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PLC技术发展与市场趋势观察

2023/3/9    来源:e-works    作者:e-works  王聪      
关键字:PLC  市场趋势  技术发展  
作为工厂、车间的底层控制核心,PLC从诞生之初就在自动化控制系统中扮演着至关重要的角色。本文将全面盘点IT与OT技术融合浪潮下,PLC产品的软硬件意识形态发生了哪些变化,通过梳理国内外PLC代表厂商的典型产品、应用现状和发展策略,探索PLC在智能制造热潮之下,如何持续书写“不老”传奇。
       本文由e-works驻北京记者王聪原创首发。本文撰写过程中请教了贝加莱工业自动化(中国)有限公司技术传播经理宋华振老师,华中科技大学陈冰教授,参考了PLCopen中国组织名誉主席、上海工业自动化仪表研究院技术顾问彭瑜教授《PLC编程语言和平台的演变发展》和《边缘可编程工业控制器—PLC转型的一个方向》,在此一并表示感谢!
       以下是正文:

    作为工厂、车间的底层控制核心,PLC从诞生之初就在自动化控制系统中扮演着至关重要的角色。一方面,来自客户的实际应用需求,促使PLC朝着控制任务的集中控制节点、制造系统的数据节点以及具有边缘控制能力的融合计算节点多功能演进;另一方面,从西门子、施耐德电气、罗克韦尔自动化等国际主流厂商到汇川技术、和利时等国内领先厂商不断创新,使PLC从最初的分时多任务能力,到能够兼顾RTOS、软件开发平台和上层OPC-UA over TSN等技术架构。这一“推”一“拉”两股力量,如双螺旋DNA般交织着推动PLC持续演进、升华。

    本文将全面盘点IT与OT技术融合浪潮下,PLC产品的软硬件意识形态发生了哪些变化,通过梳理国内外PLC代表厂商的典型产品、应用现状和发展策略,探索PLC在智能制造热潮之下,如何持续书写“不老”传奇。

一、向阳而生,PLC走向开放

    与备受瞩目的数字孪生、工业互联网相比较,PLC就如同一棵“饱经沧桑”的松柏,深深扎根工厂、车间底层,平凡且坚定地支撑各种控制系统在贝加莱工业自动化(中国)有限公司技术传播经理宋华振看来,在经历了半个多世纪的沉淀和发展后,PLC早已从最初简单用来替代继电器、接触器等简易控制功能,发展到如今拥有强大数据处理和计算能力,包括I/O扩展能力,模拟量处理能力,以及各种控制和运动功能于一体的控制器。

    现代的PLC包含CPU、I/O、电源、底板、外设以及通信联网等模块,从传统的逻辑任务延伸到运动控制、机器人、机器视觉、高速实时以太网通信等功能。从硬件参数看,PLC的算力和数据存储能力都得到极大增强。从微处理器的诞生开始,PLC就随同CPU快速迭代更新,如今哪怕是小型PLC的CPU处理能力都能够达到纳秒(ns)级别,并且支持多核架构。这使得PLC在进行逻辑和顺序控制处理的同时,可以进行高速运动控制和视觉算法处理。例如,面对大量的计算和数据流,PLC可以将任务交给多个I/O核心与计算核心并行完成工作。为了完成多核之间的任务协调,分核操作系统会将特定任务分配给特定的计算核心,每个核心则采用分时策略,确保数据的高速传输与实时可靠。

    此外,在存储空间方面,部分大型PLC已达到百兆以上,并通过磁泡存储器和硬盘不断拓展数据容量,大量的存储空间不仅提升了PLC的数据管理能力,也为边缘计算和控制提供了基础。依靠强有力的OPC UA over TSN,使PLC获得通过以太网传输实时性数据的能力,完成控制器、传感器、驱动器多个维度的数据集成。

    PLC的这些外在变化是显而易见的,而作为PLC“灵魂”的汇编语言和软件开发平台,其“升华”之快却容易被人忽视。实际上,从上世纪80年代,当RS232的串联通信技术广泛地运用在计算机领域的时候,自动化领域的工程师们就马上对这种技术进行了分析、消化和吸收,针对工业通信传输安全和工业工况环境的可靠性和抗干扰要求,创造性地采用了RS485双工差分式双绞线的现场总线传输通信(物理层)标准。

