从最终用户角度讨论PLC发展方向

发布日期：2017-07-14

   在这里，我们不再去讨论PLC的可靠性、稳定性、功能的多样性等事情。因为这些事情，从目前的技术环境来看，是PLC必须具备的特性。我们试着从最终用户的角度去讨论PLC的发展方向。

最终用户到底需要些什么呢？我们来看看工业现实中哪些看似解决，却又未能解决的问题：

一

 工业控制是不是适应所有环境？

现实中，有很多的代加工厂，他们的工艺是根据用户的订单确定的，工艺的变动几率很大，这样的控制任务如何实现？当然，我们可以组建一支自动化控制队伍，随时应对变化的工艺。那么按照现在的技术环境，需要多少时间完成一个中等规模的控制任务呢？是几个星期？还是几个月？显然，这不是用户需要的控制系统。更何况对于一般的企业，维护、组建这样一支队伍并非易事。

二

 控制系统对编程人员的依赖问题

      用户的控制系统不是手机，坏了可以扔掉重新买一部。那么坏了怎么办？工艺需要升级了怎么办？当然去找你的控制系统组装商。在激烈的市场竞争中，你的组装商可能已经不存在了，或者，给你编程的人员已经辞职了。站在用户角度，这是制约控制系统应用最严重的心病。

三

用户工艺的保密性问题

      有人说，我们签有保密协议，可以解决这一问题。然而，现实的环境是很多的大公司都不能解决这一问题。

在人们热烈讨论工业4.0、中国制造2025的时候，我却在思考算盘与计算器的问题，目前工业控制是处于算盘时代呢？还是处于计算器时代？我想，在算盘时代因为没有计算器，算盘一定是这样描述自己：

1、    我制作简单，成本低

2、    我可靠性高，稳定性强

3、    我功能强大，可以做加减乘除

4、    我有一套规则，勤学多练习就会

这样的描述在算盘时代是不是很有道理？它的问题是：就算是一道中等算题，就够算盘师忙的。而计算器则不一样，不过是按几个键的事。我们的PLC更像谁？是不是更像算盘？因此，“柔性制造”的提出，是不是应先把算盘进化成计算器？

在控制领域，有很多的标准、规则，没有规矩不成方圆，标准、规则可以规范行为，自然是个好东西。然而，事物的发展总要求变化这些规则，因为，人们总希望用户工艺的实现就像打一个电话那样简单。现有的规则显然不能提供这样的需求。

然而，目前讨论得最多的是：是基于PC的PLC好，还是基于嵌入式的PLC好；是基于传统总线协议的好，还是基于以太网的好；是你家的以太网协议好，还是我家的以太网协议好；是东家的PLC好，还是西家的PLC好……百思不得其解是：好像“柔性制造”就是通讯协议上的事，其它的都是小事。于是一些协议设计得很复杂，恨不

得干完所有的事。我却认为最好的通讯协议应该设计得像人民币，人民币只说了三个事情：1、出自哪里、面值多少、防伪标识。人民币交换劳动；2、通讯协议交换数据，而一些协议出于应用的考虑，把“财政部”的事干了；3、为了防止人民币用于犯罪，把“公安部”的事也干了。这是值得思考的事情。简单、可靠、易于应用就是好协议。

一个计算器的实现难度大？还是一个用户工艺控制实现难度大？我想，一定是计算器的实现难度大。那么，为什么PLC的应用比计算器难得多？那是由于我们无法预先知道用户工艺，也就无法预先定制。我们只能通过现场一对一的编程模式，实现这种定制，于是出现了我们目前的控制模式，好像也是唯一的模式。

要把算盘进化成计算器，需要做的第一件事是系统资源的透明化，也就是不论是任何总线上的开关、指示灯、仪器、仪表、设备，还是PLC上的开关、指示灯、仪器、仪表、设备，系统应无区别交换数据。你可以进行一些简单设置，但数据的交换是自适应用户免编程的，这看上去有点难，好在我们实现了它。

显然，只有系统资源的透明化是远远不够的。我们得有一个先进的用户工艺驱动模型。它不是说的怎样去给PLC编程，而是说的一个设备怎样利用系统资源去完成用户需要的一个工艺点。这与现有的控制模型是颠倒的，现有的控制模型是通过PLC的编程实现了这个工艺点，而新的模型是你给我实现工艺点的条件，如何去给PLC编程，SCADA如何去监控、获取上层软件需要的数据，不是我的事，系统应自动完成。

数据驱动在PLC中是一个新的慨念，它不是指的一个功能的多重背景数据块，而是让数据具备自动寻址的能力。这个能力是在模型中定义的。借助这一慨念，系统功能得以重大突破，比如：

1、动态配方。

配方的记录在运行中可由工艺自动调配，配方的元素可由工艺当时的情形进行动态自动取值，你应该感知到这意味着什么，这意味着“柔性制造”在控制底层的实现，迈出了真正意义上的一步！

2、运动配方

运动控制目前是一个如火如荼的话题，典型的是工业机器人。工业机器人大多是同步完成一组规划的动作，运动配方能够根据工艺的需求动态调用不同的动作组，配合用户工艺。当然，你可以将动态配方运用其中，完成更为复杂的需求。运动控制采用了硬件中断进行同步，它不但实现自身运动轴同步，还实现与其它运动轴及工艺设备进行同步。

3、 控制融合

人们总是把控制细分出很多东西：过程控制、离散控制、运动控制。这样的细分对于解决单块的问题可能简单了，然而，相互之间的资源引用却变得复杂了。过程控制、离散控制、运动控制的深度有机融合，可以极大的拓展系统的应用范围。过程控制、离散控制、运动控制的资源可以相互透明引用，它们之间的运行，由于资源的共享实现了高度协调、同步。

4、裸机冗余

没有用户工程，一台同型号的PLC插上一条冗余线，即可冗余PLC。是不是有魔法般的感觉？这是真的吗？是的，这是真的！有的事情，给用户的感觉就是应该这样简单，这才是优秀系统的表现。

当然，未来PLC的特点远不止这些，比如，它应该是一个真正意义的FCS架构系统；而不是看上去像一个FCS架构，这主要要解决编程复杂的问题，这对于数据驱动模型已不是问题，已经解决了这个问题；它应该是一个通用系统，不论是工业控制，还是智能家居……都应该有统一协调的解决方案。

 

来源：工控头条