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PLC的 未来发展除了产品本身的发展，更大程度上取决于用户和市场的发展，任何产品存在的根本在于用户和市场的需求。ARC咨询集团最新研究表明，在未来5年内， 各行各业对自动化产品领域的资本将继续保持强劲势头。PLC中国市场预期以12．4％的年复合增长率（CAGR）增长，市场份额预计从2006年的接 近7.5亿美元增长到2011年的13亿美元。
时代赋予的史命
在哥本哈根气候会议上，低碳经济成为人类关注的热点。这意味着大幅度提高化石能源的生产率，将是未来几十年经济创新的主要模式。
工业经济社会是以高能耗产品的生产和销售为中心，而低碳经济社会则是以低能耗服务的提供和享受为中心。中国未来也许路径不尽相同，但大方向不会偏离太远，可以肯定的是，工业经济时代长期便宜地使用传统化石能源和排放二氧化碳的状况正在离我们远去。
推进工业化、信息化融合，广泛应用信息技术是实现工业低碳的一个重要手段。在这个过程中，利用技术改造促使企业节能减排，提高生产效益就成为当前各行各业的首要工作和任务。具有节能降耗的自动化技术在全球提倡的“低碳经济”后越发成为人们关注的技术之一。 自动化正以超快速增长的趋势成为现代社会的部分，也成为制造商快速服务全球市场的关键。ARC咨询集团高级分析师imanshuShah表示：“很明显，在竞争日益激烈的全球制造业环境下，制造商为了提高产量和利润率，就必须依赖于自动化技术。”
PLC发展趋势图（来源：ARC研究报告）
长期以来，PLC始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供非常可靠的控制方案，与DCS和 工业PC形成了三足鼎立之势。同时，PLC也承受着来自其它技术产品的冲击，尤其是工业PC所带来的冲击。但是中国有利的商业环境，为来自世界各地的制造 业者准备了充足的投资机会和建立起工厂的条件。伴随着日益上升的消费需求，外国直接投资流入中国升速，推进了中国的制造业，紧接着推动了可编程序逻辑控制 器（PLC）在中国的市场。ARC咨询集团最新研究表明，在未来5年内，各行各业对自动化产品领域的资本将继续保持强劲势头。PLC中国市场预期以 12．4％的年复合增长率（CAGR）增长，市场份额预计从2006年的接近7.5亿美元增长到2011年的13亿美元。
危机中平稳增长
2007到2009年的年增长率将稳定在9.0%-10.0%之间。受金融危机的冲击，2009年PLC的市场规模略有萎缩。
近年来，中国OEM机械厂家一直忙于提高国产机械的自动化水平，减少对国外高端机械产品的依赖。因此，PLC作为典型控制产品，在纺织机械、塑料机械、印刷机械、食品机械、包装机械、起重机械、机床和化工机械等诸多领域被广泛应用。
受危机的影响，2008年中国OEM市场全面低迷，尤其是下半年成本上升、出口锐减和内需萎缩导致中小企业大量倒闭，部分行业大企 业严重开工不足，直接影响了该市场对PLC的需求。其中最大的OEM市场——纺织机械的PLC应用规模降低到6.3亿元，同比萎缩17%。使得深耕于该行 业的PLC厂商都遭受重创。
另外经济低迷导致需求的下降，在电梯、纺织机械、建筑机械、电源设备、造纸机械、电子制造设备、物料搬运、机床、HVAC、塑料机械、橡胶机械等应用中呈负增长的态势。冶金行业是应用PLC最多的项目型市场，以大、中型PLC为主，由于产能过剩、需求萎缩和价格下降，也使得PLC在该继续保持低迷的态势。