    1993年12月,国际电工委员会制定的IEC 61131-3规范,使得PLC领域美国偏爱的梯形逻辑图语言、德国流行的功能图语言、法国推崇的GRAFCET(SFC顺序功能图的前身)以及日本常用指令表语言得到了统一。必须说明的是,在制定编程语言国际标准的过程中,IEC 61131-3大量地吸取现代软件的结构化、模块化、可复用性等概念,并汇聚了软件工程技术中统一开发过程、面向对象等方法,有力地推动了PLC标准编程语言的发展。IEC61131-3不仅成为工业领域唯一的工业控制编程语言标准,还被DCS、SCADA、PC控制等系统广泛采纳,成为事实上的工业控制编程语言通用标准。

    这其中,也离不开工业自动化巨头多年来在上层软件平台的创新发展和历史沉淀,包括西门子的TIA Portal、罗克韦尔自动化的Logix、贝加莱的Automation Studio等都建立了自身模块化功能应用和通信标准规范,方便用户开发、升级维护系统。此外,德国CODESYS(原名3S,Smart Software Solutions GmbH)、Phoenix旗下的KW-Software、德国Infoteam等独立平台服务商,也为中小型PLC厂商提供了软件开发环境,让用户可以基于不同的硬件架构、RTOS实现整个PLC的开发、编程、测试、运维。

    毫不夸张地说,PLC软硬件融合的发展史正是IT与OT深度融合的缩影。PLCopen中国组织名誉主席、上海工业自动化仪表研究院技术顾问彭瑜教授认为,PLC正在迈向一个开放的自动化世界,未来的PLC控制系统不仅仅要对生产制造的实时性控制数据进行处理和分析,还要对大量具有分析、归纳、总结的非实时数据进行处理。PLC将采用如Linux等开放的实时操作系统,自由度高的Python、C、C++等软件编程语言,多功能开发平台和通信接口平台,在保留传统PLC简单、易用的优势同时,扩大编程语言、工具及开源功能集成的自由度。

    例如,一台PLC集成了OPC UA服务端功能和OPC UA客户端功能,就能保证这台PLC通过VPN进行有安全保证的数据传输,使PLC的相关信息都可以被采集,进而向上层MES系统传递。作为一个数据通信协议规范,宋华振强调,OPC UA并不是一个技术,而是一个框架,包含TCP、UDP、MQTT以及Web Service多种协议传输标准。在面对具体任务时,可以类比成打印机:当我们在打印文件时,无需关心连接的是手机、电脑、USB哪种设备;或是Word、PPT、3D Max、AutoCAD哪种文件形式,打印机只会要求你定义打印格式是横向还是纵向、字号是多少、是否重复打印等原数据信息。同样的,OPC UA作为各种数据传输的指导规范,将各种通讯机制进行汇聚使其互连互通互操作,IT人员只要根据标准接口进行驱动安装,OPC UA自身会定义地址和属性,实现机制调用,并进行用户授权和验证。

    可以看出,新一代的PLC在满足可靠、易用的同时,已经彻底摆脱了封闭的标签,拥有数据互操作性、内生信息安全、软硬件解耦和分布式控制能力,既满足自动化系统运行过程和控制相关的实时数据处理,也可以服务非实时数据的分析、存储、运算等要求。

二、巨头集结,各擅胜场下的竞合之道

    随着PLC走向开放,自身拥有PLC产品线的工业自动化巨头们也在保留PLC适应性强、性能可靠、性价比高等原有特点上,不断吸收新的IT技术,融会贯通到工业生产实践中,让工业互联网、大数据、人工智能技术融入到PLC控制系统中,使企业生产全生命周期的研发、服务和管理数据也能在PLC控制器上进行运算和分析。面对愈加开放的PLC系统,西门子、施耐德电气、罗克韦尔自动化、三菱电机、欧姆龙、菲尼克斯电气、贝加莱、ABB等厂商加快自身PLC发展脚步,与下层传感器以及上层HMI、SCADA等系统协作交互,致力于纵向数据生态链的深度融合。

