一、三菱PLC的局限

三菱PLC是较早进入中国市场的PLC之一，在中国市场占有较大的份额，国内很多人都曾研究过或还在研究三菱的PLC，但大部分的研究局限在指令描述、通讯命令和文件结构上。其结果是国内出现了很多的三菱的仿真PLC，真是五花八门，各种形态的都有，这类PLC直接使用三菱PLC的上位机软件进行编程和调试，在技术上并没有任何创新之处，因为三菱PLC的局限没有得到任何的改进。三菱PLC的局限在哪些方面？暂且不谈，后面详解。

三菱公司是较早研究和应用PLC的公司，三菱早期的PLC，如：FX0S、FX1S、FX1N等系列的PLC现在还在使用和生产中，这些PLC从最早量产到现在恐怕有一、二十年了吧，这一方面说明了PLC的可靠性，另一方面也说明我们现在还在用几十年前的产品和技术，这恐怕也只有PLC这类工控产品了，要是消费类电子产品，应该进博物馆了。

搞电子产品设计的人都知道，过去的一、二十年，电子技术、软件技术取得了巨大的进步，CPU从8位发展到32位，软件编程从汇编语言发展到C/C++，软/硬件设计工具、调试工具非常强大，可以在短期内设计出功能强大的产品。

记得在1982年做毕业设计时，写一个2K的程序都要花半个月左右，那时IBM-PC都没有，更没有电路板布线软件和编译器之类的软件。程序写好要自己翻译成机器码，用键盘逐字的敲入，外部存储器是普通的录音磁带，在此情况下要设计功能强大的产品是很困难的，或者是很高昂的，需要在计算中心的大型机上实现。

因此，早期的电子产品有很大的局限，功能上较为简单，没有体系架构，这点在三菱早期的PLC上得到了很好的体现，也一直延续到现在，归纳起来有三个方面，分别是：指令系统、通讯协议，上位机软件。



1、 指令系统

三菱PLC的指令系统让我们清晰地看到三菱早期PLC结构简单，功能弱的痕迹。在三菱的PLC中，将一条基本指令称为一程序步，一程序步占一个字内存（16比特位，2字节），字的高4位代表不同的指令，字的低12位为操作数。4比特可以代表16种状态，0和1用于功能指令的扩展，2~7分别表示LD、LDI、AND、ANI、OR、ORI，8和A用于标识数据，9和B未用，C为OUT指令，D为SET指令，E为RST指令，F表示单字指令。

12比特数可以代表4096（0xFFF）种状态，这4096分为6个区：

0x000~0x3FF: S寄存器区, 最大1024；

0x400~0x4FF: X寄存器区, 最大256;

0x500~0x5FF: Y寄存器区, 最大256;

0x600~0x6FF: T定时器状态区, 最大256;

0x700~0x7FF: 内部使用；

0x800~0xDFF: M寄存器区, 最大1536;

0xE00~0xEFF: C计数器状态区, 最大256;

0xF00~0xFFF: M8000~M8255, 最大256;

这些值在FX1S、FX1N中基本够用，超过上述范围的值需使用扩展指令，在三菱FX2N中， 就将M寄存器扩展到M3071。

因此，在三菱PLC中，有些存储区是不连续的，分别在不同的位置，不过这些对用户并不重要，但从另一角度看，这是很不合理，是无奈的、打补丁的方法。这只是内存的安排方面，功能指令的设计则更不合理，三菱PLC有些指令长度到达17步，而实现相同功能的指令，英凯的PLC只要10步。

三菱PLC的指令只适合软解释，若要实现硬解释将是很昂贵的。

2、 通讯协议

三菱的通讯协议更是简陋，只有几个命令，而且是直接读/写PLC的内存地址，这极大地限制了PLC的灵活性，相反，却对*解三菱的PLC提供了便利，这也揭示了市场上为何有很多三菱仿真PLC的原因。事实上，三菱PLC的密码保护功能形同虚设，没有什么作用。

3、 上位机软件（平台软件）

三菱PLC的上位机软件有很多种，如FXGP/WIN，功能很弱，不值得一提，功能稍微强点的，如GX Developer，看上去功能按扭很多，但大部分是针对梯形图编辑的，其实，功能很一般。而且这种布局并不好，无用功能的按钮占了屏幕的很多空间。三菱的上位机软件还称不上是平台软件。

