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PLC发展趋势专题访谈
2003-9-12　　供稿
　　
贝加莱工业自动化（上海）有限公司 许强
　　
　　PLC的控制技术也在不断的发展和革新中。现在PLC厂商都在力图使自己的产品包含更多开放的标准，例如OPC和XML；依靠技术壁垒获得市场的方式已经为各PLC厂商摒弃。
富士电机（上海）有限公司系统控制部 户枝毅
　　
　　在恶劣环境下的可靠性正是PLC存在的意义。工业用PC的耐环境水平无论是硬件还是软件上都无法和PLC相比。
LG产电北京代表处 田哲昊
　　
　　伴随现在的计算机网络和通讯网络的飞速发展，PLC技术应该迎头赶上，针对工业以太网络技术的PLC技术已经成功应用，但是针对因特网、GSM/CDMA通讯网络，似乎PLC没有跟上脚步。
罗克韦尔自动化 acig北方区经理 钟锐华
　　
　　我们并不认为PC based控制和PLC是一个矛盾、并列的概念。因为从硬件本身来说，随着电子技术的发展，许多功能强大的CPU，包括PC同类的芯片都可以作为新一代PLC控制器的核心处理器的选择对象。
　　
　　　　
　　自60年代末第一台PLC问世以来，已很快被应用到机械制造、冶金、矿业、轻工等各个领域，大大推进了机电一体化进程，被人们称为现代工业控制三大支柱之一。PLC的生命力（优势）体现在哪里。　　
　　　　
　　许强：　　
　　首先由于历史的原因，经过长时间的发展和完善。PLC的编程概念和控制思想已为广大的自动化行业人员所熟悉，这是一个目前任何其他工业控制器都无法与之相提并论的巨大知识资源；其次，PLC系统硬件技术成熟，性能价格比较高，运行稳定可靠，开发过程也简单方便，运行维护成本很低。所有这些特点造就了PLC的旺盛生命力。　　
　　　　
　　户枝毅：　　
　　用一句话来讲就是可靠性。也就是说和一般家庭、办公室相比，在恶劣的工业环境中，能够24小时连续运行365天，且10年不停止的除了可编程序控制器――PLC以外别无他物。　　
　　　　
　　田哲昊：　　
　　最初的工厂自动化控制主要是以继电器回路控制占据主导地位，电气控制人员常常抱怨这种控制系统体积大、耗电多、寿命短、可靠性差以及运行速度慢等缺点，急需要一种新的控制装置来取代，所以PLC的出现是顺应时代、趋势的发展。它的出现，在技术角度大大方便了电控设计人员，软硬件设计简便，维护方便，在体积、可靠性、耗电量有很大程度的提高，从而带动成本的节约，而且可以通过计算机进行数据的传输和监控，一系列的优点使PLC很快被接受并代替继电器控制回路广泛应用于工厂自动控制中。　　
　　伴随时代发展，进入21世纪崭新工业控制领域，PLC仍然能够引导自动化行业的发展，主要是由于在最初其采用计算机的设计思想和适应各种现场应用，随着电子事业的飞速发展，PLC已经可以在各个领域去适应不同的客户要求。这就是PLC的生命力，具有一个非常灵活的大脑，和可以随时变化和更新的身体部件。　　
　　　　
　　钟锐华：　　
　　众所周知，PLC是从取代工厂内继电器线路、进行顺序控制发展开来的工业控制产品。从诞生之日起，PLC在工业环境适应性（包括现场安装环境以及电磁干扰的防护性）、连续生产以及人机接口等方面都有充分的考虑，具有稳定可靠、简单易用、操作维护方便等优点，这是它能持久占有市场的根本原因。　　
　　　　
　　PLC技术发展的最终趋势仍然是人们所争论的焦点之一。有人认为，随着工业PC（基于PC的自动化）的发展，PLC将会继续失去市场份额甚至被完全取代；但也有一部分人相信，一些特殊工业应用领域仍将为PLC提供一定的市场份额。您对这个问题有何看法。　　