    1、西门子

    西门子最早的PLC产品可以追溯到1975年投放市场的SIMATIC S3,它实际上是带有简单操作接口的二进制控制器。1979年伴随着微处理器的面世,西门子创新研发S5系列取代了S3系列,该系列广泛地使用了微处理器。1994年4月,享誉全球的西门子PLC S7系列诞生,其代表机型为S7-200、300、400等,具有高度的兼容性、更高性能等级、更小安装空间和更友好的Windows用户界面等优势。2012年底,西门子推出了集多种功能的旗舰产品S7-1500系列PLC,并在此后一直围绕上述系列进行产品迭代与更新。

图1

图1 西门子代表PLC产品系列及功能特点

    2010年,西门子提出了TIA(Totally Integrated Automation)概念,即全集成自动化系统。可以让用户组态多个设备并分别与上层PLC进行程序设计,也可以在上下位之间共享变量,快速进行组态和PLC编程。通过TIA Portal相连,西门子PLC用户不仅可集成基本软件功能(如STEP7, WINCC, SINAMICS Startdrive, SIMOCODE ES和SIMOTION SCOUT TIA等),还可以在单一界面中执行多用户管理和能源管理等新功能,让用户面向已有的成熟SIMATIC控制器执行创新的工程组态。从拓展性的角度,STEP 7包含了西门子S7-1200,S7-1500系列PLC的编程功能,也继承了前身对S7-300和S7-400的支持。

    作为自动化市场的代表厂商,西门子PLC在国内中高端OEM和大型项目领域进展迅速,来自客户的反馈非常积极。其最新的SIMATIC S7-1500系列PLC拥有透明化编程方式、系统冗余的特点,并配有人工智能芯片,可以实现神经网络的高速处理,目前在西门子安贝格工厂和成都数字化工厂都有大量的应用示范。

    2、施耐德电气

    施耐德电气初代PLC产品主要分为两大阵营,一个是凭借收购全球PLC鼻祖Modicon公司后推出的“数字系列”。当初与DEC的PDP-14和3-I 的PDQ-II竞争胜出后,Modicon公司在1973年将“084”PLC升级为“184”PLC重新推出,1975年推出了“284”PLC,1979年推出了工业通信网络Modbus,1994年推出了Quantum(昆腾)系列PLC,1997被施耐德电气公司收购后,成为旗下第4个主要品牌。另一个PLC产品阵营则以收购的TE公司为代表,旗下拥有Premium、Micro系列PLC。

图2

图2 施耐德电气代表PLC产品系列及功能特点

    考虑到两个产品阵营有部分功能重叠,施耐德电气将Modicon和TE的PLC产品进行了整合,将Unity Pro软件作为中高端PLC的统一平台,支持Quantum、Premium和M340三个系列。其小型PLC以Twido系列为代表,仍然使用TwidoSoft软件进行功能开发。虽然施耐德电气的PLC编程软件很多,但是目前较为常用的以Unity Pro、SoMachine和SoMachine Basic为主。

    施耐德电气认为,数字浪潮下IT技术将不断融入到PLC产品之中,设备、产线、工厂之间的互联互通互操作比以前任何时期都更为重要。对此,施耐德电气在2017年正式推出了EcoStruxure开放自动化平台,其PLC产品也成为加强底层控制能力的重要基础。此外,施耐德电气还在大力推进国际工业标准IEC 61499(该标准基于IEC 61131-3标准的功能构建,定义了分布式控制系统的通用模型),以功能块构建的事件驱动型任务为特征,为企业建立开放、互操作的自动化系统奠定基础。

