各大PLC的特点
XF-PLC
关于高校PLC实验室建设的三点建议——
以“应用”“常用”“实用”为主循序渐进建设好PLC实验室
(V2005.10)
沈阳旭风电子科技开发有限公司
关于高校PLC实验室建设的三点建议——
以“应用”“常用”“实用”为主
循序渐进建设好PLC实验室
PLC是基于电子计算机技术的新型电控制装置。上个世纪70年代问世后，经历了70年代中期发展，到70年代末期，已进入成熟阶段。不仅在技术上向大规模、高速度、高性能方向发展，而且在产品的品种上也向系列化方向发展，高、中、低档产品日增齐全。由于应用范围日趋扩大，使得PLC成为一个新兴的产业，产值与销售量都在不断地增加。如早在1984年，美国注册生产PLC 的厂家有48个，品种有150多种，销售额达6亿美元。1982年，日本有40多个厂家生产PLC，品种有120多种。1984年，欧洲有60多个厂家生产PLC，品种近200多种。
80年代以来，PLC发展更为迅速。不到30年时间，各主要厂家都已更新或换代过多种系列的产品，大体每3～5年就有换代的，年年都有更新。销售额年增长率一直保持为30～40%。1993年，销售额达39亿美元，2000年销售额达76亿美元。几乎都已占了该年整个自动化控制系统产品（含PLC、DCS、IPC等）市场份额的一半。已名副其实地成了控制技术的重要支柱。
目前全世界有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。
我国的PLC研制、生产和使用也发展很快。特别在使用方面，在引进一些成套设备的同时，也引进不少PLC。如上海宝钢第一期工程，就采用了250台，第二期也采用了108台。再就是秦皇岛煤码头第二期和第三期、天津化纤厂、秦川电站、北京吉普汽车生产线、西安的彩电和冰箱生产线等，也都采用了PLC。
国内不少公司，或为代理国外公司质量与档次较高的PLC产品，并负责售后服务；或与国外公司合资，生产各种档次的PLC，既返销国外，也向国内销售。
目前，国内PLC生产企业约30多家，年产量超过1000台的不到10家，在国内的市场份额不到10％。
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。
进入21世纪后，由于IT技术、各种控制技术的迅速发展，PLC既面临着很多新挑战，同时，也又有很多的新发展。它的性能在不断提高，应用在不断扩展，概念在不断更新，类型在不断增加，正以比过去更高的发展速度在前进着。
当今，PLC已成为工业、农业及其它诸多产业实现自动化、信息化、远程化及智能化的重要电气装置，是提高生产效率、工作效率，确保人身安全、设备安全，增加经济效益、社会效益的重要基础设施。
为此，各高等学校的自动化专业，为使培养的学生能适用工作需要，从上世纪90年代开始，逐渐开始开设了PLC课程。同时，为了确保教学效果，各有关学校还建设了PLC实验室。
为适应高校PLC实验室建设的需要，目前国内已经发展有十多家PLC教学实验设备的生产厂家。它们制作辅助的控制模型和控制对象，展示PLC的应用实例，并提供了有关PLC的技术支持或服务。
这些高校的教学实践证明，相关专业开设PLC课程，使学生学到了PLC 知识，对学生参与国家的现代化建设有很大的帮助，为他们就业增加了很多难得的机会。这个举措得到了相关专业学生及用人单位普遍欢迎。
但是，有的高校虽然也开设了PLC课程，但因为没有设施较为齐全的实验室以及实验设备，也就不能让学生亲自动手操作、结果只能纸上谈兵，很难收到应有教学效果。有的高校自动化专业至今还未讲授含有PLC内容的课程。显然，这就更不合时宜了。
根据目前的发展趋势分析，在大学中，将来是否会要设置PLC这个专业，也值得探讨，也许在若干年后，有可能会在某个院校诞生这个专业。
总之，对自动化专业来讲，开设含有PLC内容的课程，是绝对必须的，相应地建设好PLC实验室也是绝对必须的。
为了建设好PLC实验室，结合很多高校实验室建设的经验，在此，我们提出以下三点建议：即应以“应用”为主，以“常用”为主，以“实用”为主，循序渐进，进行实验室建设。
一、以“应用”为主
当今，我国多数高校自动化专业学生学习PLC，目的主要是为了能正确使用PLC，而不是开发或研制PLC。这也是当今高校开设PLC课程的出发点与落脚点。这正如很多高校开设计算机专业，多数院校的这个专业方向是应用，而不是研发。
“学以致用”嘛！一般讲，任何学习都应如此。但特殊地讲，学习PLC的“学以致用”强调的是，学会使用PLC，而不是仅仅弄懂它的道理。无论理论教学，还是实验教学都应如此。这也是中国当前PLC技术发展阶段所决定的。
所以，当今高校PLC教学，不仅讲PLC的基本原理，重点还是要讲应用。总不能学生学了PLC知识，还不知PLC都能用在什么地方？都是怎么用的？那样，教学效果就成问题了。
其实，随着PLC技术的发展，PLC的应用已有了长足的发展：
PLC源于继电控制装置，其初衷就是替代继电器，并增强其相应功能。所以，它的特长就是处理逻辑量。使用它，能够方便地对离散生产过程的顺序进
行控制。
但是，PLC又基于电子计算机，实质上是一台工业现场用的微型计算机。它在处理逻辑量的同时，还可进行数字量、脉冲量处理与相当大容量的数据存贮，以及具有很强的联网通讯能力。凡普通计算机一般用于信息处理与控制方面能做到的，它几乎也都能作到。所以，当今的PLC不再是简单的继电控制的替代，不仅仅用于开关量的控制，仅局限在顺序控制领域派上用场。而且，它已涉足到了过程控制、运动控制、信息处理及通讯联网领域，即用于模拟量、运动量控制，用于信息处理，用于联网通讯。
试想，仅仅使学生弄懂PLC道理，而没有引导学生学会怎样使用PLC去实现上述种种控制，怎么能够做到“学以致用”呢。为此，最好的做法是，所开设PLC课程不仅要讲PLC自身的道理，还要讲有关控制知识，以及怎样用PLC去实现这些控制，使学生学完PLC，不仅能懂PLC，也将能使用PLC。而且，要以学会“应用”为主。
