控制器三十年和未来十年控制器的发展方向 点击：15784 | 回复：200
发表于：2006-05-10 19:58:00
楼主
这一阵子与各位大佬争论了半天PAC啊PLC之类的，争论到目前这个阶段感觉再争论已很没意思，想了想，还是写一个控制器的历史和未来十年控制器的发展方向来做一个结论吧。
一、历史：
1.1 PLC & DCS
控制器在七十年代开始从传统使用仪表和继电器组对应的两个不同应用领域派生出来DCS和PLC两类产品。这两类产品在初期确有相当多的不同，DCS对于回路控制这一块更为重视，而PLC对于离散的逻辑控制更为重视。当时的DCS使用通用CPU，采用软解释方式处理程序，而PLC依靠类拟于AMD2910的位块处理器处理逻辑，相对而言在系统结构上，DCS更偏向软件，而PLC更像传统的硬件继电器组。
在经过数十年的发展后，突然大家对于DCS和PLC的概念含糊不清了，因为PLC也在体系中加入了通用型的CPU，特别软逻辑PLC在指令处理原理方面与DCS并无二样，只是上位机软件的用户指令不同。不过DCS也不是原地不动，DCS在网络方面、多DPU协同工作方面、冗余方面都有了长足的发展，并大多数采用了X86的体系架构，充分利用了PC的技术成果。
那么现在的DCS与PLC的差别是相当小，从具体的技术而言，DCS有基于令牌网络的分布式实时数据库，可以通过全量通信来保证每个DPU内的映象数据都是最新的，而PLC在这一块更多的注重单机工作，就算是联网，也假定两台PLC之间只需要很少量的数据交换，所以采用的主从结构的请求应答方式通信。
在发展过程中PLC与DCS都受到PC技术发展的深远影响，特别是DCS，目前的DCS大多采用PC_BASE结构，对PC技术的吸收也相当彻底，而PLC则是在80年代未90年代的软PLC开发浪潮中大力吸收了DCS、PC的技术，特别是在IEC61131-3标准制定出来后，产生了一系列的以开发软PLC软件的公司，这些公司以欧洲公司居多，这与欧洲公司的开放软件组织成熟有一定关系，同时IEC61131-3对于日式PLC的编程方式基本是排斥的，所以相当多的欧洲企业有兴趣进军这个行业，这方面以KW、一方梯队、ISAGRAF、3S等尤为突出，这些公司对于工控软件化和标准化起到了相当重要的作用，目前的各大工控公司在开发新的软件时都会对这几家公司的产品进行深入的研究。
最初软PLC的开发大多是以PC_BASE为蓝图的，只是在后来才慢慢的加入ARM、51、AVR等CPU的支持，并一直强调开发的模块化结构，使移植变得更为容易。
目前的情况是PLC按点数和价格分成了大中小微几种不同的档次，同时按实现分成了硬PLC、软编译型PLC、软解释型PLC三种，按结构分成了背板式、模块式、分布式几种。其中大中型PLC更是在功能上加入了DCS和PC的许多功能，使其可以向上吞并一些DCS的市场，如现在很多自备电厂和化工行业都不再使用DCS而改用PLC去完成，横向来说PLC发展出了许多专用的PLC，包括数控专用、车用、设备专用等。
同时DCS也向下发展了许多有个性的产品，使其可以代替一部分PLC的产品，如淅大中控、淅大中自的某系列产品就做得比较小，只有几个回路，带显示屏，可以满足一些行业的需要。
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发表于：2006-05-24 21:27:00
101楼
海阔天空945：
应该说学PLC其实是要面对工控这样一个大的行业吧，其实也不用克意的去说学什么吧，只是在工作中要有学习的精神和态度吧，学PLC不是简单的说我会了某种PLC的梯形图编程，了解他的功能的方式等等，大部分的功力应该是在工艺，传动，包括器件的选择等等，你到工作中就应该知道接触到太多的未知领域吧。目前而言，在学校就是学基础吧，计算机技术，英语，电子技术，电工技术这些都是基础和提升的必要准备吧.当然，你先熟悉一门PLC的编程也是必要的，其实以后，你就知道没有本质的区别，只有形式不同而已，更为高级的体会，只有你越接触多，感觉到的就越多吧，呵呵，王晟磊老师太忙了，看你连续2天发问，我就随便说几句吧。希望没有误导你！