    3、罗克韦尔自动化

    1985年,A-B被罗克韦尔国际集团(Rockwell International)收购,随之推出了基于摩托罗拉MC68000芯片的PLC-5等产品。针对不同I/O点数,罗克韦尔自动化发布了MicroLogix、CompactLogix和ControlLogix系列PLC产品。其中MicroLogix系列PLC包含MicroLogix和Micro800两个分支,主要用以满足简单机械的基本控制需求,包括继电器替换以及简单的控制定时和逻辑运算;中型CompactLogi系列PLC支持多种网络通讯协议,基于机架式、封装模块化设计的标准和安全认证,典型应用场景为复杂机器控制、批处理和楼宇自动化;大型ControlLogix系列是罗克韦尔自动化最具有实力的代表作,支持顺序控制、运动控制、传动控制和过程控制,应用十分广泛。

图3

图3 罗克韦尔自动化代表PLC产品系列及功能特点

    为了提高企业对于数据的互联互通能力,罗克韦尔自动化推出了FactoryTalk系列套件,使旗下整个PLC产品系列都具有多策略的集成能力。例如Logix系列PLC支持标准的、开放的工业以太网EtherNet/IP连接方式,并将FactoryTalk分析和机器学习技术嵌入到了Logix控制环境中,为自动化系统提供了诸如异常状况预测性分析等AI能力。

    4、三菱电机

    回顾三菱电机的PLC发展历程,主要是围绕了两大系列。其一是Q系列PLC,它是以高功能、高性能、高扩展性为代表。自上个世纪80年代一经推出后,就一直围绕汽车产业为主的最终用户需求进行产品迭代更新。三菱电机另外一个PLC系列,则是主打简易安装,方便部署,且具有高性能的小型PLC---FX系列。FX系列的第一代产品可追溯到上世纪90年代初,当时日本国内出现各种各样的特殊功能单元需求,FX系列的推出使工业控制设备的配套更加简单方便,满足了当时的多元化需要。

图4

图4 三菱电机代表PLC产品系列及功能特点

    为了加强对于生产现场的控制能力,三菱电机推出了e-F@ctory解决方案,将底层PLC与具有专利技术的控制器网络MELSECNET以及现场总线CC-Link进行融合,强化了自身PLC的数据传输能力。由于MELSECNET和CC-Link使用循环通信的方式,周期性自动地收发信息,不需要专门的数据通信程序,只需简单的参数设定即可,这也促使三菱PLC在应用中具有良好的实时性,用户能够通过PLC高效地完成相应模块的分布式控制。

    5、菲尼克斯电气

    菲尼克斯电气并不是传统的PLC厂商,但是得益于不断创新的理念及前沿技术的引入,近年来菲尼克斯电气的PLC业务始终处于稳步上升的状态。在收购KW-Software(科维软件,2015年更名为菲尼克斯电气软件有限公司)后,菲尼克斯电气开始着重发展基于IEC 61131的PLC控制软件编程语言。菲尼克斯电气推出的第一款紧凑型PLC称之为ILC 130 ETH,后向中、大型领域延伸推出了ILC 200、350、370、430系列产品。菲尼克斯电气另外一个PLC产品型号为RFC系列,两者共同组成了Class产品家族。针对高端机械制造和复杂系统应用需求,菲尼克斯电气还推出了更高性能的AXC系列PLC,以此来满足高端过程控制用户对系统高可靠性的要求。

图5

图5 菲尼克斯电气代表PLC产品系列及功能特点

    从研发世界上首条现场总线INTERBUS开始,菲尼克斯电气一直专注于研发和推动Profinet实时工业以太网技术,并在2008年确定IT-Powered Automation这一核心自动化理念。菲尼克斯电气在研发PLC时,充分融合市场需求及领先技术,将众多IT技术集成到PLC系统中,例如近年来菲尼克斯电气提出打造PLCnext Technology生态,除依照IEC 61131-3标准对PLC系统进行标准编程外,用户还可通过PLCnext Control实现并行编程,实时组合使用C、C++和MATLAB Simulink等编程语言进行PLC程序开发。这些先进的IT技术与传统的PLC控制技术融合,既保证了PLC的高可靠性满足工业现场的应用需求,同时又进一步提升了整个系统的性能,特别是网络和通讯功能,而这也成为了菲尼克斯电气PLC产品的核心竞争力。

