高端PLC必備的五大條件是什么

　　PLC誕生那天起，就一直占據(jù)著整個自動化控制系統(tǒng)的核心地位。對于PLC發(fā)展方向的討論也常常不絕于耳，無論從10年前就有人預言PAC將取代PLC，還是這段時間甚至有人說未來工業(yè)4.0時代不再需要PLC。

　　那么對于當前全球都在大力部署智能制造的轉(zhuǎn)型時期，我們需要什么樣的PLC呢？特別是被譽為“皇冠上的明珠”——中大型PLC將會有哪些特征呢？

　　首先，有一點需要明確，現(xiàn)在講的高端PLC和10年以前甚至5年以前已經(jīng)不一樣了。不是說10年前是高端PLC，現(xiàn)在它還就還可以稱之為高端PLC。因為社會在發(fā)展，更先進的東西出來了，所謂的高端，評判它的標準在不同的時期是不一樣的。在當前智能制造時期，我認為以下五大特征已經(jīng)成為高端PLC的必備條件：

　　1、帶點能力不再是關鍵，通信能力更重要

　　現(xiàn)在大家都看到控制系統(tǒng)架構(gòu)已經(jīng)全面工業(yè)以太網(wǎng)化了。十幾年前現(xiàn)場總線興起的時候，我們說一個高端PLC，要具備分布式控制能力，要能帶很多的分布式站點，具備現(xiàn)場總線的連接能力。那個時候評價一個控制器的性能指標，帶點能力是最重要的一項。隨著現(xiàn)場設備智能化的提升和控制系統(tǒng)為保障可靠穩(wěn)定性和可用性的需要，ＣＰＵ的帶點能力不再是區(qū)分高端與否的關鍵，現(xiàn)在重點關注的應該是以太網(wǎng)通訊在現(xiàn)場的覆蓋能力，這個直接決定了系統(tǒng)對現(xiàn)場工藝設備的控制水平。同時，因為現(xiàn)在處于一個承上啟下的時期，比如現(xiàn)在現(xiàn)場總線還在用，不能說因為升級了，就和過去現(xiàn)場總線不再兼容了。但是未來的發(fā)展趨勢是以太網(wǎng)的天下，對以太網(wǎng)的支持應該是更重要，而對已有現(xiàn)場總線協(xié)議的兼容也是不容忽視的一方面。

　　以前以太網(wǎng)是在PLC與上位管理機軟件之間通訊才采用的一種通訊手段，它的優(yōu)勢是可以傳輸更大的數(shù)據(jù)量，可以有更多的控制站點能連在這個網(wǎng)絡上去。但是對于現(xiàn)場控制來說，現(xiàn)場I/O站即使再多、設備即使再多，其實它的通訊量并沒有那么大，它不會像PLC與上位機之間通訊量那么大。但是它對實時性、可靠性要求更高，丟包率很重要，實時性和數(shù)據(jù)傳遞可驗證性的很重要。

　　現(xiàn)在隨著工廠精益化管理的發(fā)展，越來越多的工廠開始使用像MES系統(tǒng)、資產(chǎn)管理系統(tǒng)等上位運維管理軟件，當然也有人把它叫成智能制造或者是數(shù)字化工廠。這是由于越來越多的工藝客戶開始為了追求更精益化的控制，要寄希望于通過PLC系統(tǒng)向下取一些現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，來直接使用，提高效率和實時性，從而提升整體運營的效率、管理的能力。

　　對于全面以太網(wǎng)化，無論是PLC廠商還是用戶都已成共識。在最近施耐德發(fā)布的昆騰+上也得到了很好的印證。

　　2、PLC的信息安全成為不可或缺

　　在“一網(wǎng)到底”這種情況下就涉及一個問題：這個網(wǎng)被連通了以后，現(xiàn)場生產(chǎn)工藝設備和上面的管理軟件甚至云端連在一起以后，它把一些管理和數(shù)據(jù)分析的系統(tǒng)和我們工業(yè)控制的專用系統(tǒng)通道打開了，那么它的信息安全的保障要求就更高了。一旦從現(xiàn)場設備做數(shù)據(jù)交互的時候，意味著整個通訊網(wǎng)絡被打通，打通過程中如果信息安全在任何一個節(jié)點出現(xiàn)問題，都有可能造成相互之間的影響。如果上層軟件信息安全沒做好，它有可能從這個地方侵入然后延續(xù)下來，如果控制網(wǎng)絡與管理網(wǎng)絡之間銜接的地方信息安全部署沒做好，就有可能從把上面的或者下面的侵入，會造成一系列連鎖。