应该说学PLC其实是要面对工控这样一个大的行业吧，其实也不用克意的去说学什么吧，只是在工作中要有学习的精神和态度吧，学PLC不是简单的说我会了某种PLC的梯形图编程，了解他的功能的方式等等，大部分的功力应该是在工艺，传动，包括器件的选择等等，你到工作中就应该知道接触到太多的未知领域吧。目前而言，在学校就是学基础吧，计算机技术，英语，电子技术，电工技术这些都是基础和提升的必要准备吧.当然，你先熟悉一门PLC的编程也是必要的，其实以后，你就知道没有本质的区别，只有形式不同而已，更为高级的体会，只有你越接触多，感觉到的就越多吧，呵呵，王晟磊老师太忙了，看你连续2天发问，我就随便说几句吧。希望没有误导你！
发表于：2006-06-06 14:29:00
111楼
今天真是不虚此行，拜读您的大作，受益匪浅。如果真如前所说，您只有27、8岁，那我辈真是汗颜了，虚度2、30年。对pac的了解始于这几年使用ni的产品做一些设备，个人认为对于设备控制而言，无论从电气可靠性、设备通讯、网络拓扑和信息共享等方面都具备了较强优势，而且不逊色于我所了解的plc在这一层面的应用。尤其在项目中用到的自定义通讯和视觉检测方面，更提供了丰富的函数库支持和极为灵活的开发功能。但是由于也从事一些过程控制方面的工程项目，在这一领域就没有那麽明显的使用这种产品。一方面是项目本身的要求，另一方面也是由于这些项目所在地的现场环境不太理想，用户管理水平和操作能力不太好，对于pac系统的现场可维修性比较差，因此还是采用大中型plc加组态的传统形式。当然也因此丧失了更深入了解pac的机会。从以上您的阐述和与几位业内人的争论，我获得了很多方向性的启示。我认为pac的出现代表了工控领域与IT领域各自寻求自身发展而逐步走向融合的迫切愿望，同时适应了用户方对信息共享的急切要求。如果没有管理明确、数据清晰的更多依赖ERP系统的先进生产企业出现，PAC的发展就会举步维艰。因为目前国内的状况在评估可靠性的时候，对易操作性和易维护性增加权重来弥补因管理缺失和人员素质问题所造成的人为故障的几率。也许再过几年，我们又能够找到其他与IT融合的工控产品，更适用于我们的实际应用；也许PAC经过几年发展，更加适合我们的生产实际。不管怎样，发展对我们只有好处。
发表于：2006-06-06 15:16:00
112楼
就我所了解的PLC指令，简单分析一下，希望于您有所帮助。
（1）具有自定义功能块的功能，这是一款好的PLC必备的一种功能；
（2）对于GE FANUC PLC内存地址的分配，个人认为不太好，不仅与位、字节等概念不同，对于某些指令（如定时器）占用多个字节也没有标示，增加找错时间；
（3）GE FANUC主令控制器指令比较好，可以借鉴；
（4）编程思路比较明确，易于分析程序读取顺序，同时可以按需求增加相关程序块；
（6）采用数据块的形式来规范内存地址真是比较好的想法,比如SIEMENS；
（7）系统功能块不要过于复杂，以免限制了方便现场编程的作用，同时开放相应代码，进行二次更改；
（8）通讯指令以功能块的形式实现，带有诸多形参；
（9）开放通讯协议，或使用开放性的通讯协议通讯；
（10）如能增加通用编程工具编写的库文件加载功能，那就是比较好的了；
（11）至少拥有一种高级语言编程方式；
（12）从解释或编译方式上，优化程序容量，这一点个人认为SIEMENS做的不好；
啰啰嗦嗦一大堆，已经不止是指令了，如果能有一点意义，也算对国产PLC的研制出一份力，我相信大家都有这个愿望，只是没有参与的机会
（1）具有自定义功能块的功能，这是一款好的PLC必备的一种功能；
（2）对于GE FANUC PLC内存地址的分配，个人认为不太好，不仅与位、字节等概念不同，对于某些指令（如定时器）占用多个字节也没有标示，增加找错时间；
（3）GE FANUC主令控制器指令比较好，可以借鉴；
（4）编程思路比较明确，易于分析程序读取顺序，同时可以按需求增加相关程序块；
（6）采用数据块的形式来规范内存地址真是比较好的想法,比如SIEMENS；
