PLC的可持續(xù)發(fā)展
 2011/6/21 11:55:46 

  1968年,“PLC之父”DICKMORLEY與他的團(tuán)隊經(jīng)過了一年多的鏖戰(zhàn),制成了模塊化的數(shù)字式控制器,開創(chuàng)了PLC的新世紀(jì)。

  2010年,距PLC誕生整整42年。

  42年間,PLC成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制的中堅力量。它的功能不斷完善,應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大,體積卻越變越小,他對于工業(yè)控制技術(shù)的進(jìn)步與社會發(fā)展所發(fā)揮的作用無可估量。PLC以它的高可靠性和易操作性,主導(dǎo)了工控行業(yè)數(shù)十年,如今,他卻面臨著巨大的挑戰(zhàn)。甚至已經(jīng)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(rèn)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(fèi)玉成說道:“PLC在工業(yè)自動化控制領(lǐng)域是一種很可靠,很實(shí)用,效率很高,耐用,物美價廉的工具。隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,傳感器的不斷智能化,PLC在今后三網(wǎng)合一的工業(yè)自動化控制領(lǐng)域?qū)⑵鸬胶苡行У淖饔谩!比A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(fā)展空間,畢竟它有著極高的性價比,一些中小型企業(yè)采用PLC產(chǎn)品的可能性很高?!?/p>

   PLC雖然有著它固有的優(yōu)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(tǒng)模式,積極求新求變以適應(yīng)新的市場發(fā)展,畢竟任何產(chǎn)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(yōu)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(tǒng)PLC產(chǎn)品市場。

  嵌入式PLC具有很大的發(fā)展空間——彭瑜 PLC OPEN中國組織主席

  根據(jù)《ControlDesign》雜志的調(diào)查,2009年美國機(jī)械行業(yè)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(fā)展空間。但目前關(guān)于嵌入式PLC似乎并無確切定義。有些人把交流變頻調(diào)速器或HM工(人機(jī)界面)或其他設(shè)備(如運(yùn)動控制器)內(nèi)嵌PLC的功能歸類于嵌入式PLC。如英國敏思咨詢公司(IMSResearch)關(guān)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(nèi)外還有很多人把采用SoC嵌入式片上系統(tǒng)芯片和嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)PLC功能,并能用IEC61131-3的標(biāo)準(zhǔn)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(fā)展呈現(xiàn)多元化發(fā)展,國內(nèi)外企業(yè)均有很好的表現(xiàn)。例如德國赫優(yōu)訊是一家以現(xiàn)場總線技術(shù)和芯片、模塊為主業(yè)的科技企業(yè),極有發(fā)展活力。他們推出的將現(xiàn)場總線技術(shù)和PLC技術(shù)結(jié)合的net PLC很有特色。再如Rabbit半導(dǎo)體公司的嵌入式PLC開發(fā)套件就以其3000系列單板機(jī)為硬件基礎(chǔ),配以基于IEC61131-3的ISAGRAFV3.5編程環(huán)境支持5種PLC編程語言。國內(nèi)幾年前就有華中科技大學(xué)在EASYCORE1.00核心芯片組中加載了嵌入式PLC系統(tǒng)軟件,作為硬件平臺,開發(fā)了多模入通道的嵌入式PLC。還有一種發(fā)展路徑是以開發(fā)PLC與人機(jī)界面相結(jié)合的硬件/軟件一體化為目標(biāo)的平臺,充分利用CASE(計算機(jī)輔助軟件工程)工具,結(jié)合各類嵌入式芯片的開發(fā)平臺和各種輸入/輸出通道的硬件電路庫,專為機(jī)電設(shè)備開發(fā)客制化、具有ODM性質(zhì)的專用PLC。這方面的代表是杭州電子科技大學(xué)計算機(jī)學(xué)院的嚴(yán)義教授領(lǐng)銜的團(tuán)隊。

  嵌入式自動生成技術(shù)與新型PLC的架構(gòu)——嚴(yán)義 杭州電子科技大學(xué)

  目前,嵌入式自動生成技術(shù)面臨著諸多挑戰(zhàn)。在嵌入式軟件設(shè)計技術(shù)方面,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:

  (l)嵌入式系統(tǒng)越來越多采用SOC,帶來深度嵌入設(shè)計,平臺化需要蜘硬件同步設(shè)計。

  (2)構(gòu)件化需要研究適應(yīng)嵌入式計算特征的構(gòu)件表達(dá)和組合,解決異構(gòu)嵌入式構(gòu)件的可組合性分析以及構(gòu)件組合與驗證等系統(tǒng)構(gòu)造問題。(習(xí)網(wǎng)絡(luò)化使嵌入式系統(tǒng)呈現(xiàn)開發(fā)特性,多模式通信,多任務(wù)協(xié)同等使得傳統(tǒng)的并發(fā)計算模型難以刻畫網(wǎng)絡(luò)化嵌入式系統(tǒng)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(tǒng)一化語義以及多模型的互操作。

  (3)嵌入式系統(tǒng)規(guī)模越來越大,系統(tǒng)狀態(tài)與任務(wù)行為呈現(xiàn)較強(qiáng)的動態(tài)性和演化性,靜態(tài)任務(wù)調(diào)度策略已不適應(yīng),系統(tǒng)行為難以預(yù)測,帶來新的可調(diào)度性分析問題。

  在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)方面,主要表現(xiàn)在以下幾方面:

  (l)智能化進(jìn)一步加劇系統(tǒng)狀態(tài)的動態(tài)自主演化,增加了系統(tǒng)的正確性和完備性等驗證難度。

  (2)關(guān)鍵應(yīng)用的實(shí)時性、可靠性、保險性等多維可信特性成為系統(tǒng)非功能特性設(shè)計的重點(diǎn),嵌入式系統(tǒng)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(yīng)非功能性的新型設(shè)計模型與驗證方法。例如,如何有效地驗證嵌入式實(shí)時軟件設(shè)計是否滿足給定的時間規(guī)約。

  (3)嵌入式應(yīng)用的普適化環(huán)境,對嵌入系統(tǒng)開發(fā)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(dāng)前軟件危機(jī)的一個途徑,基于構(gòu)件的開發(fā)在傳統(tǒng)的軟件行業(yè)開始了大量的研究和應(yīng)用,采用構(gòu)件開發(fā)的主要好處如下:

  (l)只有少量的軟件部件需要從頭開發(fā),可縮短整個軟件產(chǎn)品的開發(fā)時間,同時降低開發(fā)成本。

  (2)通過重用已有的經(jīng)過檢驗的軟件部件,提高了整個軟件產(chǎn)品的質(zhì)量。

  (3)可以減少需要維護(hù)的軟件部件(主要是新開發(fā)的軟件部件),降低軟件維護(hù)成本。

  OEM的軟件時代——宋華振貝加萊工業(yè)自動化(上海)有限公司

  由于傳統(tǒng)的PLC無法滿足復(fù)雜控制需求,因此產(chǎn)生了借助專用的控制器或者IPC設(shè)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(yīng)用開發(fā)中加強(qiáng)行業(yè)應(yīng)用軟件包、算法集成,并且注重軟件開發(fā)性應(yīng)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(wù)于機(jī)器設(shè)計的性能和功能性需求,而另一方面,通過軟件設(shè)計,在硬件投資基本不變的情況下,機(jī)器變得更加靈活,適應(yīng)各種生產(chǎn)的變化要求。

  軟件提供了機(jī)器設(shè)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(shí)現(xiàn)機(jī)器的更加靈活的生產(chǎn)適應(yīng)能力和巨大的變化可能性。