智能制造離不開PLC，但市場提出新要求
[導(dǎo)讀]PLC可編程邏輯控制器，是一種具有微處理器的數(shù)字電子設(shè)備，用于自動(dòng)化控制的數(shù)字邏輯控制器，可以將控制指令隨時(shí)加載存儲器內(nèi)存儲與運(yùn)行。PLC通常作為重要的底層控制部件應(yīng)用在SCADA和DCS系統(tǒng)中，用于實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)備的具體操作與工藝控制，是工控系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)。在工業(yè)現(xiàn)場，由于最靠近底...
PLC可編程邏輯控制器，是一種具有微處理器的數(shù)字電子設(shè)備，用于自動(dòng)化控制的數(shù)字邏輯控制器，可以將控制指令隨時(shí)加載存儲器內(nèi)存儲與運(yùn)行。PLC通常作為重要的底層控制部件應(yīng)用在SCADA和DCS系統(tǒng)中，用于實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)備的具體操作與工藝控制，是工控系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)。在工業(yè)現(xiàn)場，由于最靠近底層工業(yè)設(shè)備，工控系統(tǒng)軟硬件在企業(yè)推進(jìn)智能制造的過程中，起著至關(guān)重要的作用。1工業(yè)3.0時(shí)代，PLC的發(fā)展歷程
眾所周知，工業(yè)3.0是指電子信息化時(shí)代，即廣泛應(yīng)用電子與信息技術(shù)，使制造過程自動(dòng)化控制程度進(jìn)一步大幅度提高，從20世紀(jì)60-70年代開始并一直延續(xù)至現(xiàn)在。PLC伴隨著工業(yè)3.0 這個(gè)時(shí)代一路走來，成為工業(yè)3.0最具代表性的工業(yè)產(chǎn)品之一。
1968年1月，美國Bedford Associates公司在Richard Morley領(lǐng)導(dǎo)下開發(fā)了一種可編程控制器，支持用梯形圖邏輯編程。同年10月，Bedford Associates創(chuàng)建新公司Modicon來推動(dòng)新的可編程控制器的產(chǎn)業(yè)化，新產(chǎn)品命名為Modicon 084。
1969年11月在得知通用汽車公司的要求后，Dick Morley為通用汽車展示Modicon 084, 獲得通用汽車的青睞，隨后通用汽車將其用于對金屬切割、鉆孔、材料處理和裝配等環(huán)節(jié)進(jìn)行控制。Dick Morley被普遍認(rèn)為是“PLC之父”。
隨著市場需求的不斷增長，企業(yè)現(xiàn)有的自動(dòng)化控制越來越無法滿足生產(chǎn)效率以及產(chǎn)品多元化的需求。制造企業(yè)需要更多的靈活性來保障快速的產(chǎn)品生產(chǎn)銷售，需要柔性化的生產(chǎn)方式以及柔性化的產(chǎn)線。只有靈活性和可擴(kuò)展的控制系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線工藝的迅速調(diào)整以及柔性化的制造，這也是現(xiàn)在工業(yè)自動(dòng)化的關(guān)鍵和重點(diǎn)，具體表現(xiàn)在：越來越多的工廠數(shù)據(jù)應(yīng)該是可復(fù)用的，邏輯代碼應(yīng)該是易于移動(dòng)和可重用的，系統(tǒng)應(yīng)該是模塊化和可擴(kuò)展的。而傳統(tǒng)的控制核心PLC設(shè)備不能夠靈活擴(kuò)展，這一限制無疑會大大減弱產(chǎn)線的柔性。
在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中，工廠車間具有更高級別應(yīng)用程序的機(jī)器的數(shù)據(jù)集成主要是使用傳統(tǒng)協(xié)議完成的，而傳統(tǒng)協(xié)議缺乏對新設(shè)備靈活集成的支持。可以在這兩者之間引入一個(gè)中間層，通過虛擬化PLC控制器或軟件定義PLC將控制邏輯與機(jī)器分離，可以獲得更靈活的重新配置。具體來說實(shí)現(xiàn)PLC靈活性和可擴(kuò)展性的方案主要有以下兩種：
1、實(shí)現(xiàn)PLC虛擬化。利用PLC虛擬化是虛擬PLC（vPLC）取代傳統(tǒng)硬件PLC；