　　　　
　　许强：　　
　　首先我们这里要再次阐述一下我们对于PLC的概念。在传统意义上，PLC只是主要应用在逻辑控制，顺序控制及时序控制等相对比较简单的工业控制场合。在这个意义上，随着当今工业控制要求的日益复杂化和精确化，随着PC等其他一些新的工业控制技术的发展，PLC确实将逐渐失去原有的一些市场份额。但是另一方面，当今的工业控制市场上一些PLC生产商早在十年前就已经开始利用IT业的一些最新的软硬件成果不断完善和扩充PLC的功能，使现代意义上的PLC远远超越了“逻辑控制”的功能和概念。对于这些新型的PLCs已经不能再简单的使用历史意义上的“可编程逻辑控制器”来理解。而这些新型PLC的市场潜力是不可估量的。　　
　　　　
　　户枝毅：　　
　　在恶劣环境下的可靠性正是PLC存在的意义。工业用PC的耐环境水平无论是硬件还是软件上都无法和PLC相比。以一般家庭、办公室用途为前提开发的PC+OS，倘若用于工业用途而且力图免维护，就如同在未铺好的路上行法拉力车一样。　　
　　另一方面，在环境良好的控制室内构筑系统，没有必要使用工业电脑，只需要购买市售的可靠性高的PC，再加以合理的维护就已经足够了。　　
　　目前提倡使用工业PC的主要是一些耐环境技术水平较低的厂家。精明的用户恐怕不会为其所动，而是继续使用符合自己用途的PLC吧。　　
　　　　
　　田哲昊：　　
　　工业PC也就是PC-based技术目前发展的非常迅速、尤其在CompactPCI技术的发展之后，工业PC技术达到一个崭新的高度。而且在处理速度、可靠性已经多功能处理、数据采集等都比较完善。但是并不能认为PLC会受到它影响而逐渐被淘汰。　　
　　PLC并不是一个一成不变的产品，它是采用计算机的设计思想而开发生产出来，经过几十年的发展，各个生产厂商在竞争的同时不断的完善、优化，使其更贴近自动化的发展，更适应自动化的现场要求。　　
　　就PLC与工业PC比较而言，PLC具备有体积小，编程简单实用，安装配线方便灵活等各种优点，现场应用更具有其优越性，而同时也具有处理速度慢、扩展不够灵活，各个厂商语言不同等缺点。　　
　　目前看来，部分工业PC和PLC组合使用的用户从成本考虑摈弃了PLC，似乎显示了工业PC的优势。但是并不能说明PLC没有自己的市场，尤其在小型机械行业PLC在逐步代替单片机的趋势看来，PLC市场依然是很广阔的。　　
　　　　
　　钟锐华：　　
　　PLC的诸多特点决定了PLC目前依然是大多数工业客户的首选控制方案。事实上，全球PLC市场也一直在持续稳定地增长。并且，用户对于工业控制在实时性、稳定性以及可靠性等方面的要求，决定了PLC结构形式的、更容易使用的新型控制系统依然是市场发展的主流方向。　　
　　我们并不认为PC based控制和PLC是一个矛盾、并列的概念。因为从硬件本身来说，随着电子技术的发展，许多功能强大的CPU，包括PC同类的芯片都可以作为新一代PLC控制器的核心处理器的选择对象。但是，高性能CPU必须配合稳定可靠的实时控制引擎（实时操作系统及工业控制内核）才能构成真正意义上的PLC工业控制器，才可能满足工业用户在实时性和可靠性等方面的严格要求。因此，不同PLC供应商会根据芯片在可靠性、性价比等各方面的综合指标，为其新型控制系统选择相应的“高性能CPU+实时控制引擎”的控制器，包括Windows CE、Linux、WindRiver或者PLC厂商自有的某种实时控制引擎等的PC based控制器。　　