当今PLC可用在那些控制上呢？具体地讲有五大控制功能：
1．顺序控制（开关量控制）
它的目的就是，根据有关开关量的当前与历史的输入状况，产生所要求的开关量输出，以使系统能按一定顺序工作。
学会用PLC去实现这个控制就得学会编写实现这个控制的程序。而这个控制程序设计方法基本上有两类：一是用逻辑处理方法，用组合或时序逻辑综合，进行输入、输出变换；另一是用工程方法设计，按不同要求输出控制命令。
逻辑处理方法比较严密，可设计出简练、高效的程序，但较难把握，要有相应的逻辑设计知识。而工程设计方法比较简明，好把握，但效率不是太高。不过，当今PLC的资源已足够丰富，效率已不是什么问题了。
工程设计可使用分散、集中或混合的算法实现控制。
集中原则（发布命令原则）：其控制命令是由集中控制器发出。这集中控制器就是PLC程序产生的顺序输出的命令。
集中原则控制比较简单，也好设计。但它没有反馈，前一个命令不被执行，后续的命令仍照发不误。
这种控制用的也很多，如音乐喷泉控制、十字路口红绿灯控制多是使用这个原则。
分散原则（反馈控制原则）：其控制命令是由分散信号提供。如果把控制输出比喻为发命令，分散控制发出命令的内容及时刻，则是由分散动作完成反馈信号决定。
分散控制的优点是，有反馈，若收不到反馈信号，后续的命令不会出现，可使所控制的系统能安全、可靠地工作。
混合原则：（发布命令与反馈控制原则）：分散与集中均有之。它发什么命令是集中控制的，而什么时候发命令，则是分散控制的，由反馈的条件满足与否确定。PLC的步进指令、移位指令为用这个原则进行设计提供了方便。
混合原则兼有分散与集中原则的优点。但程序要复杂一些，使用的指令多
些。
2．过程控制（模拟量控制）
一般讲，过程控制要用到模拟量。模拟量一般是指连续变化的量，如电流、电压、温度、压力等物理量。而这个模拟量要能被PLC处理，必须离散化、数字化。PLC处理后，还要锁存并转换为模拟输出。为此，要配置A/D模块，使模拟量离散化、数字化；及D/A模块，使数字量锁存并模拟化。
PLC进行过程控制的目的是根据有关模拟量的输入状况，产生所要求的模拟量输出，以使系统能要求工作。
过程控制的类型很多。主要有两类：闭环，开环。
闭环控制：传感器监测调节量，并传送给A/D模块。后者使其离散化、数字化。PLC程序再参考要求值，对其进行处理，进而经D/A模块、执行器作用到被控对象上。其目的使调节量按要求变化。闭环控制对种种扰动无须检测及处理，即可达到控制的目的。这是它的最大优点。
开环控制：传感器监测扰动量，PLC程序依扰动量与调节量间的关系产生控制量，进而再通过摸出模块、执行器作用到被控对象上。其目的是在干扰量作用于系统的同时，这个控制量也作用于该系统，以克服干扰对系统的不利影响。如果能弄清干扰对系统的影响规律，可作到系统的误差为零。但系统的干扰因素往往较多，要弄清是很不易的。这也是它用得不多的原因。
在生产中，有时要求若干变量间保持一定的比例关系，如煤气加热炉，就要求煤气与空气要有合适的比例，即空燃比。比例调节器就是要保证在煤气变化的同时，空气也要有相应的变化。比值控制有开环、闭环及多变量比值等。
过程控制用中还有均匀控制。目的是保证，前后设备间的物料流动能得以平衡，以达到均匀生产的目的。
还有分程控制，用于有不同工况的生产过程。可作到在各个工况下，都能实现合适的控制。
此外，还有一些高级控制，如模糊控制、专家控制、最优控制、自适应控制、自学习控制、预测控制及复合控制。等等。
由于PLC已经具有较强的计算能力，所以，一般讲，只要有合适的算法，以上讲的多数控制总是可以实现的。可以这么说，过程控制的程序设计，与其说是取决于设计者对PLC的了解，不如说是取决于设计者对自控知识的掌握。
PLC用于过程控制，已是一个趋势。因为用PLC实现这个控制，其价格比用别的要低，而且，用它时，在进行模拟量控制的同时，还可很方便的进行其它控制。再加上各种过程控制模块的开发与应用，以及相关软件的推出及使用，用PLC进行种种过程控制已变得很容易，其编程也很简便。所以，目前有的厂家PLC用于模拟量控制的份额，已超过用于顺序控制。有的还开发了专门用于过程控制的PLC，即P（PROGRAMMABLE）P（PROCESS）C（CONTROLLER），可编程过程控制器，为PLC用于规模较大过程控制提供了可能。
3．运动控制（脉冲量控制）
主要指，对工作对象的位置、速度及加速度所作的控制。可以是单坐标即控制对象作直线运动；也可是多坐标的，控制对象的平面、立体，以至于角度变换等运动。有时，还可控制多个对象，而这些对象间的运动可能还要有协调。
凡机械总是要运动的，所以，运动控制是任何机械所不可缺少的。简单的运动可使用开关量处理。如部件运动的起、停控制，方向控制等。但复杂、精确的运动的控制则要使用脉冲量。脉冲量也是开关量，只是它的取值总是在0（低电平）、1（高电平）之间不断地交替变化着。脉冲量可把对象的位移与脉冲数对应，如每脉冲控制的位移量很小，其控制的运动精度将很高。
上个世纪50年代诞生于美国的数控技术，简称数控（NC），就是基于电子计算机及这个脉冲量的应用而不断发展与完善的运动控制技术。而今，已发展到非常完善的境地，已是成为当今自动化技术的一个重要支柱。
PLC也已具备处理脉冲量的能力。PLC有脉冲信号输入点或模块，可接收脉冲量输入（PI）。PLC有脉冲信号输出点或模块，可输出脉冲量（PO）。有了处理PI / PO这两种功能，加上PLC已有数据处理及运算能力，完全可以依NC 的原理进行运动控制。
PLC运动控制可用闭环，也可用开环。
闭环控制：不断地得知反映控制对象状态的脉冲量，并按要求确定控制输出。这输出可能是开关量出（DO）、模拟量出（AO）或脉冲量出（PO）。用这些输出，使控制对象始终保持所希望的状态。