    6、贝加莱

    作为奥地利自动化市场的代表,贝加莱在80年代中期推出了第一代PLC产品“黑色系列”,同样采用了MC68000处理器,这款经典的CISC架构处理器可以处理浮点运算,并且采用了OS9分时多任务操作系统。随后,贝加莱推出了2000系列PLC,采用了pSOS+的定性分时多任务操作系统,可以支持C语言编程并支持多个任务等级。在这个时期,贝加莱还推出了Power Panel 200/400系列,它是将PLC和HMI结合起来,从而实现显示与控制的一体化。2002年,贝加莱推出了X20系列PLC,它采用了Intel X86的架构,并在原有基础上,持续对上述产品系列进行更新,例如从早期的Intel Pentium升级到Intel Atom,乃至现在的Core i7处理器。

图6

图6 贝加莱代表PLC产品系列及功能特点

    贝加莱早在1985年就推出了支持高级语言开发的PLC,并将CNC、实时操作系统等集成到PLC之中。1997年贝加莱推出了至今还十分强大的Automation Studio集成开发平台,2001年更是推出了第一个实时以太网POWERLINK,2014年推出全集成的模块化平台MAPP。这些创新产品和技术来自于最为苛刻的行业顶级客户需求,而贝加莱为响应这些挑战开发了产品并对其进行了标准化,使得贝加莱PLC产品系列十分贴近客户需求,同时更具有前瞻性。

    PLC赛道上类似的“头号玩家”还有很多,例如在80年代初率先推出紧凑型、微型PLC的欧姆龙,凭借相较同类产品明显缩小体积、易于安装的特点,风靡当时全球市场。在从产品智能化到现场智能化的演进道路上,欧姆龙打造了重视生产过程的“人机协作智能化单元生产线”,PLC扮演着Sensing(传感)&Control(控制)的重要角色。以机器人闻名于世的ABB,在收购贝加莱前自身拥有AC500系列PLC产品线,包含丰富的功能模块,并且与ABB在DCS领域的优势一脉相承,共同构成了ABB Ability解决方案的数字底座。艾默生通过收购GE(通用电气)的智能平台业务(Intelligent Platforms,由GE和日本Fanuc公司合资组建),将自身EC系列PLC与GE-Fanuc的PLC、PAC(可编程自动化控制系统)产品线融合,组成了面相边缘侧的PAC Systems Edge解决方案,同时也是艾默生PlantWeb数字生态系统中的重要组成部分。

    值得一提的是,PAC作为美国自动化咨询公司提出的一个全新概念,相较于PLC具有开放性、模块化的体系结构,处理对象主要聚焦在流程领域的测量、分析、回路任务,与PLC聚焦的实时性、高速响应任务并不相同。彭瑜教授还指出,PLC和PAC的差别更多体现在上层软件,而不是硬件参数和功能性。由于PAC开放的集成开发环境可以降低项目成本,有着PAC产品的自动化厂商更多的强调系统的整体性能,更倾向于复杂和大规模的自动化架构,而非硬件本身。

    如果说PAC是一个基于PLC和PC之间的混合体,那么以倍福自动化为代表推出的PC-based控制器,则更多地继承了PC机在通信、存储、编程等方面的灵活性,具有运算、组网和软件开放性的优势。通过组合PC机和丰富的PCI接口专用板卡,PC-based可以替代PLC实现编程、监控、组态等一系列功能。在上层软件方面,倍福自动化推出了TwinCAT平台,支持C、C++、MATLAB等多种汇编语言,同样能够高效地完成编程工作。

    但需要注意的是,自动化底层控制系统有着高可靠、实时性等要求,早期的PLC主要采取循环扫描方式工作,随着硬件性能的提高,通过专用硬实时操作系统可以支持更多的实时多任务调度。而PC机和通用的操作系统在早期不能提供足够的确定性和可靠性,主要用于SCADA等设备运行状态监测等场景。随着PC架构硬件和软件可靠性和实时性的提升、以及实时以太网带来的现场级IO实时通信能力,基于PC的控制已广泛应用于自动化底层控制。

