PLC的可持續發展
http://www.moduwu.com 2011-06-21 11:55 來源：中國自動化學會專家咨詢工作委員會
1968年，“PLC之父”DICKMORLEY與他的團隊經過了一年多的鏖戰，制成了模塊化的數字式控制器，開創了PLC的新世紀。
2010年，距PLC誕生整整42年。
42年間，PLC成為實現工業控制的中堅力量。它的功能不斷完善，應用領域不斷擴大，體積卻越變越小，他對于工業控制技術的進步與社會發展所發揮的作用無可估量。PLC以它的高可靠性和易操作性，主導了工控行業數十年，如今，他卻面臨著巨大的挑戰。甚至已經有人開始懷疑PLC終有一天會被IPC所替代。通過筆者與一些最終用戶的交流，他們普遍認為PLC依然有著很大的市場。上海百盛化工有限公司工程師費玉成說道：“PLC在工業自動化控制領域是一種很可靠，很實用，效率很高，耐用，物美價廉的工具。隨著計算機技術的不斷發展，傳感器的不斷智能化，PLC在今后三網合一的工業自動化控制領域將起到很有效的作用。”華北制藥股份有限公司白蛋白項目組電氣儀表主管周曉峰則表示：："PLC在中國市場還有一定的發展空間，畢竟它有著極高的性價比，一些中小型企業采用PLC產品的可能性很高。”
PLC雖然有著它固有的優勢，但面對客戶需求的不斷變化，PLC要想生存，就必須突破傳統模式，積極求新求變以適應新的市場發展，畢竟任何產品存在的根本都取決于用戶和市場的需求。而具有低成本優勢的嵌入式PLC，正好能夠滿足這一需求，未來，智能化的嵌入式PLC勢必會更多地蠶食傳統PLC產品市場。
嵌入式PLC具有很大的發展空間——彭瑜 PLC OPEN中國組織主席
根據《ControlDesign》雜志的調查，2009年美國機械行業的PLC用戶占2/3，而PAC和PC控制加起來只占13%，嵌入式PLC僅占5％。這至少可以說明，嵌入式PLC具有很大的發展空間。但目前關于嵌入式PLC似乎并無確切定義。有些人把交流變頻調速器或HM工（人機界面）或其他設備（如運動控制器）內嵌PLC的功能歸類于嵌入式PLC。如英國敏思咨詢公司（IMSResearch）關于2008年嵌入式PLC的市場報告就是如此界定的。與此同時，國內外還有很多人把采用SoC嵌入式片上系統芯片和嵌入式實時操作系統實現PLC功能，并能用IEC61131-3的標準編程語言編程的，叫做嵌入式PLC。這里談到的是后一種概念。
目前市場上的嵌入式PLC的發展呈現多元化發展，國內外企業均有很好的表現。例如德國赫優訊是一家以現場總線技術和芯片、模塊為主業的科技企業，極有發展活力。他們推出的將現場總線技術和PLC技術結合的net PLC很有特色。再如Rabbit半導體公司的嵌入式PLC開發套件就以其3000系列單板機為硬件基礎，配以基于IEC61131-3的ISAGRAFV3.5編程環境支持5種PLC編程語言。國內幾年前就有華中科技大學在EASYCORE1.00核心芯片組中加載了嵌入式PLC系統軟件，作為硬件平臺，開發了多模入通道的嵌入式PLC。還有一種發展路徑是以開發PLC與人機界面相結合的硬件／軟件一體化為目標的平臺，充分利用CASE（計算機輔助軟件工程）工具，結合各類嵌入式芯片的開發平臺和各種輸入／輸出通道的硬件電路庫，專為機電設備開發客制化、具有ODM性質的專用PLC。這方面的代表是杭州電子科技大學計算機學院的嚴義教授領銜的團隊。
嵌入式自動生成技術與新型PLC的架構——嚴義 杭州電子科技大學
目前，嵌入式自動生成技術面臨著諸多挑戰。在嵌入式軟件設計技術方面，主要表現在以下幾個方面：
(l)嵌入式系統越來越多采用SOC,帶來深度嵌入設計，平臺化需要蜘硬件同步設計。
(2)構件化需要研究適應嵌入式計算特征的構件表達和組合，解決異構嵌入式構件的可組合性分析以及構件組合與驗證等系統構造問題。（習網絡化使嵌入式系統呈現開發特性，多模式通信，多任務協同等使得傳統的并發計算模型難以刻畫網絡化嵌入式系統的概。需要研究一種集成化計算模型言解決多計算模型的統一化語義以及多模型的互操作。
(3)嵌入式系統規模越來越大，系統狀態與任務行為呈現較強的動態性和演化性，靜態任務調度策略已不適應，系統行為難以預測，帶來新的可調度性分析問題。
在嵌入式系統設計技術方面，主要表現在以下幾方面：
(l)智能化進一步加劇系統狀態的動態自主演化，增加了系統的正確性和完備性等驗證難度。
(2)關鍵應用的實時性、可靠性、保險性等多維可信特性成為系統非功能特性設計的重點，嵌入式系統同樣存在行為可信問題，功能的正確性與完備性＋時間約束、能源消耗、容錯能力等非功能需求，提出了適應非功能性的新型設計模型與驗證方法。例如，如何有效地驗證嵌入式實時軟件設計是否滿足給定的時間規約。