开环控制：按控制要求有步骤地在相应输出口，输出一定频率、一定数量的脉冲，也称为（数字）程序控制。开环控制有一个坐标（一个输出点）的，也有多个坐标（多个输出点）的。在多个坐标中，有坐标控制不相关的，也有相关的。后者可使两个坐标的运动协调，以作到按一定轨迹运动。
开环控制较简单，而且，还能对运动实现协调与精确的控制。数控（NC）技术用的控制机部分多是这个控制。
但是，用PLC实现这个控制，其价格比用NC要低得多。而且，它在进行运动控制的同时，还可进行其它控制。再加上PLC各种运动控制模块的开发与应用，以及相关软件的推出及使用，用PLC进行种种运动控制已变得很容易，其编程也可使用NC语言，很简便。
近年，还出现了专门用于运动控制的PLC，即P（PROGRAMMABLE）M （MOTION）C（CONTROLLER），可编程运动控制器，简称PMC。又为PLC 用于精度更高、运动行程更大、控制的坐标更多、操作更方便的运动控制提供了很好的平台。所以，用PLC进行运动控制，在相当程度上，可以代替价格比其昂贵的数控系统。
4．信息控制
也称数据处理，是指数据采集、存储、检索、变换、传输及数表处理等。随着技术的发展，PLC不仅可用作系统的工作控制，还可用作系统的信息控制。
PLC用于信息控制有两种：专用、兼用。
专用：PLC只用作采集、处理、存贮及传送数据。
这样例子很多，如沈阳华闰啤酒厂，就专用OMRON C200H机，进行灌装生产线的信息控制。对灌装生产过的啤酒产量数据（各班次从管道流入的啤酒重量（用流量计检测）、空箱数、空瓶数、装酒瓶数、装箱数）、啤酒质量数据（各班次加温消毒是否超温或欠温的有关纪录）、生产工作数据（各班次生产线何时开工、停工，含中间开、停工，有关纪录）进行采集、处理、记录。并在车间的数据显示屏上实时显示。同时，当计算机与其通讯时，还可将其传送给计算机，再由计算机作进一步处理、存储、报表打印及显示。
兼用：在PLC实施控制的同时，也可实施信息控制。
这样例子也很多，再如啤酒生产，在糖化后，酒浆要送入发酵罐，进行发酵。一般要经近30天的发酵，才能成为啤酒。在发酵过程，酒浆会发热。为此，要用干冰冷却。而温度太低，也不行。发酵过程将无法实现。所以，这个发酵过程，要进行温度控制。其要求是，温度要按时间逐步下降。不同品牌的啤酒，有不同的温度下降曲线。而且，这还是厂家的秘密与专利。为此，用PLC控制发酵温度。同时还用同一PLC进行温度数据的实时采集及记录。以确保了啤酒质量。而一旦出现质量问题，也有记录可查。
PLC用作信息控制，或兼做信息控制，既是PLC应用的一个重要方面，又是信息化的基础。显然，如果没有PLC采集、记录这些原始数据，信息化可能吗？
5．远程控制
是指，对系统的远程部分的行为及其效果实施检测与控制。PLC有多种通讯接口，有很强的联网、通讯能力，并不断有新的联网的模块与结构推出。所以，PLC远程控制是很方便的。
PLC与PLC可组成控制网。可通讯，交换数据，相互操作。参与通讯的PLC可多达几十、几百个。网与网还可互联。这样，参与通讯的PLC则更多，以至于不受限制。
PLC与智能传感器、智能执行装置（如变频器），也可联成设备网。也可通讯，交换数据，相互操作。可联接成远程控制系统，系统范围面可大到几十、几百公里或更大。这种远程控制，既提高了控制能力，又简化了硬件接线及维护。
PLC与可编程终端也可联网、通讯。PLC的数据可在它上面显示，也可通过它向PLC写数据，使它成为人们操作PLC的界面。
PLC可与计算机通讯，加进信息网。利用计算机具有强大的信息处理及信息显示功能，可实现计算机对控制系统的监控与数据采集SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）。同时，还可用计算机进行PLC编程、监控及管理。
PLC还有以太网模块，可用其使PLC加入互联网。也可设置自己的网址与网页。有这样PLC控制的工厂，有的称之为透明工厂（Transparent Factory）。在地球上任何可上网的计算机，只要权限允许，就可直接对其进行访问。
远程控制威力是无比的。可提升PLC的控制能力及控制地域。这在战争中
可看得很明显。使用远程控制一方，对未使用远程控制一方来说，其结果是，我看得见你，而你看不见我，我能打着你，而你打不着我。这样战争，前者，怎么会不胜？
远程控制对提高控制效益也是明显的。如山东威海市自来水公司，用PLC 对水资源进行远程管理与控制，就可做到使该城市有限的水资源，得到了有效的利用，避免了浪费，保证了居民用水的基本需求。
总之，远程控制也已是PLC应用的重要方面。
以上介绍的五大控制，头三个是为了使不同的系统都能实现自动化。信息控制是为了实现信息化，其目的是使自动化能建立在信息化的基础上，实现管理与控制结合，进而做到供、产、销无缝连接，确保自动化效益。
远程控制则是使在信息化基础上的自动化能远程化。既可实现各个角落信息汇总，保证信息完整，为信息的全面使用提供方便；又为自动化的扩展，能从局部的设备级，发展到全局的生产线级，车间级，以至于工厂级、地域级，建立自动化工厂、数字化城市，提供可能。显然，这种大规模、大范围的自动化、信息化，将具有更大威力及得到更大的效益。
然而，随着这样自动化、信息化及远程化的推进，系统将越来越复杂。为此，还必须实现这些控制进行控制。否则，一旦情况变化，或出现故障，而又不能及时应对，所有这些控制带来的效益将化为乌有。
恰恰是PLC，还真有对这些控制进行控制的能力。PLC是靠处理信息实施控制，PLC又有很多自诊断功能。充分利用PLC这两个优势，使PLC在实施上述控制时，具有一定的自适应、自诊断的能力，在实现自动化、信息化及远程化之后，再实现智能化，是可能的。这也是这些控制发展必然趋势。
当然，可完成这么多控制手段不仅是PLC，但是，PLC成为其中的主角已是公认的趋势。