　　严格意义上说，国内常常提到的基于Windows NT/2000/XP操作系统的PC based控制系统只是某些供应商所提供的某一类PC based控制系统。众所周知，由于受到Windows NT/2000/XP平台本身的影响（如实时任务处理、长期稳定运行、抗病毒和恶意攻击等方面的限制），该类控制系统在工业应用中还有很大的局限性。当然，该类系统的存在也会促进新一代PLC控制器在用户友好和易于编程等方面的不断提高。　　
　　　　
　　　　
　　PLC从问世到现在，已经完全超越了最初的逻辑控制、顺序控制的范围，具备模数转换、数模转换、高速计数、速度控制、位置控制、轴定位控制、温度控制、PID控制、远程通讯、高级语言编程等功能。您认为，现代控制技术又将引导PLC向什么方向发展。　　
　　　　
　　许强：　　
　　实际上任何一个时代的工业控制产品必然将受制于当时各相关产业技术发展水平的影响。六十年代传统PLC的发明就是因为在采用了当时最新的软硬件技术。随着时代和技术的发展，PLC的控制技术也在不断的发展和革新中。现在PLC厂商都在力图使自己的产品包含更多开放的标准，例如OPC和XML；依靠技术壁垒获得市场的方式已经为各PLC厂商摒弃。　　
　　在通讯能力上，现场总线的出现，使得一个个独立的PLC系统不再是信息孤岛。实时以太网技术也走进了PLC厂商的视野，甚至在实时以太网产品中已经能够支持CANOpen等现场总线。实时以太网应用的另一方面意义在于，控制层与管理层的界线不再那么截然分明。　　
　　随着PLC运算能力的不断提高，PLC在数据交换方面的能力和需求也在不断提高，另一方面，IT技术的飞速发展使得微型高速存储设备的容量越来越大，价格越来越低，可靠性却越来越有保障。越来越多的PLC控制系统已经在使用64M、128M甚至更大容量的Flash存储设备。　　
　　　　
　　户枝毅：　　
　　PLC的基本功能是正确地采集输入信号、执行正确的控制、输出正确的处理结果。目前为止各厂家均以低价提供高可靠性的输入输出接口+控制（软件）为目标。相信今后还是会朝着这一方向发展；并进一将外部硬件控制机器（如继电器、接线、计数器、计时器、转换器、定位控制器等）逐步引入到PLC的内部控制功能中，完善成为PLC的软件功能。　　
　　网络功能也只是单纯输入输出接口的一种，作为PLC的基本功能的性质不会改变。模糊控制、独立分散控制等的现代控制技术基本属于软件领域的功能，相信会根据用户要求引入到PLC中。至于开放性方面恐怕会以应对IEC61131规格为主流。　　
　　　　
　　田哲昊：　　
　　PLC的发展是要配合控制技术和计算机的发展。目前而言：　　
　　1、 高速处理数据、大存储容量是PLC厂商关注的一个方面。　　
　　2、 同时增加更为丰富的模块技术，比如数控模块、语音处理模块等等，模块自身带有CPU，在工作中可以与主CPU并行工作，有利于PLC扫描速度的提高。　　
　　3、 伴随现在的计算机网络和通讯网络的飞速发展，PLC技术应该迎头赶上，针对工业以太网络技术的PLC技术已经成功应用，但是针对因特网、GSM/CDMA通讯网络，似乎PLC没有跟上脚步，日前听说一款以色列PLC具备GSM手机远程控制功能，引起很多同行的兴趣。　　
　　4、 由于PLC厂商不同，各个公司的PLC通信联网兼容功能不强，仅仅能够依靠总线方式连接，单纯技术角度而言，PLC实现软、硬件标准化、通用化、开放型是一条可行的道路。　　
　　　　
　　钟锐华：　　