2、PLC硬件重構(gòu)。實(shí)現(xiàn)下一代新型和智能的PLC設(shè)備，取代傳統(tǒng)硬件PLC。
PLC虛擬化在這里并非是指軟件PLC（SoftPLC）或安裝虛擬機(jī)里面的軟件PLC，而是指將PLC執(zhí)行環(huán)境與I/O模塊解耦，并將PLC執(zhí)行環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、虛擬化的實(shí)現(xiàn)。
在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的初級階段，僅僅將數(shù)據(jù)采集上來進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析、預(yù)測、優(yōu)化等還不夠，企業(yè)還需要設(shè)備本身擁有智能計(jì)算、智能處理的能力，比如邊緣計(jì)算能力。落地到工業(yè)生產(chǎn)過程中，設(shè)備最終的控制過程還需要PLC來進(jìn)行，PLC的智能計(jì)算、智能處理必須具有軟件定義的能力。
只有通過軟件定義的PLC，才能夠通過上層的數(shù)據(jù)分析、預(yù)測和優(yōu)化之后，根據(jù)應(yīng)用功能優(yōu)化和調(diào)整PLC控制程序，實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的效率提升，同時(shí)也避免了人員的繁瑣調(diào)試等，提高運(yùn)營成本。而現(xiàn)有的云平臺還無法做到直達(dá)底層的控制優(yōu)化，因此只有在打通關(guān)鍵核心控制設(shè)備PLC后，才能夠打通工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的第二階段。
從技術(shù)發(fā)展來看，國產(chǎn)PLC替代空間極大，專、精、高和深挖細(xì)分市場或許是國產(chǎn)PLC的“出路”。國內(nèi)廠商需要提升自主核心技術(shù)能力，把握住未來PLC技術(shù)和市場的發(fā)展趨勢，擴(kuò)大市場份額，爭取話語權(quán)。此外，國內(nèi)企業(yè)應(yīng)該擁有公平的競爭環(huán)境，同時(shí)政府也應(yīng)給予國產(chǎn)中小企業(yè)的支持。
目前，各“卡脖子”行業(yè)的國產(chǎn)化替代在國內(nèi)各方的努力下加速進(jìn)行，工控領(lǐng)域的自主安全也越來越受到重視。此外，在智能制造的大潮下，PLC市場具有超大的增長的空間，國產(chǎn)品牌擁有天時(shí)、地利、人和的優(yōu)勢，但若想在激烈的市場競爭中持續(xù)增長，還尚需時(shí)間的考驗(yàn)，尤其是替代國外大型頭部企業(yè)的大中型PLC市場份額，這也是未來本土PLC企業(yè)面臨的最大挑戰(zhàn)。
眾所周知，工業(yè)3.0是指電子信息化時(shí)代，即廣泛應(yīng)用電子與信息技術(shù)，使制造過程自動(dòng)化控制程度進(jìn)一步大幅度提高，從20世紀(jì)60-70年代開始并一直延續(xù)至現(xiàn)在。PLC伴隨著工業(yè)3.0 這個(gè)時(shí)代一路走來，成為工業(yè)3.0最具代表性的工業(yè)產(chǎn)品之一。
1968年1月，美國Bedford Associates公司在Richard Morley領(lǐng)導(dǎo)下開發(fā)了一種可編程控制器，支持用梯形圖邏輯編程。同年10月，Bedford Associates創(chuàng)建新公司Modicon來推動(dòng)新的可編程控制器的產(chǎn)業(yè)化，新產(chǎn)品命名為Modicon 084。
1969年11月在得知通用汽車公司的要求后，Dick Morley為通用汽車展示Modicon 084, 獲得通用汽車的青睞，隨后通用汽車將其用于對金屬切割、鉆孔、材料處理和裝配等環(huán)節(jié)進(jìn)行控制。Dick Morley被普遍認(rèn)為是“PLC之父”。
2實(shí)現(xiàn)柔性生產(chǎn)，PLC需要靈活性和可拓展性