以上，我们论述了PLC的五大控制功能，我们开设的PLC课程是否已把这些设计知识传授给学生了？如果没有是否应该传授呢? 我们的各种教学环节是否覆盖或更多的包含这些内容呢？如果要达到以“应用”为主这个明确的目标，那就应该让学生要全面掌握PLC的这五大控制技术，为将来在生产实践应用PLC做好全面准备。
既然，学习是以学会“应用”为主，那它的实验室建设显然也要为这个教学目的创造条件，为学生学会“应用”于“五大”控制提供机会。
所以，高校PLC实验室，不能仅配备若干PLC（尽管它占了实验室建设的大量费用）就了事。相反，除了PLC还应有相应的PLC控制对象（模型）。要有用于开关量控制的对象（模型），要有用于模拟量控制的对象（模型），要有用于脉冲量控制的对象（模型），要有用于信息控制的对象（模型），要有用于远程控制的对象（模型），等等。这样，才可在PLC实验室中，建立完整PLC 控制系统，好让学生全面、系统地学习PLC。
以“应用”为主建设实验室，除了教学目的明确、针对性强的好处外，另一好处是，可做到“以不变应万变”。这是因为，当今，PLC技术发展很快，
更新换代频繁。实验室建设如以PLC 设备为主，那么所建设实验室很快就会落后，很难适应形势的要求。然而，如果以“应用”为主，在实验室建设中，“为主”的控制对象（模型）基本是不需变化的。而又由于突出的是应用，即使是PLC的机型更新，只要能满足应用，应用的很好，就不必急于对PLC进行大“换班”。仅在应用方面的更新投资相对也会少些。
以“应用”为主建设实验室，在选择PLC品牌上，也可不受厂家或PLC 型号的限制。凡可实现相应控制的PLC都可使用。因为高校培养的学生，是要教会学生，让PLC为我所用，学会针对某个具体任务，哪个厂家的PLC满足应用好，就用哪家的。要教会学生能独立自主地选用PLC，而不是，随“风”选用PLC。最终，还要让学生学会选用我们国产的PLC。
以“应用”为主建设实验室，在选择PLC类型上，也可不必求全、求配套。事实上，把一个厂家的PLC全部配套，是一些高校经济能力所无法接受的，从教学的角度说也是不必要的。因为高校PLC实验室与某些厂家赞助一些高校建立的PLC实验室毕竟不同，它是用于培养学生，而不是为某PLC厂家推销产品或作宣传广告，所以，可不受厂家或PLC型号的限制。只要与本专业应用方向一致的产品才须配置，不用，或用的不多的可不配。目前有许多性能价格比较高的小型机，十分适合教学，很值得推荐。
即使是全新机型的PLC，实验室也未必会是先进的，关键是看这个实验室PLC技术应用的效果。有些院校在建实验室时，以为PLC是中型机、大型机，组成什么网就是先进的实验室，其实也不完全是那样。如果控制模型过于简单，弄不好还是浪费。请问，不是针对控制对象所配置的PLC控制系统，如何能应用得好呢？
国内有许多PLC的厂家赞助给大学建设PLC实验室，有的还配置了中大型机，但由于没有控制对象，与应用结合得不好，结果被闲置起来，其作用不能得以发挥。
坦率地说，就目前国内PLC的教学水平看，小型PLC若会用了，用好了，已不错了。把省下PLC的钱用以购置更多的应用模型和控制对象，岂不更好！
将来中型机和大型机肯定会普遍进入大学的实验室。我公司最近开发的16层电梯模型，每台就需要160点的PLC控制，当然可以选用中型机方案了。但目前还是小型机为主的时代。
总之，以“应用”为主建设PLC实验室，在选择PLC时，最好根据控制对象选PL C。既要考虑到配置相应的PLC产品，还要配置PLC的控制对象，使PLC实验室能建立起完整的PLC控制系统。这样的实验室针对性强，目的明确，可让学生得到PLC知识的系统学习及全面的训练，毕业后成为应用型技术人材。
二、以“常用”为主
尽管PLC 实验室建设以“应用”为主，是要有相应的PLC 的。当今，PLC 类型多得很，厂家也很多。选什么类型的PLC ？选哪家的产品呢？
我们以为应以“常用”机型为主。即在中国PLC 市场上，用的最多的类型与品牌为主。而在我国，当今各种类型及品牌PLC 的使用情况如何呢？据工控网在互联网上调查，情况是：
1．PLC 类型分布情况
中国工控网市场研究部在2003年底到2004年初，做了一个中国PLC 的市场调查。主要是根据IO 点数划分为4个范围。下图示的为是在调查最终用户反馈的关于产品结构的结果。
64-255点
23.8%
255-1023点18.2%
1024点以上
17.8%64点以下
40.2%2003年中国按产品规格划分的PLC市场
具体情况是：
大型机：不少于1,024个IO 点。 这一类PLC 主要用于冶金，自动化生产线和电厂。所有的大型PLC 都是由系统集成商来完成的，这一类的系统的附加值比较高。目前有超过8,000个点的巨型PLC 系统在电厂运用。由于在钢铁行业的大幅度增长，大型PLC2003年增幅最大。中型机：256－1,023点。这一类PLC 主要也是用作控制系统，运用于冶金，电力，造纸，化工，加工/组装生产流水线，包装流水线等领域。这一类的系统主要也是由系统集成商来完成，也有个别用户会由自己来完成项目。
小型机：64－255点 主要用于设备控制，也有用作小型系统控制器的。微型机：少于64点 这一类PLC 主要用于单台设备的监控，在纺织机械，数控机床，塑料加工机械，小型包装机械上运用广泛。
可知，在当今中国，最常用的PLC 类型是小型机及微型机。
另外，据调查，PLC 在电子制造行业的情况也类似。该行业的PLC 主要用于自动化生产/装配线。所用的PLC 各种规格产品都有，但小型和微型产品居多，工控网在这次研究中的结果如下图所示。
中型
15.8
小型35.3%
微型
41.0%电子制造行业用户的PLC的构成
2．PLC 品牌分布情况 工控网于2003年10月开始了关于中国PLC 市场的研究，依据日前得到的样本分析，可以初步得出正在使用的PLC 的品牌的结果。