事实上，PLC的平台软件在PLC体系中占有非常重要的地位，也很难搞，需要投入大量的人力和物力，而且看不到利益，国内对这方面的研究是不感兴趣，这也导致我国的PLC技术长期落后于国外。相反，对PLC硬件产品的研究倒是很热闹，各种实现都有，这是因为产品搞出来就能变现，多容易啊。

平台软件应该如何定义？应该有哪些功能？这是仁者见仁、智者见智的问题，在超越部分中所述的平台软件的功能都是三菱PLC软件所不具备的。

二、超越三菱

这个话题很沉重，同时也是多少工控人的梦想，我提出此话题恐怕要招人攻击，因为，三菱PLC在中国市场的使用已经很广泛了，拥有大量的客户群或粉丝，他们已经习惯了三菱的那套东西，已经习惯成自然，熟能生巧了。我出此言有点不自量力。

1、 要超越三菱，首先得站在三菱的肩膀上，这就要求在梯形图和指令表这一级要兼容，这样可以最大限度的利用现有的资源，节省人力物力，保护用户的先期投入。在指令的内部实现这一级（即指令的字节码），由于三菱PLC的指令系统存在局限，英凯PLC重构了这一级，即英凯PLC的平台软件可以导入三菱PLC的程序文件，经修改、重新编译所产生的指令码与三菱的完全不同，这就避开了知识产权的问题。因为PLC的程序文件的知识产权是用户的，用户可以将其转换成任何形式的文件。

英凯PLC的指令系统综合考虑了现有的技术条件和将来的扩展，既适合软件解释，也适合硬件解释（将来有条件做成PLC专用CPU的话）。

英凯PLC指令系统的性能简述如下：

指令的位寻址范围：0~65536, (16 比特位寻址)；

指令的字寻址范围：2GW（32比特位寻址）；

定时器数量不限，视机器配置；

计数器数量不限，视机器配置；

程序空间不限，视机器配置；

指令数： 4096条以上；

寄存器区数量： 最大30个；

变量类型： IEC61131建议的22种 + 自定义的3种；

2、 通讯协议重新设计，与三菱的完全不同，不直接读写PLC内部的内存，而是根据工作区（寄存器区）及偏移量进行读写，这就对PLC的内部架构进行了有效的封装，内部数据可以任意布局和重构，只要按协议进行通讯即可，不再受物理内存的限制。这极大地提高了构建PLC的灵活性，各种不同规模的CPU都可以构建PLC。

3、PLC平台软件

PLC平台软件在PLC的整个体系中占用非常重要的地位，是最具核心技术的部分。PLC就产品而言，是完整的，就系统而言，只能算是个半成品，PLC功能再强，若没有下载控制程序也不具有任何功能。而控制程序的编辑、调试全靠PLC平台软件实现。在小型的PLC系统中，花在编程和调试程序上的时间和人力所产生的费用远比PLC本身的高，因此，缩短编程和调试程序的时间就意味降低系统成本。



英凯PLC平台软件历经8年的研究和开发，现已基本定型，即将发布。英凯PLC平台软件采用了很多当前最先进的软件技术，简述如下：

（1）、ATL/WTL（活动模板库/窗口模板库），ATL/WTL具有轻量、速度快的特性，相比MFC则过于庞大和臃肿，速度慢。WTL还有一个优点是源码公开，但其架构也非常复杂，需要花很长的时间学习和研究，我就花了近一年的时间才搞懂，并修改了其中的近百个错误，才完成了框架部分的构建。就我所知，目前还没有哪个大型软件是基于WTL的，市场上也没有相关的书籍。WTL应用的最大问题是没有提供对象的序列化机制，我用半年的时间构建了WTL的对象序列化机制。当然上述所说的时间都是业余时间，而非工作时间。

（2）、结构化存储（复合文档）技术，项目中的所有文件都在一个复合文件中，这避免了项目文件在存储、拷贝的过程中遗失文件。

（3）、XML技术，XML文件用于记录各种设备和资源的配置信息。

（4）、HTML技术，HTML文件可以包含各种动态的文字