三、奋起直追国产PLC的升级与超越

    作为行业追赶者,虽然国产PLC厂商起步较晚,国产品牌PLC在整体市场份额所占比例较小,主要集中在中、小型PLC领域。但随着国内制造业下游领域的多样化发展,与下游行业深度适配的PLC应用范围和深度也大幅拓展。特别是近年来国内动力电池、汽车、半导体等行业快速发展,以及纺织、机械等传统制造产业转型升级,带动了汇川技术、信捷电气、和利时等一批优秀的国产PLC厂商发展壮大,这些国产PLC厂商结合自身所在的行业特点,走出了一条具有顽强生命力的可持续发展路线。

    1、汇川技术

    汇川技术创立于2003年,是国内中小型PLC市场最大国产品牌,其产品广泛应用于锂电、硅晶、包装印刷、食品饮料、汽车装备等领域。汇川技术以轴承的运动控制为切入点,确定了聚焦优势产业、深耕行业应用的“一轴一网一生态”发展战略,开发了包括Easy系列全场景小型PLC、多种H系列多功能小型PLC以及率先应用EtherCAT总线的小型PLC。2022年11月,汇川技术发布了EASY系列全场景紧凑型小型PLC,精准对接市场客户需求。目前,汇川技术专注在多功能的中小型及微型PLC市场,汇川PLC采用了德国CODESYS的通用编程方式,完整支持IEC61131-3编程体系,具有组合灵活、功能强大的特点。

图7

图7 汇川技术代表PLC产品系列及功能特点

    2、信捷电气

    信捷电气的前身是信捷科技,成立于2000年。2008年设立主体信捷电气后,开始以PLC为基础积极向伺服驱动、机器视觉等领域拓展,并在2010年后陆续推出各种高性能产品,品牌影响力持续提升。信捷电气初期以FC系列小型PLC为代表,后又陆续推出了功能更强大的XC系列PLC、集PLC和TP功能于一体的XP系列PLC,并在2016年推出了XG系列中型PLC。从营收结构看,PLC是信捷电气的核心和优势产品,尤其是在小型PLC市场占比逐年提升。经过20多年的发展,信捷电气已经从PLC产品衍生到人机界面、驱动系统以及智能装备(机器人视觉)多个产品线,可以为下游OEM厂商提供智能控制一站式工业自动化解决方案。

图8

图8 信捷电气代表PLC产品系列及功能特点

    3、和利时

    2000年,和利时正式开展了PLC业务,并在2004年推出了具有自主知识产权的LM系列小型机。2006年,和利时推出了LK系列大型PLC,并获得当时国家四部委联合颁发的“国家重点新产品”证书。和利时自主研发的PLC编程组态平台AutoThink可以为客户提供一站式的解决方案,其功能强大,高效便捷。面对PLC市场的激烈竞争,和利时采取的策略是将小型PLC销售瞄准中、高端市场应用,而对于简单开关量应用的低端市场则增强了如运动控制功能。目前,和利时正致力于通过自主可控技术满足各工业控制领域需求,并尝试结合工业云平台实现PLC的云边端实时互连。届时,和利时PLC可向上层提供跨Linux和Windows平台运行的监控软件和组态开发软件平台,打造完整的工业控制系统产品体系。

图9

图9 和利时代表PLC产品系列及功能特点

    除上述代表外,国产PLC品牌还有中控技术、禾川、南大傲拓、英威腾、宝信、欧辰等,台湾由于在自动化市场起步较早,如台达、永宏等PLC产品也得到了国内外市场的广泛认可。从整体表现上看,国产PLC聚焦的中、小型PLC赛道虽然单体价值较小,但用户群规模庞大,总体采购套数较多,去年OEM行业整体好于项目型市场,PLC市场整体呈增长趋势。

    从未来发展路线上看,深耕细分市场和聚焦“专精特新”的国产PLC潜力巨大。相较于国外工业自动化巨头而言,国产PLC在客户本地服务上普遍具有成本优势、服务优势、响应速度优势。伴随国家各种政策的鼓励与扶持,相信国产PLC有望进一步扩大市场份额,完成升级与超越。