从调查中显而易见，西门子、三菱及Omron 占据绝对的优势。在他们这次调查中有60％左右的用户用到了这些品牌的PLC 产品，这说明这三个品牌具有最大的市场基础。而Rockwell/AB ，Nais ，GE －Fanuc 和富士也有相当的份额。 据工控网分析，造成这种品牌运用分布情况的原因大致可以分为以下几个方面：
1、 产品覆盖范围
排在最前的三个品牌有最丰富的产品系列，而且没有偏重，用户很容易得到恰当的产品；其他品牌如Fuji ，Delta ，LG 则以小型和微型产品为主，GE 和Schneider 以中大型产品为主。产品价格范围也是一个重要的原因，虽然A －B 拥有出色的技术和全面的产品系列，但是高价格的形象却使部分用户却步。
2、 在中国市场上的历史
西门子、三菱及Omron 都是在中国市场上传统的供应商，在很多领域占地了先机，相对应的是GE ，Schneider （其实Modicon 进入中国也比较早，但没有完整的销售和服务体系）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。
3、 行业分布
某些品牌会侧重于一些行业，如Schneider 更加注重电力行业，Rockwell 在冶金行业表现出众。
下图示的为他们实际调查情况。
10
20
30
40
50
60
70
Siemens Omron Nais Ge LG B&R Koyo Mitsubishi AB Schmeider Puji Delta Hitachi
Abb 正在使用的PLC品牌
从图可以看出，他们调查的对象中，用户用到了这些品牌的PLC 产品的只有西门子、三菱及OMRON 占60% 左右。其它品牌多数用户未使用过。
既然如此，高校PLC 实验室，在配备PLC 时，则应以这三家品牌的PLC 为主，以小、微型机为主。这样做的好处是显而易见的。这也就叫“结合实际”，有针对性的培养学生。如果面对用的最多的类型与品牌的PLC ，学校不去创造条件让学生学习，那学生毕业后怎么能适应工作要求呢？所以，作为高校PLC 实验室，最好这三家的PLC 都有所配置，以至于能逐渐再少量配置些其它厂家或国产的PLC 。
3．部分品牌PLC 特点
西门子、三菱及OMRON PLC 各有特点：
西门子PLC ：西门子公司成立于上上世纪末，是世界级的大公司。它的PLC 自称为“博大精深”。事实也大体如此。西门子PLC 确是大，其最大的机型单机控制点数可达20多万点，而三菱、OMRON 最大的机型才几千点。它
的这个“大”可以说是“言不为过”。西门子PLC的“博”，也确有其事。它的产品类型之多，堪称世界之最。不仅有通用机，还有很多特殊用途的机型，如环境扩展型机、冗余机、安全机、软PLC，带显示屏的PLC，等等。它的网络也是很多的，也很完备。
除了PLC，还有人机界面，有工控机，NC，驱动产品，DCS，有编程用软件，还有监控软件。可以说，无论硬件、软件几乎应有尽有。软、硬件都可全部配套，真是博得很！它的口号是建立“全集成的控制系统”，即仅用它的产品，工厂自动化、信息化，远程化、智能化可全包了。
西门子PLC的精深也是有名的。它的产品性能较好，但产品使用门槛较高，也是众所周知的，“精深”嘛！使用它的产品，要按它的要求作，缺一个环节都不行。不行，有时还得不到提示。所以，使用它，入门不易，深入更难。特别是它的中、大型机，不大好掌握。很多人已会使用它，但始终吃不透，有的甚至还不大入门。就拿它的编程软件讲，安装条件苛刻，安装时间也特长。别的编程软件安装几分种或半个小时即可安装完，而它最少要用（S7-300、400用的编程软件）两个小时。而且，安装后卸载也不易。因为，在安装它的软件时，多已把操作系统也作了改动。安装后整个计算机的运行速度也明显变慢。
还有，它的产品不大透明，这又是“精深”。如网络，它的性能非常之好，但遗憾的是，它的协议不公开。用户无法编写自己的通讯程序。当然，不必知道协议，用它提供的软件也可做。只是用这个软件又要收费了。
再就是，它对知识产权保护特别讲究。什么软件都要授权，处理不好，即使合法得到的授权也会出现问题。为使用者增加了很多麻烦。同时，它的软件是分块的。买了这个，而没有买那个，也将不好用。到底有多少？由于“博大精深”，深不可测，往往一时弄不清。为使用，特别是初学者的使用，增加了不少困难。
西门子的技术培训是要收费的，每小时约一百元，每天七、八百元。由于不培训很难搞懂，这一点不如其他有些机型。
S7-300系列与S7-200系列是两种编程环境的机型，编程软件还不兼容，学会了200还要重学300，还要交学费。
程序的打印功能，更是罗嗦，前面要出几张无用的表格，这与系统的设计与严谨的国籍习惯有关吧。
总之，这个“博大精深”，可以说是有利有弊！
建个西门子机型的PLC实验室，其费用也因PLC的价格较高而增加不少的费用，40点的CPU226，要比三菱或OMRON的40点贵一千元，一个接近3000元，一个接近2000元，不是么？另外西门子的品牌很靓，但小型机有优势吗？
三菱PLC：三菱公司成立于1921年，也是世界级的大公司。除了PLC，它还有钢铁、汽车及军工产品。它的财力雄厚，其PLC的特点是“丰富多彩”。它的PLC虽没有西门子那么“博大精深”，但也算是“丰富多彩”。它的类型也
很多，不仅大、中、小、微都有（没有特大），而且，在大、中、小、微中，还分有多种类型。一时也不大容易弄清。如中、大型机，就有A、Q型机，而在Q型机中，还有A模式、Q模式；有简便型、高性能型；有顺序控制PLC，过程控制PLC，运动控制PLC，信息控制PLC。它还有自立门户的PLC网络—CC-Link网络，很多公司，如松下等已加盟此网络，现也已成为中国的PLC 网络的标准之一。它的外设也丰富多彩，除了没有自己的组态监控软件，其它的也几乎应有尽有。