（7）系统功能块不要过于复杂，以免限制了方便现场编程的作用，同时开放相应代码，进行二次更改；
（8）通讯指令以功能块的形式实现，带有诸多形参；
（9）开放通讯协议，或使用开放性的通讯协议通讯；
（10）如能增加通用编程工具编写的库文件加载功能，那就是比较好的了；
（11）至少拥有一种高级语言编程方式；
（12）从解释或编译方式上，优化程序容量，这一点个人认为SIEMENS做的不好；
啰啰嗦嗦一大堆，已经不止是指令了，如果能有一点意义，也算对国产PLC的研制出一份力，我相信大家都有这个愿望，只是没有参与的机会
发表于：2006-06-10 22:48:00
114楼
请教王晟磊老师：
看了你的文章受益匪浅，你在工控界干了多年，对现在流行的几种控制方式的优缺点深有体会，分析的很有道理，
我是工控外行，原来是搞机械和液压的，退休后偶然机会接触了工控，到现在一发不可收拾，搞了许多别人不搞的项目，主要是将机械、液压、控制结合起来，开发一些工业领域的高附加值产品，当然，到现在为此我还不会编程，我主要是出方案，如机械怎样搞、液压怎样搞，控制怎样搞，最后一配合，产品就出来了。我在开发这些控制产品的过程中得到一个体会：工控并不难，你只要把要求提清楚了，刚毕业不久的学生就能给你编得很好，PLC和计算机到底是一个工具，工具是拿来用的，会用的人越多，推广的越好，所以控制软件的编制者们，都力图将软件傻瓜化，这样可降低使用门槛，扩大应用面。现在的问题是，研究高端的人才比较多，如研究通讯、网络、组态等，而研究低端如执行机构的智能控制的人比较少，因而出现了头重脚轻，我认为，如果底层设备从旋转运动到直线运动都能够统一起来实现了数字化和智能化，实际上的自动控制就不难了，我十分赞成你的大、小PLC分散主从的观点，这样可以化解风险。
前不久，我发表了一个观点，我目前认为最理想的控制系统应该如下组成：
小型PLC+一群智能仪表控制器（完成旋转运动+直线运动）+各种传感器+各种通讯协议+工控机，
这种系统的优点是：从超小型系统（一台智能控制器）到中型系统（一台小PLC+数拾台智能控制器）到大型控制系统（多台PLC+工控机+通讯）到超大型控制系统（多台工控机+多台PLC+多台智能控制器+网络通讯），都可以自由组合，这里面最难的是底层设备的智能化，电机的旋转运动问题不大，而直线运动、尤其是大力量的直线运动智能化是一大障碍，运动控制在底层没有统一起来，从而给自动控制的全程数字化带来了麻烦。如果底层控制统一起来了，PLC以上的各种资源都可以通通拿来就用，管你PLC也好、DCS也好、IPC也好、PAC也好、FCS也好、8种通讯协议也好、以太网也好，都变成了我选择的资源，因为上面的所有都要落实到最底层的设备自动化上来，我只要抓住了最底层的根，这个根首先是数字化的、智能化的、可独立操作的就行了，其他都为我所用，这不是就不会被那些没完没了的新概念牵着走了吗！
以上意见当否？请王老师指教，我在这儿有礼了。
看了你的文章受益匪浅，你在工控界干了多年，对现在流行的几种控制方式的优缺点深有体会，分析的很有道理，
我是工控外行，原来是搞机械和液压的，退休后偶然机会接触了工控，到现在一发不可收拾，搞了许多别人不搞的项目，主要是将机械、液压、控制结合起来，开发一些工业领域的高附加值产品，当然，到现在为此我还不会编程，我主要是出方案，如机械怎样搞、液压怎样搞，控制怎样搞，最后一配合，产品就出来了。我在开发这些控制产品的过程中得到一个体会：工控并不难，你只要把要求提清楚了，刚毕业不久的学生就能给你编得很好，PLC和计算机到底是一个工具，工具是拿来用的，会用的人越多，推广的越好，所以控制软件的编制者们，都力图将软件傻瓜化，这样可降低使用门槛，扩大应用面。现在的问题是，研究高端的人才比较多，如研究通讯、网络、组态等，而研究低端如执行机构的智能控制的人比较少，因而出现了头重脚轻，我认为，如果底层设备从旋转运动到直线运动都能够统一起来实现了数字化和智能化，实际上的自动控制就不难了，我十分赞成你的大、小PLC分散主从的观点，这样可以化解风险。
