PLC的可持续发展

　   1968年，“PLC之父”DICKMORLEY与他的团队经过了一年多的鏖战，制成了模块化的数字式控制器，开创了PLC的新世纪。

　　2010年，距PLC诞生整整42年。

　　42年间，PLC成为实现工业控制的中坚力量。它的功能不断完善，应用领域不断扩大，体积却越变越小，他对于工业控制技术的进步与社会发展所发挥的作用无可估量。PLC以它的高可靠性和易操作性，主导了工控行业数十年，如今，他却面临着巨大的挑战。甚至已经有人开始怀疑PLC终有一天会被IPC所替代。通过笔者与一些最终用户的交流，他们普遍认为PLC依然有着很大的市场。上海百盛化工有限公司工程师费玉成说道：“PLC在工业自动化控制领域是一种很可靠，很实用，效率很高，耐用，物美价廉的工具。随着计算机技术的不断发展，传感器的不断智能化，PLC在今后三网合一的工业自动化控制领域将起到很有效的作用。”华北制药股份有限公司白蛋白项目组电气仪表主管周晓峰则表示：："PLC在中国市场还有一定的发展空间，毕竟它有着极高的性价比，一些中小型企业采用PLC产品的可能性很高。”

　　 PLC虽然有着它固有的优势，但面对客户需求的不断变化，PLC要想生存，就必须突破传统模式，积极求新求变以适应新的市场发展，毕竟任何产品存在的根本都取决于用户和市场的需求。而具有低成本优势的嵌入式PLC，正好能够满足这一需求，未来，智能化的嵌入式PLC势必会更多地蚕食传统PLC产品市场。

　　嵌入式PLC具有很大的发展空间——彭瑜 PLC OPEN中国组织主席

　　根据《ControlDesign》杂志的调查，2009年美国机械行业的PLC用户占2/3，而PAC和PC控制加起来只占13%，嵌入式PLC仅占5％。这至少可以说明，嵌入式PLC具有很大的发展空间。但目前关于嵌入式PLC似乎并无确切定义。有些人把交流变频调速器或HM工（人机界面）或其他设备（如运动控制器）内嵌PLC的功能归类于嵌入式PLC。如英国敏思咨询公司（IMSResearch）关于2008年嵌入式PLC的市场报告就是如此界定的。与此同时，国内外还有很多人把采用SoC嵌入式片上系统芯片和嵌入式实时操作系统实现PLC功能，并能用IEC61131-3的标准编程语言编程的，叫做嵌入式PLC。这里谈到的是后一种概念。

　　目前市场上的嵌入式PLC的发展呈现多元化发展，国内外企业均有很好的表现。例如德国赫优讯是一家以现场总线技术和芯片、模块为主业的科技企业，极有发展活力。他们推出的将现场总线技术和PLC技术结合的net PLC很有特色。再如Rabbit半导体公司的嵌入式PLC开发套件就以其3000系列单板机为硬件基础，配以基于IEC61131-3的ISAGRAFV3.5编程环境支持5种PLC编程语言。国内几年前就有华中科技大学在EASYCORE1.00核心芯片组中加载了嵌入式PLC系统软件，作为硬件平台，开发了多模入通道的嵌入式PLC。还有一种发展路径是以开发PLC与人机界面相结合的硬件／软件一体化为目标的平台，充分利用CASE（计算机辅助软件工程）工具，结合各类嵌入式芯片的开发平台和各种输入／输出通道的硬件电路库，专为机电设备开发客制化、具有ODM性质的专用PLC。这方面的代表是杭州电子科技大学计算机学院的严义教授领衔的团队。

　　嵌入式自动生成技术与新型PLC的架构——严义 杭州电子科技大学

　　目前，嵌入式自动生成技术面临着诸多挑战。在嵌入式软件设计技术方面，主要表现在以下几个方面：

　　(l)嵌入式系统越来越多采用SOC,带来深度嵌入设计，平台化需要蜘硬件同步设计。

　　(2)构件化需要研究适应嵌入式计算特征的构件表达和组合，解决异构嵌入式构件的可组合性分析以及构件组合与验证等系统构造问题。（习网络化使嵌入式系统呈现开发特性，多模式通信，多任务协同等使得传统的并发计算模型难以刻画网络化嵌入式系统的概。需要研究一种集成化计算模型言解决多计算模型的统一化语义以及多模型的互操作。

　  (3)嵌入式系统规模越来越大，系统状态与任务行为呈现较强的动态性和演化性，静态任务调度策略已不适应，系统行为难以预测，带来新的可调度性分析问题。

　　在嵌入式系统设计技术方面，主要表现在以下几方面：

　  (l)智能化进一步加剧系统状态的动态自主演化，增加了系统的正确性和完备性等验证难度。

　　(2)关键应用的实时性、可靠性、保险性等多维可信特性成为系统非功能特性设计的重点，嵌入式系统同样存在行为可信问题，功能的正确性与完备性＋时间约束、能源消耗、容错能力等非功能需求，提出了适应非功能性的新型设计模型与验证方法。例如，如何有效地验证嵌入式实时软件设计是否满足给定的时间规约。