　　那么PLC這一側(cè)也一樣需要做好信息安全。過去的PLC在研發(fā)時在信息安全這部分是沒做任何的考慮的，因為主流的高端PLC都是20年前的技術研發(fā)的，那時候沒有信息安全，后面想去補這塊就只能外面加罩子，要么有廠商通過底層操作系統(tǒng)更新打補丁，或者就是現(xiàn)在很多信息安全公司和所謂的信息安全小組在做的事，加防火墻，加一些網(wǎng)絡安全的交換機。但這個治標不治本，就像人一樣，你很虛了，一身的病，天天吃補藥，你看著好像是好了，但是一旦出現(xiàn)新問題你是抗不住的?？v深防御可以起到層層隔離防護的作用，但真正安全還是需要各控制層級自身就做好，這個也是一大問題，新一代的高端控制器必須要考慮的，自身開始，不管你別的地方部署好了沒有，最起碼PLC自身不要受到侵害，具備本體的安全防護能力。

　　3、不再單純追求有多快而是要求有多穩(wěn)定多可靠

　　生產(chǎn)工藝在過去進入工業(yè)時代以后，已經(jīng)逐步成熟起來了，到現(xiàn)在我們?nèi)ジ淖円粋€工藝是很難的，因為能改變的我們基本都改變了，就是說工藝上對控制系統(tǒng)的處理速度很難有大的變化。對于用戶最關心的工藝流程的效率或者精細度提升而言，其實從兩方面可以去優(yōu)化它，一個是它的整個的生產(chǎn)流程管理、整個的物料這方面的精細化管理。另一個就是對設備的精細化管理。但是在這一塊來看，其實我們設備在過去20年上一代高端控制器的能力控制下，它的處理速度是沒有任何問題的，可以完全滿足工藝需求的，更快的控制系統(tǒng)對于改善和提升工廠的運營收益已經(jīng)很難體現(xiàn)價值了。就像在高速公路上跑，你跑到500邁沒有意義，因為對于穩(wěn)定可靠性來說，我們制造一個車能跑到200多邁就達到期望了，就夠用了，你再快的速度也用不上，反而帶來潛在危害。在這種情況下，我們一味的再去像過去的時候，去追求比一個高端處理器多快，這個已經(jīng)沒有意義了。但有一點跟以前一樣，它的穩(wěn)定可靠性，就像我為什么要開轎車，不去騎摩托車呢？它畢竟安全可靠性要好。

　　高端控制器現(xiàn)在來看，不是說看能帶多少點，處理速度快到什么程度，因為這些發(fā)展到上一代的時候已經(jīng)不是事了，現(xiàn)在隨便拿一個中小型控制器，說帶點能力和處理速度達到大型控制器的水平也都沒太大差距。但是核心的東西就是它的安全性、穩(wěn)定可靠性，它的系統(tǒng)的通訊能力，因為過去大型PLC主要是做大系統(tǒng)，大系統(tǒng)一定是有相互之間通訊，有協(xié)同的管理能力，與上位機通訊的能力、支持能力，這些能力都是判斷這個系統(tǒng)是高端控制系統(tǒng)，還是中小型控制系統(tǒng)。