纵观2009年，PLC在大部分OEM行业的应用都将维持低迷的态势，只有少数如食品机械和包装机械等受经济周期影响不大的行业仍 能保持一定的增长。但是，一些行业如，汽车、公共设施、矿业、市政等直接受国家刺激政策的拉动，PLC需求不减，成为PLC稳步增长的中坚力量。
PLC的未来发展除了产品本身的发展，更大程度上取决于用户和市场的发展，任何产品存在的根本在于用户和市场的需求。随着经济 的回暖和国家政策的推动，自动化产品市场的需求持续旺盛。特别是在低碳时代，制造企业充分认识到了自动化产品的作用，以及其对于企业利润和在竞争激烈的全 球市场中取得成功的贡献，因而继续在自动化设备上加大资本投资。
PLC产品可以用于离散、制程和混合式自动化产品领域，并在各个制造行业保持稳固增长。基于对更高自动化程度和更高能效的需 要，制造业会越来越多地应用PLC。在制造过程中，以最低生产设备生命周期成本来实现适应性和灵活性的日益增加的需求，给PLC的创新与发展提供了不竭的 动力。一些新兴行业的运用以及新能源产生、储存和基础设施建设的需要，无疑给PLC带来了巨大的机遇，特别是在OEM、楼宇自控等低迷的中，将会有很 大的起色。
国内PLC市场现状
我国的工业发展及自动化应用水平与工业发达国家相比有几十年的滞后，按目前的经济形势分析，我国将迎来一个PLC市场高速增长的时 期。基于稳定迅速增长的现状，今后若干年内中国PLC市场将保持持续高速增长。相关数据显示，初步估计目前在我国本土销售的PLC总量为 30～40亿元人民币（不含随进口主设备配套的PLC），年增长率为15～20%。巨大的市场需求为发展PLC业务提供了难得的历史机遇，国内有实力的自 动化公司应充分利用在市场、技术、行业影响和品牌等方面的积累，大力拓展PLC业务，使国产PLC早日成为中国PLC市场的主要参与者之一。
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。
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，有各自的势力范围。大中型系统采用欧美 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。
在中国市场上西门子，三菱和欧姆龙都是在中国市场上传统的供应商，在很多领域占得了先机，相对应的是施耐德和LG这些后来者虽 然市场快速增长，但是距离先行者仍有一定的差距。某些品牌会侧重于一些行业，如施耐德更加注重电力行业，罗克韦尔在冶金行业表现出众。此外，国产PLC品 牌发展得也很快，并夺取了一定的市场份额。
——文章着重阐述了实现DCS与PLC之间控制和数据通讯的工业以太网Modbus协议。
1 DCS系统概述
集散控制系统DCS指的是控制与现场分散、地域安装分散、管理和显示集中。在自动化领域，越来越多的企业建立了包含从工厂现场设备层到控制层、管理层等各个层次的综合自动化管控平台，建立了以工业控制网络技术为基础的企业信息化平台。
2 PLC系统
PLC是由早期继电器逻辑控制系统与微型计算机技术相结合而发展起来的，它是以微处理器为主的一种工业控制仪表，它融计算机技术、控制技术和通信技术于一体，集顺序控制、过程控制和数据处理于一身，可靠性高、功能强大、控制灵活、操作维护简单。
3 网络通信技术
工业以太网在技术上与商用以太网兼容，但在环境适应性、可靠性、安全性和安装使用方面满足工业现场的需要。它具有一系列的优点，具体表现在：以太网技术应用广泛，为所有的编程语言所支持；软硬件资源丰富；易于与Internet连接，实现办公自动化网络与工业控制网络的无缝连接；可持续发展的空间大等。它提供了控制网络的的以太网标准。主要有：