前不久，我发表了一个观点，我目前认为最理想的控制系统应该如下组成：
小型PLC+一群智能仪表控制器（完成旋转运动+直线运动）+各种传感器+各种通讯协议+工控机，
这种系统的优点是：从超小型系统（一台智能控制器）到中型系统（一台小PLC+数拾台智能控制器）到大型控制系统（多台PLC+工控机+通讯）到超大型控制系统（多台工控机+多台PLC+多台智能控制器+网络通讯），都可以自由组合，这里面最难的是底层设备的智能化，电机的旋转运动问题不大，而直线运动、尤其是大力量的直线运动智能化是一大障碍，运动控制在底层没有统一起来，从而给自动控制的全程数字化带来了麻烦。如果底层控制统一起来了，PLC以上的各种资源都可以通通拿来就用，管你PLC也好、DCS也好、IPC也好、PAC也好、FCS也好、8种通讯协议也好、以太网也好，都变成了我选择的资源，因为上面的所有都要落实到最底层的设备自动化上来，我只要抓住了最底层的根，这个根首先是数字化的、智能化的、可独立操作的就行了，其他都为我所用，这不是就不会被那些没完没了的新概念牵着走了吗！
以上意见当否？请王老师指教，我在这儿有礼了。
发表于：2006-06-12 11:22:00
117楼
王老师真的是功力深厚，佩服佩服。
纵观自动化领域，无论硬件软件，其实都是国外自动化巨头公司在执牛耳。只有台湾厂商在IPC硬件领域能有一席之地。国内的厂商，未有可以抗衡的力量。特别是在自动化标准上，更少有中国人说话的地方。国外厂商就是靠着把持制定标准以及在核心硬件软件上的优势，维护在自动化领域的领先地位。
王老师让我对国产PLC的前途充满了希望。如果国人在多几个象王老师这样的人，必定某日会创出一片国产PLC的天下来。试想如果国内的PLC市场，有10％能为国产PLC所占有，那有会是什么样子呢？不过我想要实现这一点，还需要国内用户的团结一致。其实国产PLC在硬件软件上都基本成熟，所欠缺的只是用户对品牌的认可。这一点我们要想日本和韩国人学习。韩国汽车的今天正是靠了韩国人的爱国精神。
说了这么多，其实我不是PLC领域的，我对PAC有兴趣。。
王老师对于PAC的某些观点其实我并不认同，有机会在请教了。对于某些PAC厂商的胡说八道也甚为反感，似乎PAC一出，PLC就要让路了。 真是荒谬之极。
其实无论是PAC和PLC厂家，关键是要客观的认识自己的优点和不足，提供一个最优的方案给用户选择。不管厂商怎么宣传，其实用户的眼睛是雪亮的，是不是那么回事他们最有资格来评。
国内的朋友门，不过是搞PLC还是搞PAC的应该互相学习，取长补短，有本事去与国外的自动化厂家一争长短去吧。
纵观自动化领域，无论硬件软件，其实都是国外自动化巨头公司在执牛耳。只有台湾厂商在IPC硬件领域能有一席之地。国内的厂商，未有可以抗衡的力量。特别是在自动化标准上，更少有中国人说话的地方。国外厂商就是靠着把持制定标准以及在核心硬件软件上的优势，维护在自动化领域的领先地位。
王老师让我对国产PLC的前途充满了希望。如果国人在多几个象王老师这样的人，必定某日会创出一片国产PLC的天下来。试想如果国内的PLC市场，有10％能为国产PLC所占有，那有会是什么样子呢？不过我想要实现这一点，还需要国内用户的团结一致。其实国产PLC在硬件软件上都基本成熟，所欠缺的只是用户对品牌的认可。这一点我们要想日本和韩国人学习。韩国汽车的今天正是靠了韩国人的爱国精神。
说了这么多，其实我不是PLC领域的，我对PAC有兴趣。。
王老师对于PAC的某些观点其实我并不认同，有机会在请教了。对于某些PAC厂商的胡说八道也甚为反感，似乎PAC一出，PLC就要让路了。 真是荒谬之极。
其实无论是PAC和PLC厂家，关键是要客观的认识自己的优点和不足，提供一个最优的方案给用户选择。不管厂商怎么宣传，其实用户的眼睛是雪亮的，是不是那么回事他们最有资格来评。
国内的朋友门，不过是搞PLC还是搞PAC的应该互相学习，取长补短，有本事去与国外的自动化厂家一争长短去吧。
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