可編程序控制器（PLC）以應用靈活、功能強、穩定可靠等特點，在工業自動化領域得到了廣泛的應用。PLC的出現，使得電氣工程師可以從繁雜的繼電器一接觸器接線中解放出來，實現了真正意義的電氣自動化。

1 基于PC平臺的PLC產生的背景

    基于PC平臺的PLC包括軟件PLC和插卡式PLC。 在工業控制領域PLC作為工業現場的控制器，越來越不能獨立于整個工廠的管理網絡之外。單一的控制任務越來越少，數據處理、運動控制、視頻控制、INTERNET監控、數據庫集成等大量PC任務出現在PLC工程師而前。

    自動化控制的構架也在改變。隨著現場總線的發展，控制機器或整臺設備大型PLC將直接由安裝在被控設備的遠程I/O或智能現場設備所代替。而在大多數情況下，控制任務卻越來越多，根據需要，一部分任務可由PLC實現，另一部分任務由PC來完成。但是，同時使用PC和PLC又使得系統集成的費用增加，另外也需占用有限的空間。PC，特別是用于工業控制PC具有堅固耐用的特點，適合作為一個處理不同任務的公共平臺。在這種情況下，產生了基于PC平臺的軟件PLC和插卡式PLC。

2 基于PC平臺的PLC的應用場合

    從應用的角度來看，在以卜四個方而的應用中，基于PC平臺的PLC比傳統的PLC具有較大的優勢。

2.1 控制系統與數據處理任務集成的應用

①需要大量內存和復雜的配方系統。

②復雜的快速控制算法。如PID運算、模糊控制、專家系統。

③含有物料跟蹤和批量處理的系統，如倉儲和物流系統。

④數據的自動記錄和分析，如稱量、試驗和檢測系統等。

    由于硬件PLC受CPU的內存和運算速度限制，在處理以上系統中的任務時常常力不從心。而在PC平臺上，而對的是全部的PC資源，PC的運算性能通常可以達到硬件PLC的十倍以上。

2.2需要在控制系統中集成第三方的應用軟件

①集成用戶通過Visual Basic開發的應用軟件。

②集成用戶通過C/ C++開發的應用軟件。

③與Microsoft的Office，如Excel, Word進行數據交換。

    基于PC平臺的PLC控制軟件，通過標準的微機接口，如OPC, ActiveX, COM/ DOOM等與第三方的軟件進行數據交換，對數據的存取無需在PLC控制程序上作額外的編程。

2.3運動控制，視頻控制和快速I/O相集成

①快速的運動系統和視頻系統用一般控制器無法實現的系統。

② C/ C+ +程序與第三方的運動控制和視頻系統相集成。

③集成其他廠家的PC卡產品。如快速I/O卡和多串口卡。

    通過開放的開發工具(ODK)，基于PC平臺PLC的可以將用戶編制的C/C++程序或其他廠家的PC卡產品的馭動程序作為功能塊嵌入PLC的程序掃描中，而絕大部分的傳統硬件PLC的指令系統是不允許擴充的。

2.4控制系統集成企業辦公系統

①連接企業辦公系統軟件，如Acess, Excel o

②建立企業資源計劃ERP和制造執行系統MES的生產實時數據平臺。

    在與企業的MES系統、ERP系統連接時，基于PC平臺的電氣自動化解決方案意義非同尋常。當Windoves NT/ 2000作為操作系統時，使用TCP/ IP作為辦公環境的通信標準。基于PC平臺的PLC可以在自動控制和管理平臺之間建立一種最好的接口。

3 軟件PLC，插卡式PLC與硬件PLC的主要產品

    在上述發展趨勢和應用需求的推動卜，目前世界上各主要的生產廠家均推出相應的基于PC平臺的產品，包括西門子公司的WinAC產品系列、AB公司SoftLogic產品、以及Wonderware公司InControl等產品。

西門子公司生產的S5, S7系列PLC在傳統硬件PLC市場上占有重要的地位。同時也提供基于PC的自動化的產品系列，如IPC(工業PC)軟件PLC和插卡式PLC等。

3.1純軟件PLC

    WinAC Basic是一個純軟件的PLC控制器。它運行于標準的Windows NT/ 2000下，硬件平臺為工業控制PC或標準的商業PC。通過現場總線Profibus- DP連接遠程I/O站和有關的外圍設備。適合于除了常規的PLC控制任務外，還有大量的PC任務的場合。可以方便地與Visual Basic, MS Office及C++或者第三方軟件作數據交換。

    WinAC RTX的基木功能與WinAC Basic相同。但在PC平臺上，除了Windows操作系統外，還安裝一個VenturCom實時操作系統。WinAC RTX的控制內核運行于VenturCom實時操作系統中，即使運行于Windows系統的監控軟件或應用軟件出現故障時，具有RTX擴展內核的WinAC RTX仍能保證完成相關的控制任務。因此，WinAC RTX具有更高的可靠性和實時性。

    WinAC MP是以W inCE為平臺的軟件PLC系統，它為開發內嵌式PLC控制器的廠家提供了一個理想的邏輯控制平臺。

3.2插卡式PLC

    西門子公司提供兩種型號的插卡式PLC，分別是WinAC Slot412和WinAC Slot416。插卡式PLC在硬件設計上與傳統的硬件PLC基木一樣。它在PC上占用一個PCI插槽，適用于所有的工業PC或商業PC。插卡式PLC上內置了現場總線Profil>us- DP接口，可連接所有符合Profil>us現場總線規范的I/0設備和智能從站。它可以并接一塊電源擴展板，外接冗余的24、電源。保證了其控制任務完全獨立于Windows 1VT/2000以及PC平臺，集中了硬件PLC實時、堅固的性能以及開放式的PC平臺的特點。

3.3硬件PLC

    西門子公司的硬件PLC主要包括了SS,S7系列產品，如SS- 115U , S7- 300/ 400系列硬件PLC等。其中S7-200系列為微型PLC，采用一體化設計。S7- 300/400系列為中、大型PLC采用模塊化設計。

    無論是WinAC系列產品還是S7-300/400系列傳統硬件PLC，均采用統一的STEP 7編程語言進行程序設計，保證了軟、硬件PLC之間良好的兼容性。用戶不需要學習新的編程語言，保護了PLC用戶在軟件和培訓方而的投資。

4 基于PC平臺的PLC與傳統PLC的比較

傳統PLC具有以卜的特點:

①模塊化設計或一體化設計，I/ 0不依賴現場總線；

②適用于異常惡劣的環境;

③自動重啟動，快速上電;

④帶故障保護系統，如冗余、容錯系統等;

⑤有針對微型應用的小型PLC系統，價格較低。

基于PC平臺的PLC具有以卜的特點：

①緊湊化設計，人機界而好，控制器高度集成，節約安裝時間;

②軟件和硬件完全開放，用戶可以使用整個PC的資源；

③在一個平臺上集成了控制、顯示和數據處理功能；

④處理大量數據的能力;

⑤易于集成用戶的控制要求;

⑥簡化通信接口，降低網絡負擔;

⑦可使用最新的PC技術。

5 總結

    基于PC平臺的PLC控制在工業控制的應用有著廣泛的發展前景，但是，它并不能完全取代傳統PLC控制，在實際的工程應用中，必須根據不同控制任務的特點，結合電氣自動化技術的發展趨勢，選擇合適的控制方案。