　　4、尺寸小型化、使用簡單化是趨勢

　　過去咱們說個頭大就好，過去是沒有辦法，因為當時做不小了，其實它已經(jīng)做得盡量小了。電子類產(chǎn)品一定是同等性能下，做得越小，它的技術含量就越高。另外，我們知道現(xiàn)在有個大的趨勢，因為工業(yè)產(chǎn)品越來越被大家接受，開始向民用領域進發(fā)，尤其是這些年各個國家工業(yè)發(fā)展到一定程度了以后，有大量的民生工程，比如很多的大型樓宇里面都開始用PLC在控制了，過去都用的是嵌入式控制器，但是它通用性、擴展能力有限，維護起來需要專業(yè)的人維護，而PLC各方面原因使得它受歡迎程度開始體現(xiàn)。而未來分布式要求越來越廣了，即使是過去傳統(tǒng)的這些重工業(yè)，它對于控制系統(tǒng)的分布式安裝要求越來越高，過去說我們有專門的控制站，尤其是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，所有的PLC都放在一個主控站里頭。但有個問題，這些模塊聯(lián)到現(xiàn)場設備的時候，連接接線很多、施工復雜、維護復雜、成本也高，所以有分布式I/O。未來所有的設備都向智能化發(fā)展，未來現(xiàn)場的電機，現(xiàn)場的一些檢測儀表，可能都是以太網(wǎng)接口，它通過以太網(wǎng)直接連到控制系統(tǒng)里來，主控室里可能一個柜子里頭全是控制器，然后一堆的交換機連了一堆的網(wǎng)線過來。在這種情況下，你覺得PLC是做大，還是做小？控制理念變了，工廠的設計也就會變，將來監(jiān)控系統(tǒng)的屏幕會做得很大，但是設備就要盡量用小的地方了，提高舒適度，從而來提高效率。這么考慮的話，如果按現(xiàn)在控制一個3000點，得需要十個柜子，未來越來越不可能了。

　　如何在更小的電路板上面，放上原來功能高端的芯片，或者說將比原來功能更強大的芯片集成到一個更小的電路板上，這需要專業(yè)的設計和制造的能力，不是誰都能做得很小，把電控系統(tǒng)做大了容易，做小了比較難，因為更小的尺寸里面解決EMC干擾、解決散熱問題、解決電路排布的問題，來實現(xiàn)一個比原來更強大的一個控制器，這就是高端的一個體現(xiàn)。

　　5、經(jīng)驗傳承和專業(yè)品質(zhì)必不可少

　　高端控制器不是說某一天突然冒出來一個產(chǎn)品就可以實現(xiàn)高端控制器，它和民用設備不一樣，可以說我原來做顯示器、做電腦的，突然冒出來我做個手機，它很快就成為行業(yè)的核心玩家了。但是工業(yè)控制領域不具備這個條件，因為手機壞一下、出一下問題不會影響大事，用戶對于穩(wěn)定運行的關注度不像工業(yè)設備，現(xiàn)場控制如果停一下、出一點問題，那就是大事了，所以傳承特別重要。為什么這么多的PLC廠商里頭，只有這么寥寥可數(shù)的幾家可以提供高端控制器，不是所有人都能做，就是因為經(jīng)驗的傳承。你沒有經(jīng)驗，突然進來了，就像搞軟件似的突然找?guī)讉€高手過來編編就行，不是那么回事，里頭涉及到所有的芯片、所有的布局、EMC抗干擾，各方面都是經(jīng)驗的一個總結(jié)，通過多少年不斷的積累，不斷優(yōu)化，再優(yōu)化做出來的。

　　另外一個是專業(yè)，為什么要有專業(yè)品質(zhì)呢？現(xiàn)在能夠做出來控制器的人特別多，尤其是利用PC-base這些芯片做的話，都是現(xiàn)成的芯片和操作系統(tǒng)。而現(xiàn)在的PLC行業(yè)，它的標準，不管編程的標準還是系統(tǒng)架構(gòu)等都有標準可遵循的。在有可遵循的情況下，做一個模仿出來的東西是很容易的，但模仿出來的東西，它的專業(yè)度就很重要了，沒有經(jīng)驗積累，沒有這些專業(yè)的領域知識，很難做出來一個很專業(yè)的東西，這也是好多廠家只能做低端控制器。越往高端的越難，就是這個原因，很多公司做了這么多年了，想往高端沖，但一直沖不上來，就是這個問題。
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