（1）10Base—T以太网—同轴电缆，10Mbit／s；
（2）快速以太网—光缆或双绞线，100Mbit／s；
（3）Gigabit以太网—光缆或双绞线，1Gbit／s；
（4）10Gigabit／kGigabit以太网—支持广域网WAN和城域网MAN。它以通信网络作为纽带，网络结构可分为总线型、环型和星型式，采用总线式网络的DCS如I／AS等。它采用网络通信技术。这是DCS的关键技术，它使得控制与管理都具实时性，并解决系统的扩充与升级问题。DCS与PLC之间的数据通讯和控制的实现就是通过网络通信技术来完成的。
4 Modbus协议
Modbus协议是典型的工业以太网，原为美国Modbus公司PLC产品通信协议，由于其使用十分广泛，后来由Modbus组织，于2002年发展为ModbusTCP／IP规范。
Modbus协议在工业控制中有着极其广泛的应用。DCS与PLC之间的通信技术就是在此协议基础上实现的。Modbus协议主要内容有以下几个方面：
（1）接口标准RS485是计算机或终端与Modem之间的一种接口标准，是在RS232C标准的基础上发展而来的。在许多工业环境中，要求用最少的信号线来完成通讯任务。目前广泛使用的RS485串行接口总线正是适应这种需要而出现的。采用RS485互连的网络信号传输线为双绞线，某一时刻两个站只有一个站可以发送数据，而另一个站只能接收数据，只能支持半双工通讯。RS485用于多站互连十分方便，除了节省昂贵的信号线，它还可以高速远距离传送。
（2）功能码在支持Modbus的系统之间交换数据的类型由功能码FC控制。可用于实现位一位数据交换的功能码有：FCO1读线圈（输出）状态、FC02读输入状态、 FC05强制单线圈、FC15强制多线圈。可用于寄存器间数据交换的功能码有：FC03读保持寄存器、FC04读输入寄存器、FC06预设单寄存器、FC16预设多寄存器。每种功能码对应特定的起始地址范围，量因类别不同而异。
（3）传输参数传输参数包括传输率、数据位、停止位和校验位。在串行通讯中，每个字节被逐位按一定的顺序发出。对于异步串行通讯，为保收发双方同步，不仅应使收发双方传输速率相同，还要在每个数据位的基础上附加辅助位。
a）传输率（波特率）：指的速度，单位是位／秒（bps）。
b）数据位：描述多少位代表一个传输的字符。
c）停止位：定义传输两个字符可能的最小时间间隔。
d）校验位：用于判断字符传输错误，保护数据。
它定义完成传输数据位的总量是奇数或者偶数。当选择“NO校验”时，不传输校验位，这会降低的安全。
（4）协议参数协议参数主要有：从站地址、操作方式、多字符延迟时间。
a）从站地址：指定Modbus从站地址，哪个CP将响应。1个主站最多可向247个从站发出通讯请求， Modbus报文形式为请求／响应帧方式，仅当主站请求指令字符串以“00”开头时，会被所有从站接收。
b）操作方式：有正常方式和冲突禁止两种。冲突禁止方式下忽略收到的错误信息继续传输。
c）多字符延迟时间：正常情况下，字符和字符的发送时间间隔很小。对于接受方，如果发现字符间隔超出允许值，可认为信息帧结束或传输异常。
5 结束语
在实际应用中，我厂DCS网内、120万t综合自动化调度网、新建80万t调度网及各DCS与PLC系统通过网络通信技术实现了全厂调度自动化，为进一步提升公司生产和管理水平奠定了坚实的基础
1、什么是PLC?
