè)全新的代名詞，也是一個(gè)plc的最新發(fā)展動(dòng)向。它采用現(xiàn)代可編程邏輯器件cpld/fpga（complex programmable logic devices & field programming gate array）作為硬件平臺(tái)，采用eda（electronics design automation）開發(fā)工具配與硬件描述語言hdl（hardware deSCRJPTion language）做為開發(fā)軟件平臺(tái)，象傳統(tǒng)plc一樣它同樣是可編程的。
hard plc則拋棄了傳統(tǒng)plc“程序”的概念，以“硬件線路”來實(shí)現(xiàn)控制功能，而編程改變的也只是其芯片內(nèi)部的硬件連接，而不需運(yùn)行軟件程序，因此自然沒有程序跑飛、開機(jī)復(fù)位及自帶語言編譯器等問題，其完成的功能與傳統(tǒng)plc相同，而系統(tǒng)的造價(jià)僅是傳統(tǒng)plc系統(tǒng)的十分之一，甚至更少。在硬件線路運(yùn)行時(shí)所有的信號(hào)是并行運(yùn)行的，而且信號(hào)的路徑是可知的，信號(hào)傳輸?shù)臅r(shí)間是可預(yù)測的，所以可用于精確控制的需要，如位置控制、速度控制、信號(hào)處理、圖像處理、高速機(jī)械等。它從根本上解決了傳統(tǒng)plc存在的不足，代表了傳統(tǒng)plc的最終發(fā)展方向。
4 plc的發(fā)展趨勢(shì)
隨著微處理器技術(shù)、超大規(guī)模集成電路技術(shù)和數(shù)字通訊技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，可編程序控制器也得到了迅速發(fā)展，其功能已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了其定義所指的范圍，其概念也日趨模糊，現(xiàn)代可編程控制器的發(fā)展趨勢(shì)主要有以下幾個(gè)方面：
?。?） 用高性能器件，盡量縮小與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)之間的差距。例如，德國festo公司的ipc（industrial pc）由一系列符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的模塊組成，它與微機(jī)兼容且具有plc的功能。
（2） 豐富i/o模塊，使plc在實(shí)時(shí)性、精度、分辨率、人機(jī)對(duì)話等性能方面進(jìn)一步得到改善和提高。
（3）進(jìn)一步強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)功能，以實(shí)現(xiàn)信息管理自動(dòng)化。例如ipc型控制器具備多種現(xiàn)場總線接口。如festo總線、profibus、as-i、can等，以及各種網(wǎng)絡(luò)連接模塊，如novell等，從而使plc與plc、plc與pc、plc與現(xiàn)場設(shè)備之間建立通訊聯(lián)網(wǎng)。
（4）多種編程語言并存，互補(bǔ)不足。ipc型控制器除了采用梯形圖、指令表編程以外，還可以用iec1131規(guī)定的用于順序控制的標(biāo)準(zhǔn)化語言以及c、basic等計(jì)算機(jī)語言進(jìn)行編程。
?。?） 硬件結(jié)構(gòu)集成化、冗余化。隨著專用集成電路（asic，application specific integratedcircuits）和表面安裝技術(shù)（smt，surface-mout technology）在plc硬件設(shè)計(jì)上的運(yùn)用，使得plc產(chǎn)品硬件元件數(shù)量更少，集成度更高，體積更小，其可靠性更高。同時(shí)，為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性，plc產(chǎn)品還采用了硬件冗余和容錯(cuò)技術(shù)。用戶可以選擇cpu單元、通信單元、電源單元或i/o單元甚至整個(gè)系統(tǒng)的冗余配置，使得整個(gè)plc系統(tǒng)的可靠性得以進(jìn)一步加強(qiáng)。
5 可編程控制器現(xiàn)場集成技術(shù)研究的意義
現(xiàn)行的可編程控制器均是由專門的生產(chǎn)廠商設(shè)計(jì)生產(chǎn)的，用戶選用他們提供的專用控制器時(shí)，可能只用到它的部分功能，會(huì)造成一定的資源浪費(fèi)，而且專用控制器價(jià)格高，不經(jīng)濟(jì)。而使用現(xiàn)代可編程邏輯器件來實(shí)現(xiàn)具有如下優(yōu)點(diǎn)：
（1） 用戶可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)控制器的功能，不會(huì)造成太大的資源浪費(fèi);而且不用帶自身專用的編譯器，從而大大降低了系統(tǒng)的價(jià)格。
（2）用戶邏輯和接口部分可以做在同一個(gè)器件內(nèi)，因而讓接口和用戶邏輯更緊密地結(jié)合;用fpga/cpld芯片組成的系統(tǒng)，很自然地避開cpu的程序跑飛、死循環(huán)、復(fù)位不可靠等缺點(diǎn)，無需采用過多措施就能使系統(tǒng)具有很高的可靠性。
?。?）fpga作為控制器的核心，其靈活的現(xiàn)場可更改性、可再配置能力，對(duì)系統(tǒng)的各種改進(jìn)非常方便，在不更改硬件電路的基礎(chǔ)上可以進(jìn)一步提高系統(tǒng)的性能，也就是完成硬件的在系統(tǒng)升級(jí);在線編程是fpga/cpld突出的特點(diǎn)，它無需改變芯片外部i/o口的連接線，可直接在用戶自己設(shè)計(jì)的目標(biāo)系統(tǒng)中或線路板上對(duì)fpga/cpld器件編程，這就打破了使用一般數(shù)字器件和plc先設(shè)計(jì)后裝配的慣例，而可以先裝配后編程，用在實(shí)際系統(tǒng)后還可以反復(fù)編程，從而開創(chuàng)了數(shù)字電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)的新一頁。此外，還可以通過紅外線編程、超聲波編程或通過電話線、internet進(jìn)行在線編程。這些功能在遠(yuǎn)控或軍事領(lǐng)域上有特殊的用途。
?。?）fpga的性能價(jià)格比很高，用它實(shí)現(xiàn)的控制器的價(jià)格，幾乎只是和它具有相同輸入/輸出端子市售可編程控制器價(jià)格的十分之一;而且其邏輯實(shí)現(xiàn)是并行工作的，其速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于plc，這在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中是非常有優(yōu)勢(shì)的。
?。?）它拋棄了傳統(tǒng)plc“程序”的概念，以“硬件線路”來實(shí)現(xiàn)控制功能，在硬件線路運(yùn)行時(shí)所有的信號(hào)是并行運(yùn)行的，而且信號(hào)的路徑是可知的，信號(hào)傳輸?shù)臅r(shí)間是可預(yù)測的，所以可用于精確控制的需要，如位置控制、速度控制、信號(hào)處理、圖象處理、高速機(jī)械等。
從以上優(yōu)點(diǎn)我們可以看出，基于fpga/cpld的hard plc能更經(jīng)濟(jì)、更穩(wěn)定、更方便地適應(yīng)用戶的需求，而且其實(shí)時(shí)性、靈活性遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的可編程控制器（plc）。因此，可編程控制器的現(xiàn)場集成技術(shù)應(yīng)用非常廣闊，具有很強(qiáng)的工程實(shí)用價(jià)值。