　　随着电子技术、网络技术以及软件技术的发展，PLC、DCS、伺服控制系统以及高速分布式传动控制系统之间的界限已经越来越模糊。实际上，各主要工控产品供应商，无论是传统PLC厂家，还是传统DCS厂家，都致力于为各种工业控制应用提供集成的、新一代控制平台。在此平台上，用户只需通过模块化、系列化的软件和硬件产品组合，即可“量身定制”其控制系统，包括PLC、伺服控制、DCS以及 SCADA等等。并且，其使用和维护将更简单。比如，用户只需掌握一种编程软件即可进行编程；在编程方式中，有多种方式，包括梯形图（ladder）、功能块图（FBD）、顺控表（SFC）以及语句表等可供用户选择。　　
　　　　
　　PLC制造商专注于系统功能化，而工业用户则专注于系统应用。将来的发展趋势应该是以应用为本，将更多功能予以集成，为用户提供易使用的控制系统。您对此有何见解。　　
　　　　
　　许强：　　
　　从长远来讲，PLC的制造商将会根据工业用户的需求集成更多的系统功能，逐渐降低用户的使用难度，缩短开发周期，节约产品开发成本。但是这是一个逐渐发展的过程。就目前技术现状而言，一些复杂的控制要求依然要使用那些“高档”的控制系统，使用相对复杂的编程手段，对工业用户依然要求具备专业的控制技术。　　
　　通用性与专业化看起来似乎是互相矛盾的概念。一个比较可行的解决之道就是产品实现软硬件结构的模块化，在产品整体性能越来越强的同时，对于每一个行业有针对性的开发硬件专家模块和软件功能库。　　
　　从上个世纪九十年代开始，集成自动化的理念逐渐深入人心。在一个集成自动化体系里面，系统中设备间能够最大程度上实现资源利用与共享。然而，集成自动化离不开强大的开发平台的支持，开发工具不仅要支持PLC，还要解决故障诊断、网络通信能力以及除基本自动化硬件以外的附加高级语言软件开发功能。　　
　　　　
　　户枝毅：　　
　　简单易用的产品是PLC厂家不断响应用户要求进行功能提升的结果。而且用户也要求PLC厂家提供包含PLC周边机器在内的实际应用技术，即系统配套能力。所以对于用户来讲真正容易使用的产品应该是包括硬件、软件及服务在内的综合控制系统的支援。　　
　　　　
　　田哲昊：　　
　　目前的各个公司都在满足用户需求开发多功能集成的PLC，针对不同行业的不同要求，应该从软硬件方面着手。　　
　　硬件上针对一体型PLC，应该集成多种特殊应用功能，同时增加扩展单元的特殊功能。而模块型PLC，应该增加具备特殊功能的模块。　　
　　软件上应该具备程序打包功能，能够针对相应的控制系统，使用相应的指令，使原本复杂的程序集成为一条指令和一些参数设置就可以实现，这样，使用者可以按照自己的设计思路，控制系统独特性，进行单独的指令开发，同时也增强了程序的保密性。　　
　　　　
　　钟锐华：　　
　　除了上述集成性和易用性等方面，用户在系统的灵活性上也提出了更高地要求，甚至要求对不同供应商的工控产品进行优化组合，以获得性价比更好的工业控制系统。也就是说，产品的互操作性和互换性越来越被用户所重视。因此，标准化的开放工业网络在各种新型工业控制平台中被广泛支持，如在高性能伺服及数控系统中用于伺服装置联网的 IEC61491 SERCOS光纤网络（典型同步扫描时间为1~2ms），在DCS及其他高性能系统中用于设备联网包括分布式I/O扩展的IEC61158 ControlNet（网络冗余可选，并且远程I/O站内每个I/O模块均可独立设置周期采样时间），在制造自动化中用于低成本现场设备联网的Profibus DP以及中国国标GB/T1858.3-2002 DeviceNet.，在过程自动化中用于现场设备联网的FF H1/HSE等等。　　
　　　　
　　

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