隨著市場需求的不斷增長，企業(yè)現(xiàn)有的自動(dòng)化控制越來越無法滿足生產(chǎn)效率以及產(chǎn)品多元化的需求。制造企業(yè)需要更多的靈活性來保障快速的產(chǎn)品生產(chǎn)銷售，需要柔性化的生產(chǎn)方式以及柔性化的產(chǎn)線。只有靈活性和可擴(kuò)展的控制系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線工藝的迅速調(diào)整以及柔性化的制造，這也是現(xiàn)在工業(yè)自動(dòng)化的關(guān)鍵和重點(diǎn)，具體表現(xiàn)在：越來越多的工廠數(shù)據(jù)應(yīng)該是可復(fù)用的，邏輯代碼應(yīng)該是易于移動(dòng)和可重用的，系統(tǒng)應(yīng)該是模塊化和可擴(kuò)展的。而傳統(tǒng)的控制核心PLC設(shè)備不能夠靈活擴(kuò)展，這一限制無疑會大大減弱產(chǎn)線的柔性。
在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中，工廠車間具有更高級別應(yīng)用程序的機(jī)器的數(shù)據(jù)集成主要是使用傳統(tǒng)協(xié)議完成的，而傳統(tǒng)協(xié)議缺乏對新設(shè)備靈活集成的支持。可以在這兩者之間引入一個(gè)中間層，通過虛擬化PLC控制器或軟件定義PLC將控制邏輯與機(jī)器分離，可以獲得更靈活的重新配置。具體來說實(shí)現(xiàn)PLC靈活性和可擴(kuò)展性的方案主要有以下兩種：
1、實(shí)現(xiàn)PLC虛擬化。利用PLC虛擬化是虛擬PLC（vPLC）取代傳統(tǒng)硬件PLC；
2、PLC硬件重構(gòu)。實(shí)現(xiàn)下一代新型和智能的PLC設(shè)備，取代傳統(tǒng)硬件PLC。
PLC虛擬化在這里并非是指軟件PLC（SoftPLC）或安裝虛擬機(jī)里面的軟件PLC，而是指將PLC執(zhí)行環(huán)境與I/O模塊解耦，并將PLC執(zhí)行環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、虛擬化的實(shí)現(xiàn)。
在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的初級階段，僅僅將數(shù)據(jù)采集上來進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析、預(yù)測、優(yōu)化等還不夠，企業(yè)還需要設(shè)備本身擁有智能計(jì)算、智能處理的能力，比如邊緣計(jì)算能力。落地到工業(yè)生產(chǎn)過程中，設(shè)備最終的控制過程還需要PLC來進(jìn)行，PLC的智能計(jì)算、智能處理必須具有軟件定義的能力。
只有通過軟件定義的PLC，才能夠通過上層的數(shù)據(jù)分析、預(yù)測和優(yōu)化之后，根據(jù)應(yīng)用功能優(yōu)化和調(diào)整PLC控制程序，實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的效率提升，同時(shí)也避免了人員的繁瑣調(diào)試等，提高運(yùn)營成本。而現(xiàn)有的云平臺還無法做到直達(dá)底層的控制優(yōu)化，因此只有在打通關(guān)鍵核心控制設(shè)備PLC后，才能夠打通工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的第二階段。
從技術(shù)發(fā)展來看，國產(chǎn)PLC替代空間極大，專、精、高和深挖細(xì)分市場或許是國產(chǎn)PLC的“出路”。國內(nèi)廠商需要提升自主核心技術(shù)能力，把握住未來PLC技術(shù)和市場的發(fā)展趨勢，擴(kuò)大市場份額，爭取話語權(quán)。此外，國內(nèi)企業(yè)應(yīng)該擁有公平的競爭環(huán)境，同時(shí)政府也應(yīng)給予國產(chǎn)中小企業(yè)的支持。
目前，各“卡脖子”行業(yè)的國產(chǎn)化替代在國內(nèi)各方的努力下加速進(jìn)行，工控領(lǐng)域的自主安全也越來越受到重視。此外，在智能制造的大潮下，PLC市場具有超大的增長的空間，國產(chǎn)品牌擁有天時(shí)、地利、人和的優(yōu)勢，但若想在激烈的市場競爭中持續(xù)增長，還尚需時(shí)間的考驗(yàn)，尤其是替代國外大型頭部企業(yè)的大中型PLC市場份額，這也是未來本土PLC企業(yè)面臨的最大挑戰(zhàn)。
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