(3)嵌入式應用的普適化環境，對嵌入系統開發支援提出新的需求，如需要豐富的嵌入式接口仿真能力。
作為解決當前軟件危機的一個途徑，基于構件的開發在傳統的軟件行業開始了大量的研究和應用，采用構件開發的主要好處如下：
(l)只有少量的軟件部件需要從頭開發，可縮短整個軟件產品的開發時間，同時降低開發成本。
(2)通過重用已有的經過檢驗的軟件部件，提高了整個軟件產品的質量。
(3)可以減少需要維護的軟件部件（主要是新開發的軟件部件），降低軟件維護成本。
OEM的軟件時代——宋華振貝加萊工業自動化（上海）有限公司
由于傳統的PLC無法滿足復雜控制需求，因此產生了借助專用的控制器或者IPC設計以滿足算法集成和高性能的處理需要，因此PLC要想生存，就必須在應用開發中加強行業應用軟件包、算法集成，并且注重軟件開發性應用。軟件帶給PLC的新時代正在到來。
軟件不僅僅是粘合劑，它使得不同的硬件組件被組成一個整體，服務于機器設計的性能和功能性需求，而另一方面，通過軟件設計，在硬件投資基本不變的情況下，機器變得更加靈活，適應各種生產的變化要求。
軟件提供了機器設計的無限可能，也同時賦予了硬件更高的附加值，它使得硬件的潛在功能被無限的放大，在相同硬件，或者僅需要微小的硬件投資，即可實現機器的更加靈活的生產適應能力和巨大的變化可能性。
OEM機器設計需要一個完整的平臺，在這個平臺基礎上，首先，根據市場的需求為機器設計概念，定位于某個市場范圍，然后據此提出系統的功能要求和性能的指標，根據此要求搭建系統的硬件架構，選擇合適的軟件平臺，這個軟件平臺提供了統一的融合能力，而B&R的AutomationStudio提供了面向所有硬件對象的整體集成能力。
技術、產品、產業化，PLC可持續發展之道——徐昌榮北京和利時自動化驅動技術有限公司
技術是PLC可持續發展的必要條件。其中包括CPU平臺技術、高速總線技術、各類信號處理技術、冗余技術、接口技術、軟件編程技術、各類軟件技術、產品生產及制造技術等。
產品化是PLC可持續發展的基礎。產品研發要以工業應用為目標，必須考慮到高／低溫、潮濕、粉塵、振動、強電磁干擾等惡劣環境，要使得用戶使用、維護方便、易用性好；未必采用尖端技術，只要先進、實用、成熟、可靠的技術就可以；企業要圍繞目標尋求全局最優而非局部最優；在繼承中發揚，在吸收中創新，盡量利用成熟的技術積累；產品投放市場前要經過反復測試，比如模擬工業應用環境，考慮到各種極端條件，人為制造各種不規范的應用條件；關注產品及研發以外的基礎工作：各類產品資料、行業解決方案；充分考慮產品化過程中的各種困難，提前制定預案：產品穩定性、可靠性、易用性、環境適應性。
產品化是PLC可持續發展的保障。要成功實現產業化，需綜合考慮各要素環節，齊步推進，其中主要包括以下幾個方面：營銷及品牌建設；技術及市場基礎工作，比如目標市場分析、行業研究、市場拓展計劃、執行方案；隊伍建設及人員培訓；銷售渠道建設；生產制造；采購與物流；技術支持及售后服務；產品完善、持續改進及新產品開發等方面。踏踏實實做好每一項工作，不斷提升綜合實力。
整合資源，促進國產PLC可持續發展。這需要各環節能力配合，共同推進。比如高校及研究機構研究新技術及行業發展方向；PLC生產企業完成產品化和產業化過程；SI、OEM廠商及最終用戶在條件允許時給予適當支持；政府主管部門從行業推廣、財政和稅收優惠等方面給予支持等。
結語
嵌入式PLC在我國 具有比較廣闊的發展空間，首先在于它十分有利于發揮我國自動化行業發展的兩大特點：有相當雄厚的為機電設備配套的市場基礎；有足夠的、性價比全球最優的設計開發隊伍。我們完全可以以最低的成本、較高的質量，按客制化的要求設計生產為機電設備配套的嵌入式PLc，來替代通用PLC。嵌入式PLC的硬件、軟件、人機界面、通信等各方面的功能設計靈活，易于剪裁，更貼近各種檔次的機電設備的要求。嵌入式PLC完全基于嵌入式系統的技術基礎，拿來就可以用。SOC芯片、嵌入式操作系統、符合IEC61131一3編程語言標準編程環境等在市場上很容易找到。在目前環境下開發通用PLC的技術不難突破，但搶占市場需要大量財力和人力資源投入。在市場已被為數不多的幾家大公司穩固瓜分的今天，走這樣的路線似乎事倍功半。我國小型PLC近年取得可喜的進步，也同樣證明了這一判斷。所以說，嵌入式PLC在我國市場發展的前景十分可觀。
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