它在运动控制方面很有特色。如小型机，除了内置的高速计数器比别的同类PLC多，而且，还可另配高速计数器模块，脉冲输出模块，位置控制模块，可处理多路脉冲输入、输出，可进行两坐标的多种插补运算。而它的中、大机的运动控制类型更多，配套产品也多。在PLC界，首家推出用于运动控制PLC—PMC。
只是它的“多彩”，有时趋向于过于“独特”。很多技术处理有别于他人。如输入、输出点，它只有“位”，的概念，没有“通道”、“字节”、“字”的说法，内部继电器也如此。但前者以8或16进制编号，后者则以10进制编号，比较独特。再如它的定时器、计数器处理都与众不同。改变计数方向时，不同的计数器要用不同的特殊继电器控制，给理解程序增加了不少困难。等等。它的“花样”太多，如中、大型机的子程序调用，有多种形式。这给使用增加了不少麻烦。
它的编程软件也较独特。可全程用于它的所有PLC，这一点非常好。但界面比起其它厂家的软件则略嫌不足。一些常用的WINDOWS的操作功能有的也不具备，对PLC监控时，不能对PLC进行真正意义上的强制置位、复位操作，基本上不能从编程软件得到有效的编程帮助，等等，远不如别的厂家好用。所以，在互联网上，有的网友说它的编程软件如同“记事本”，而其它厂家的编程软件则已进化到“Word”。有的至少已是“写字板”。此外，它的电子文档，特别中文电子文档，质量也较差。这些，也许是该公司在这方面下的功夫不够而造成的麻烦！
OMRON PLC：OMRON公司成立于1933年。原来是生产继电器的工厂。后以生产小型PLC著称。它的特点是“精巧实用”。尽管它没有西门子的“博大精深”，也没有三菱那样“丰富多彩”，但它比较精巧，比较实用。特大系统OMRON无能为力，但一般系统还是能胜任的。特别是小型机OMRON公司占有较大的优势，新推出的CP1H型机，称得上是目前国内最适合教学的机型，应该占有绝对的优势，建议选择型机时优先考虑CP1H机型。
一、它的精巧表现在：
1．它的产品质量高，可靠性高。据了解，它的产品在寿命期内，在现场使用很少出现问题。而其它厂家的产品出问题的还不少见。它的使用寿命期还在不断增加中。
下表示的为OMRON 公司一些CPU模块的平均无故障时间。
万小时。而早期的产品才5万多小时。
2．它的工作速度快。这从它的相关指标可以看出，也可从实际操作中也可 感受到。可与操作西门子、三菱PLC 对比，特别是与西门子PLC 相比，可明显地感受到这点。
3．它的结构精巧，外观漂亮。它的CQM 、CJ1 机等的那种精巧结构是别 的PLC 所没有的。它的C200H 机曾在德国，获1989年国际设计大奖。它的面板显示，特别是I/O 点的发光管十分清晰，不象三菱的斜一点就、远一点就看不见了，而西门子I/O 点的发光管更得细看，看不好，还容易串格。OMRON 的I/O 点的标记也很清楚。西门子机型常常会有人将24V 供电的PLC 误接到220V 上，因为标记不显著，PLC 的外观右不明显，很容易“踩上地雷”。
二、它的实用表现在：
1．它的技术处理比较简明，合乎中国人的习惯。如建立通道概念，双字处 理（西门子在“双字”、 “字”使用时，高位数放在低字节中，与我们的习惯正相反）等，都比较得体，便于理解（如使用字或双字移位指令，西门子PLC 就很费解，不信试试！）。而且，它的各类型PLC 一致性处理的较好。懂得其中组件 无故障时间
（小时）
CS1H-CPU66H 271，000 CQM1H-CPU51 305，622 CQM1H-CPU61 305，622 ZEN －10C1AR-A 306，000 CQM1-CPU43
307，000 CQM1-CPU43-E
307，000 CQM1-CPU43-E-IT 307，000 CQM1-CPU43-EV1 307，000 CQM1-CPU43-V1 307，000 CQM1-CPU44 313，000 CQM1-CPU44-E
313，000 CQM1-CPU11 418，000 CPM2A-20CDR-D 419，000 CQM1-CPU41 445，000 C200H-CPU11 570，000 C200HX-CPU44 621，000 C200HX-CPU64 622，000 CPM1A-10CDT-D 651，000 C200HX-CPU54-ZE 692，000 C200HG-CPU53 696，000
一种，其它的多类似。所以，很便于掌握。
2．它也是微、小、中、大型机齐全。若不是特大系统，也很便于配置。可很方便地用于相关的顺序、过程、运动、信息及远程控制。其实，特大系统，由于有性能比PLC高的多的DCS顶着（当然，它的价位也高），PLC也难有用武之地。
3．它的技术资料比较多，编程手册和指令系统简单易懂，很容易入门，逻辑编程技巧性也很强。例如：计时器指令，OMRON就一种通电延时继电器指令，实际确可以编写出许多计时器的功能，而其他公司的PLC计时器指令就有很多种，划分过细，仅计时器指令就需要研究半天，课堂教学上讲计时器指令就需要很多时间，没必要。
4．它的编程及有关操作比较方便。软件界面好，使用它，很容易上手。这在对不同PLC对比操作中，很容易体会到这一点。
正是有以上4个特点，OMRON PLC曾在某网站上，被评为中国2004年最有影响的PLC（2003年为西门子PLC）。
这三个型号的PLC都是外来品。这也是我们当今的无奈。相信不久，也会有自己后来居上的PLC。只是还得稍等等。
既然，工控网调查的近三分之二的对象都用过这三家的PLC，作为高校有关PLC的课程或实验室建设，当然都应对其有所反映。显然，如果“单打一”，只介绍一种是不全面的，对学生出来寻找工作是不利的。作为对学生负责的高校，就应设法传授给学生全面的PLC知识，为学生毕业后寻找工作提供尽可能好的条件。
从上介绍可知三种品牌的PLC各有各的特点，它们能站住中国PLC市场，并不偶然，是有其内在原因的。