　　(3)嵌入式应用的普适化环境，对嵌入系统开发支援提出新的需求，如需要丰富的嵌入式接口仿真能力。

　　作为解决当前软件危机的一个途径，基于构件的开发在传统的软件行业开始了大量的研究和应用，采用构件开发的主要好处如下：

　　(l)只有少量的软件部件需要从头开发，可缩短整个软件产品的开发时间，同时降低开发成本。

　　(2)通过重用已有的经过检验的软件部件，提高了整个软件产品的质量。

　　(3)可以减少需要维护的软件部件（主要是新开发的软件部件），降低软件维护成本。

　　OEM的软件时代——宋华振贝加莱工业自动化（上海）有限公司

　　由于传统的PLC无法满足复杂控制需求，因此产生了借助专用的控制器或者IPC设计以满足算法集成和高性能的处理需要，因此PLC要想生存，就必须在应用开发中加强行业应用软件包、算法集成，并且注重软件开发性应用。软件带给PLC的新时代正在到来。

　　软件不仅仅是粘合剂，它使得不同的硬件组件被组成一个整体，服务于机器设计的性能和功能性需求，而另一方面，通过软件设计，在硬件投资基本不变的情况下，机器变得更加灵活，适应各种生产的变化要求。

　　软件提供了机器设计的无限可能，也同时赋予了硬件更高的附加值，它使得硬件的潜在功能被无限的放大，在相同硬件，或者仅需要微小的硬件投资，即可实现机器的更加灵活的生产适应能力和巨大的变化可能性。

　　OEM机器设计需要一个完整的平台，在这个平台基础上，首先，根据市场的需求为机器设计概念，定位于某个市场范围，然后据此提出系统的功能要求和性能的指标，根据此要求搭建系统的硬件架构，选择合适的软件平台，这个软件平台提供了统一的融合能力，而B&R的AutomationStudio提供了面向所有硬件对象的整体集成能力。

　　技术、产品、产业化，PLC可持续发展之道——徐昌荣北京和利时自动化驱动技术有限公司

　　技术是PLC可持续发展的必要条件。其中包括CPU平台技术、高速总线技术、各类信号处理技术、冗余技术、接口技术、软件编程技术、各类软件技术、产品生产及制造技术等。

　　产品化是PLC可持续发展的基础。产品研发要以工业应用为目标，必须考虑到高／低温、潮湿、粉尘、振动、强电磁干扰等恶劣环境，要使得用户使用、维护方便、易用性好；未必采用尖端技术，只要先进、实用、成熟、可靠的技术就可以；企业要围绕目标寻求全局最优而非局部最优；在继承中发扬，在吸收中创新，尽量利用成熟的技术积累；产品投放市场前要经过反复测试，比如模拟工业应用环境，考虑到各种极端条件，人为制造各种不规范的应用条件；关注产品及研发以外的基础工作：各类产品资料、行业解决方案；充分考虑产品化过程中的各种困难，提前制定预案：产品稳定性、可靠性、易用性、环境适应性。

　　产品化是PLC可持续发展的保障。要成功实现产业化，需综合考虑各要素环节，齐步推进，其中主要包括以下几个方面：营销及品牌建设；技术及市场基础工作，比如目标市场分析、行业研究、市场拓展计划、执行方案；队伍建设及人员培训；销售渠道建设；生产制造；采购与物流；技术支持及售后服务；产品完善、持续改进及新产品开发等方面。踏踏实实做好每一项工作，不断提升综合实力。

　　整合资源，促进国产PLC可持续发展。这需要各环节能力配合，共同推进。比如高校及研究机构研究新技术及行业发展方向；PLC生产企业完成产品化和产业化过程；SI、OEM厂商及最终用户在条件允许时给予适当支持；政府主管部门从行业推广、财政和税收优惠等方面给予支持等。

　　结语

　　嵌入式PLC在我国 具有比较广阔的发展空间，首先在于它十分有利于发挥我国自动化行业发展的两大特点：有相当雄厚的为机电设备配套的市场基础；有足够的、性价比全球最优的设计开发队伍。我们完全可以以最低的成本、较高的质量，按客制化的要求设计生产为机电设备配套的嵌入式PLc，来替代通用PLC。嵌入式PLC的硬件、软件、人机界面、通信等各方面的功能设计灵活，易于剪裁，更贴近各种档次的机电设备的要求。嵌入式PLC完全基于嵌入式系统的技术基础，拿来就可以用。SOC芯片、嵌入式操作系统、符合IEC61131一3编程语言标准编程环境等在市场上很容易找到。在目前环境下开发通用PLC的技术不难突破，但抢占市场需要大量财力和人力资源投入。在市场已被为数不多的几家大公司稳固瓜分的今天，走这样的路线似乎事倍功半。我国小型PLC近年取得可喜的进步，也同样证明了这一判断。所以说，嵌入式PLC在我国市场发展的前景十分可观。