通常，我们上网的方式一般有：利用电话线的拨号﹑xDSL方式；利用HFC双向有线电视线路的Cable Modem方式，或利用双绞线的LAN方式，及利用无线技术的LMDS或WLAN方式。现在，随着最新的电力线通信（PLC--Power Line Communication）技术的发展，我们又多了一种更经济、灵活、方便的宽带接入方式--电力线通信（PLC）方式即通过电力线实现高速上 Internet网。
电力线通信（PLC）简单来说就是利用已有的几乎无所不在的电力线作为通信载体，加上一些PLC局端和终端调制解调器，将原有电力网变成电力线通信网络，将原来所有的电源插座变为信息插座的一种通信技术。PLC局端设备负责与内部PLC终端设备的通信和与外部Internet网络的连接。PLC终端设备负责将来自用户的数据通过电力线路传输到局端设备，局端将信号解调出来接入外部的Internet。
电力线通信网络建成后，用户只要在房间任何有电源插座的地方，把PLC终端电力调制解调器的一端插到电源插座上，一端接到电脑，不用拨号，就立即可享受最高达4.5-45Mbps的高速网络接入，来浏览网页﹑拨打VoIP电话和在线观看电影，从而实现数据﹑语音﹑视频以及电力于一体的"四网合一"！而且在室内组网方面，计算机、打印机、VoIP电话和各种智能控制设备都可通过普通电源插座，由电力线连接起来，无需网络布线，便可组成局域网，高速共享Internet网资源。现有的各种网络应用：如话音、电视、多媒体业务、等，都可通过电力线向用户提供，从而可实现宽带接入网和室内组网的多网合一。另外，可将房屋内的电话﹑电视﹑音响﹑冰箱等家电利用PLC连接起来，进行集中控制，实现"智能家庭"的梦想。目前，PLC主要是作为一种接入技术，提供宽带网络"最后一公里"的解决方案，适用于居民小区，学校，酒店，写字楼等领域。
2、PLC的技术原理
电力线通信是使用低压民用电线来传输网络数据的通信技术，从目前的发展阶段来看，电力线通信的技术涵盖了以太网技术与电力技术及一些特殊的通信编码调制技术。PLC在OSI的第二层以上符合标准的802.3以太网规范。以太网是以点对点方式传输802.3格式帧的网络，以太网数据帧均遵从IEEE发布的802.3标准。PLC则是以太网的一个分支，区别在于在物理层中介质更换为电力线，并且在第二层上采用了基于CSMA/CA的广播共享方式，在此规范下欧洲电力线联盟HomePLUG 1.0的通信速率为14M bps。
为了解决在强电环境下对高频数据通信的干扰， HomePLUG规范中引入了OFDM调制方式，并且在标准规范中保了与国际电磁兼容的适配，以避免电磁泄漏对通信及其他设备电器的影响。
CSMA/CA：载波多路访问/冲突防止 ,由于电力线通信技术基于民用家庭（）电线，因此无法为每一个端站划分独立的物理信道，从而PLC只能基于共享方式。这样冲突就不能避免，而电力线的拓扑环境比较随意无序，因此传统的冲突检测难以进行，因此引入了新的协议：CSMA/CA，该协议的目的不是为了检测冲突，而是籍由划分时间段的方法来避免冲突。
OFDM：正交频分复用，OFDM是在严重电磁干扰的通信环境下保证数据稳定完整传输的技术措施，HpmePLUG 1.0的规范覆盖4-21MHz的通信频段，在这个频段内划分了84个OFDM通信信道，。OFDM的原理是几个通信信道按90度的相位作频分，这样的结果是当某一个信道波形过零点时相邻信道的波形恰好是幅值最大值，这样就保证了信道间的波形不会因外来的干扰而交叠，串扰。
HomePLUG是欧洲电力线联盟专为家庭电力环境下开发的通信标准规范，因此在办公及居民家庭环境下使用HomePLUG的产品与技术没有任何限制；而当在楼宇接入的环境下使用时，HomePLUG并不建议使用纯电力环境来架设PLC网络。相应的解决方法是使用标准的以太网介质来连接大楼内的多个PLC网络。
PLC利用1.6M到30M频带范围传输信号。在发送时，利用GMSK或OFDM调制技术将用户数据进行调制，然后在电力线上进行传输，在接收端，先经过滤波器将调制信号滤出，再经过解调，就可得到原通信信号。目前可达到的通信速率依具体设备不同在4.5M~45M之间。 PLC设备分局端和调制解调器，局端负责与内部PLC调制解调器的通信和与外部网络的连接。在通信时，来自用户的数据进入调制解调器调制后，通过用户的配电线路传输到局端设备，局端将信号解调出来，再转到外部的Internet
一、设备描述