所以，作为高校PLC课程或实验室建设，最好超脱些。上述讲了，应以“应用”为主。这反映在品牌的选用上，当然宜以三种“常用”的PLC品牌为主，其他机型，当然也可以考虑，例如松下Nais的PLC与触摸屏具有“穿透”功能，传程序时，不必为占据计算机的串口或PLC的串口而将通讯电缆拔来拔去，既麻烦又容易损坏串口，这一点尤其比三菱的PLC强，圆八脚的插座更不耐用。使用其他品牌的PLC也会发现很多特点和优点，不能说其他品牌的PLC就不好，如果技术支持的比较好，都可以选用。
其实，作为使学生掌握PLC使用知识，不外乎是4个环节。即：弄懂PLC 基本原理；了解PLC类型、组成、配置；理解有关控制机理及其实现的有关算法；学会使用编程工具或软件并运用PLC指令去实现这有关算法。所以，选用PLC品牌的不同，只在第2、4环节有所差别。如果处理得好，淡化品牌概念，也还可弥补这两个环节的差别。
PLC用多了，相互有过比较，才有更深的体会，才能会挑选，才能找到适合自己和更喜爱的机型，不该认为在哪哪哪应用很广泛，哪哪哪大学用了，就跟着上。就全国来讲单一厂家的机型过多，未必是好的趋势。
三种PLC都作介绍，实验室中若配备有几种PLC，也符合目前高校拓宽学
生知识面的趋势。做设计性实验时，对同一个控制任务，如果能用不同品牌的PLC分组实验，让学生在比较中学习，也许是顺潮流而所为之事。
在实际编程时，由于不同的PLC有不同的指令系统，对某种具体应用的任务，这种PLC可能好实现，而另一PLC则可能需要绕弯子，或难于实现。但对另一问题，则可能相反，“绕弯子”者可能好实现，而“好实现”者，则可能要绕弯子。这叫各有各的“高招”。
同一价格档次的PLC，硬件上也有区别，特别是特殊的模块差别不小，有些应用场合是挑机型的，选购时也需要慎重。
我公司高级技术顾问宋伯生老师编著的，今年5月出版的《PLC编程理论、算法及技巧》一书，较详细地论述了PLC的五大控制功能，可为以“应用”为主建设实验室提供参考。只是该书现已售完，但机械工业出版社正进行第二次印刷，相信不久再将投向市场。宋伯生老师现正在编写另一本专著——《PLC 编程基础教程》，将把最常用的这三种PLC的编程捆在一起介绍，估计明年会与读者见面。这算是一次新的尝试，可能也有高校老师作这样的努力，但愿这个新的尝试能得到读者欢迎。
特殊地讲，我国还没有纯国产PLC的生产厂家，PLC主要还是依赖进口。这就需要我们国人要有一种观念，在应用效果相同，谁的服务好，谁价格低，就买谁家的。完全可以运用好竞争机制，在PLC教学应用这个潜在的市场中，得到更好的技术支持和更好的特殊价格。PLC技术已很成熟，一般都能满足基本实验的需求。因此，综合考虑各方面指标，价格应该是很重要的因素，在这方面的资金浪费确不值得。
总之，以“常用”为主选择PLC是一个明智的选择，如能从运用的角度介绍PLC知识，较全面的介绍这三种国内最常用的PLC，对学生全面掌握PLC 知识，毕业后适应工作要求是绝对有好处的。
三、以“实用”为主
以“应用”为主原则建设PLC实验室，就是不仅购买PLC，还要购买PLC 的控制对象，注重应用；以“常用”为主原则建设PLC实验室，就是要选好一个品牌的微、小型PLC作为教学典型，也可以考虑少量增加一些其它品牌的微、小型PLC，扩大眼界；以“实用”为主原则就是要讲究实用、结合实际，要讲究经济实惠、精打细算，要循序渐进，逐步把建设好实验室。
要做到以“实用”为主的原则，是不易的，利用率不高，教学效果不好，那就不是“实用”，如果闲置起来，那就是浪费。建实验室是一项复杂的系统工程，应该避免出现“豆腐渣”工程。这方面，各个高等院校都有很多可以总结的经验。
作为可编程序控制器教学实验设备的企业，根据在教学和生产中得到的体会，特别是近几年，在与高校老师合作建设实验室中，听到的很多好意见，对高校PLC实验室建设的具体操作，我们有三点建议：
1．做好规划
以“实用”为主建设PLC实验室，关键是要做好规划。
规划需要考虑的几个方面：资金、场地、教师、教学计划。这些条件都要具备，要全面落实到位。实验室建设的具体工作也要有计划，实施过程中的各个环节，也要有所安排。
规划，最重要的是教学的总体规划，资金的总体规划，师资的总体规划，值不值得规划，怎样规划，很多方面值得研究探讨。
教学改革和改进，是经常性的，就像企业一样，几年不出新产品，那企业就要走下坡路。学校也可以看作成是企业，只不过“产品”是学生。“产品”不更新，那就是误人子弟。
教学改革的规划，应是创新的规划，就象企业发展的规划一样。传统的知识和课程要削减，新知识、新内容要增加。
可编程序控制器是一门新兴的课程，应该得到充分的重视，对它的课程建设应有长远发展的规划。
目前这门课程存在学时不足、师资不足、教材不足、设备不足，距离企业需求的高级技术人才培养要求相差得很远。
这些不足，对于大学来说，在目前的现状下，那就应该调整。如果采购电工、电子的设备又多、又气派、又贵，再加上“智能”，那专业课的资金肯定不够；节点法、支路法、回路法讲得多了，PLC的编程，那就得少讲；谁能有勇气做调整呢？那就得有创新的思想。要像企业家那样做到，“人无我有，人有我优，人优我廉，人廉我…”。
开发“人无我有”的产品可得5分，开发“人有我优”的产品可得4分，开发“人优我廉”的产品只能得3分。人廉我还生产的产品，甚至照人家抄袭，那就是傻瓜，除非对企业来说是不得已的维持。如果企业连续做着不赢利的产品，那么，它做得越多垮得越快。大学也是如此，不开发新的专业，不开发新的实验基地，学校如何吸引好的学苗，如何提高学校的声誉。
好的学生有几等，有知识的学生，有技术的学生，有成果的学生，有产品的学生。有产品的学生，为特等。学校的培养目标，应该向更高的目标努力。有产品的学生，哪怕是很简单的产品，那也是最优秀的学生。
如果老师带头搞那些虚无缥缈的论文，做那些脱离实际的课题，除非追求留校当老师有用的高学历，出了校门，社会不认可，企业不认可，岂不白念书。学校的规划就是培养人才目标的规划，要使学生能够得到真正的知识与技能。