四、持续创新,探索未来演进路径

    在工信部发布《“十四五”软件和信息技术服务业发展规划》中,明确指出要大力发展PLC产业,加快在重点行业的集成应用。在今年的二十大会议期间,推进新型工业化、加快建设制造强国的战略目标也进一步彰显出PLC的重要性。目前,国内PLC市场已经形成了超百亿级规模,在政策引导、技术突破、市场需求持续释放的前提下,企业对于PLC产品需求也将进一步增加。总结这些年国内外PLC市场表现和发展历程,我们可以得到如下启示:

    ① PLC的市场销售并不是单一碎片化的,而是和应用软件编程平台以及整体自动化策略进行了深度融合。例如西门子的TIA Portal、罗克韦尔自动化的Logix、施耐德电气的EcoStruxure、贝加莱的Automation Studio都开辟了标准化的开发软件,简化了与上位生产管理系统的通信,使PLC能够快速融入到全集成的智能制造生态系统中。

    ② 由于PLC各种硬件参数的大幅度提升,同时扩大了编程语言、工具及开源功能集成的自由度,促使PLC在企业生产实践中不仅能够处理控制数据,还更多地加入到生产管理和产品研发数据等非实时数据的处理中。在许多企业应用场景中,PLC能够就地将OT领域的物理量转换为能被IT领域运用和处理的数据,并提供闭环实时控制能力。

    ③ 安全可靠依旧是企业使用PLC的基本诉求。目前许多PLC厂商为了加强可靠性,已经普遍地将冗余技术、试错技术性应用于到产品中,从而建立高可靠性的容错系统。

    ④ 在PLC系统结构不断发展的同时,PLC的编程语言也越来越丰富,功能也不断提高。为了适应各种控制要求,出现了面向顺序控制的步进编程语言、面向过程控制的流程图语言、与计算机兼容的高级语言(BASIC、C语言等)等。多种编程语言的并存、互补与发展是PLC进步的一种体现。

    不容忽视的是,尽管技术上PLC已经走向智能化,但许多沉淀了多年的上一代PLC专属控制系统仍然有其必要性。宋华振强调这些系统有着20~30年的沉淀,在企业生产运营过程中扮演着核心功能,多年深厚的know-how积累、常年保持的用户习惯、繁琐的测试验证环节都导致了高昂的试错成本,企业不能为了智能化而智能化,没有强行移植的必要。

    此外,伴随着IT与OT的深度融合,PLC越来越开放,数据采集越来越容易,CIO们在探索质量管理、预测性维护等“数字化应用”过程中,需要仔细思考究竟想利用PLC数据达到什么目的,数据应该如何使用,如何从数据中创造实际价值等一系列问题。众所周知OPC UA中包括强制性数据和可选性数据两种获取方式,其中可选性数据并不是由PLC决定,而是由下层设备所决定的,并且OEM厂商涉及自身工艺参数的数据并不会完全对外开放。(这就如同你买了瓶可乐,可乐公司不会给你可乐配方一样。)如果对于PLC数据需求不清晰,往往会导致企业深陷“数据泥潭”中不能自拔。

    最后,作为自动化领域的常青树,PLC拥有一系列优势,如能在严酷工业环境下长期可靠运行、易用性好、模块化程度高、易于维护等。如何在开放自动化世界中得到继承和发扬,是需要经历磨练和经验积累的,这都依赖在OT领域具有丰富实践经验,又能解决实际问题的IT技术人员。对于制造企业而言,跨界的人才和团队培养永远不会是一个过时的话题。

五、小结

    “日月之行,若出其中;星汉灿烂,若出其里。”在中国广阔的自动化市场上,PLC就像一棵参天大树般,向阳而生不断的走向开放,呈现出枝繁叶茂的勃勃生机。但根须则始终扎根大地之下保持初心不变,满足工厂、车间对于简易、稳定、高效的基本需求。在“变”与“不变”之中,低调而又务实地持续书写自身“常青树”传奇。

责任编辑:杨培
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