许多老师强调大学要打好基础，如果总是用传统的教学计划、总是用古老的教材，学的再多不是耽误事吗？人才的竞争总是新技术新知识的竞争，目前大学学到的内容还不如科技一条街上的×××学习班，也可见大学的水平太一般。大学的用人机制还不可能以技能和特长为重点选拔教师，“博士”已经成了用人的门坎，应用型人才怎么培养呢。
教学目标的设计，应顾及新知识，新技术，新成果，应使具有创新思想，参与创新实践，难道不是这样吗？
PLC是一门很好的创新课程，完全有必要也可以按上述要求做好教学目标设计。目前计算机软件比较热，而可编程序控制器则既有软件、又有硬件，不应该更热门吗？在几年之后，可编程序控制器课程也可能会将计算机软件、数据库、机械制造等内容融合一起，形成一门崭新的课程，现在还不做规划能行吗？
2．做好调研
购置设备，建设实验室，就必须做好调研，为论证、决策做准备，调研得越充分，失误就越少。
目前全国约有十余家PLC实验控制对象的厂家，产品各具特色，琳琅满目，为高校提供较大的选择空间。实验控制对象是非标产品，除非仿制，否则不应该雷同，因此更存在调研的必要。
调研的过程就是了解生产厂家的产品、相互比较、作出判断的过程。有些院校是“隔山买老牛”，凭感觉、凭印象，甚至凭关系，这就是缺乏调研。
调研之后应该成为内行，应该全面了解产品的技术性能，作出正确的评价。
有的大学设备部门喜欢设备庞大，觉得气派。而东北大学信息学院的教授说：设备大了我这没地方放，房间是固定的，32套设备，一人一套，往哪放。因此市场上其中的一种配置的实验台产品，由于体积小，就受到了欢迎。
目前，许多生产企业认识到了，设备庞大，场地、安装、运输等等，会带来很多麻烦，其价格更没有优势。设备本来就可以做得更精巧些的。其实，尺寸的缩小，成本也将成倍的节省。对于大学的用户来说，出发点应是“实用”，而不应是对付“评估”。不能只图讲气派，以为越大越气派，越大越先进，而实际上开设的实验内容，一个实验箱就能解决，何必贪大呢？对待评估也要实事求是。总不能为一些形式主义的评估竟做假实验报告、假作业、假毕业设计、假论文、假考试卷嘛！对此真也该打打假。
追求实用，就是追求实际的教学效果，为了评估而进了大量设备，结果评估结束，设备就闲置起来。殊不知家长的血汗，学生的青春，来之不易！
配置设备要讲实用，最终评价的标准是它的可应用的技术含量部分。许多设备实验内容过于简单，重复，甚至是小题大做。对于PLC实验设备的控制对象，不论有多少模拟设备，如果工艺逻辑关系和程序设计算法都大同小异，其技术含量就会大打折扣。如果实验程序就是简单指令的堆积，实验题目和挂板再多，又有什么意义呢？
控制模型最好是可以灵活变动的，这为学生提供的软件开发平台将更为理想。因为我们是教学，并不是企业实际使用的设备，真正追求的应该是算法和思想。正如东北大学罗克威尔实验室的一位教授说的，某机械手程序太简单，只能做四个动作，但值四万元人民币，一个动作一万元，买回来还没法做毕业设计，只能欣赏，发挥不了作用。
有些院校建PLC实验室，选择PLC主机，按控制对象的需求，选择三菱的FX1N机型就可以了，而执意选择FX2N机型。尽管FX2N有许多特殊功能，但开关量实验的场合一时还用不上。当然晶体管PLC则应该选择FX2N机型。
有些院校在建PLC实验室时，上了一些与“实用”相关的辅助设备，例如东北大学增加了多媒体投影设备，制作了动画演示教学课件，使得教学效果非常好。可有些学校上了一些与“实用”无关的设备，例如“网络智能”，虽能帮助“打分”，但加大了资金投入、设备维护的投入，还成天担心“趴窝”。先进的实验室的评估标准是什么呢？不能离开“实用”的目的吧，这些问题值得深思。
做好调研还要对生产PLC实验设备企业进行调研。生产PLC实验设备企业的老板，有原来是销售员的，有原来是技术人员的，有管理人员的，有原来是生产人员的，还有是会计人员的，由于出身和经历的差别，企业运作也会略有差别。懂销售的老板，会加大市场的投入，懂技术的老板，会加大新产品的开发，很少仿制别的企业产品，因为这对他没这个必要。
调研市场，不能仅听宣传，只听他说东西好，而不去问问，真有没有，做没做过，信誉如何。这些也都应考虑。
企业降低生产成本，是难题，弄不好，后院要着火。企业要降低风险，就应该保证利润空间，做自己擅长的产品。企业的发展速度过快，有可能是在炒做，后劲怎样？如果连续几年，还是老产品，再加大宣传力度也不行。
生产PLC实验设备的厂家最终的竞争，未必是都靠广告宣传，拉关系，真正的竞争是售后服务、技术支持，特别是几年之后，产品运行的怎样，还负不负责。做得好的企业，回头客很多，市场宣传的费用会大大降低。做好售后服务、技术支持就是最好的宣传。
调研的目的是增加理智，了解自己的需求、了解适合于自己的产品与生产企业。“知己知彼，百战不殆”，最终目的是把建设实验室这个实事办好。
3．做好决策
作为决策者，是有责任的，是有风险的。因为任何失误都会造成经济损失和名誉损失。
决策者的能耐，是能根据学院的长远规划，经过大量调研与辛苦劳动，做出正确地决策。
谁是决策者呢，实在是很复杂的问题。有的学校是专业教师；有的学校是实验室主任，有的学校是设备处长、有院长。每个学校都有各自的章法。当然大部分院校不是一个人，而是多人，是互相研究，共同决定。
实验室建设得好，是决策者的英明。他们与优秀的生产PLC实验设备厂家或大中小型企业建立供求关系、长期得到售后服务和技术支持。其实验室建设的工作量会明显减少，业绩也会增加，群众之中也有些光彩。反之，决策不好，实验室建设不好也是决策者的失误。为此也会遭来议论，以至于一大堆说不清的事。真是有苦难言。
如何决策呢，似乎不应凭职权，或靠行政命令，应该科学论证，有理有据。因为这事情很复杂，也可能考虑不妥。但即使不妥，也能说明原因，因为当时就是这样想的，当时就是这个水平，当时大家就是这个意见。
好的决策者能协助和配合厂家工作，建立一种密切友好、和谐的关系，双