（已结贴）PLC擂台第111期——谈谈工业4.0和PLC有哪些关联 点击：3690 | 回复：29
谈谈工业4.0和PLC有哪些关联
多年以来，PLC日益强大，能够处理更多输入、更宽字节以及更为复杂的指令集。
现在，模拟和传感器技术领域的创新正在帮助制造商充分发挥计算资源的优势，包括工厂内部和云端。
工业4.0代表了将这种智能化与广泛的检测范围、分布式控制以及可靠、无缝连接整合在一起的愿景。
大家一起来谈谈工业4.0和PLC的关联，分享下自己的心得。
格式不限，支持原创！
工控PLC擂台每期一题
奖项设置：
一等奖1名：20MP
二等奖3名：10MP
三等奖5名：5MP
参与奖：50积分
MP介绍：gongkongMP即工控币，是中国工控网的用户积分与回馈系统的一个网络虚拟计价单位，类似于大家熟悉的QB，1个MP=1元人民币。
MP有什么用？
兑换服务：以1个MP=1元来置换中国工控网的相关服务。
兑换现金：非积分获得的MP可兑换等值现金（满100MP后、用户可通过用户管理后台申请兑换）
用于跟踪环境和过程监测变量的传感器数量不断增长，工厂通过将PLC靠近传动控制过程，寻求减少瓶颈以及缩短环路的机会，这就加速了向分布式控制架构的转变。最终，提高运营效率和收益预期将推动发生自PLC发明以来最大的工厂改造。
这为PLC工程师带来了相当大的挑战。为赢得这一市场，系统设计师需要将更多的I/O和功能封装起来，以保证更小的体积。问题是，能够从微处理器数字器件获得的空间相对较小。当今的高级PLC模块中，模拟和分立式元件占据了大约85%的电路板空间。电路板上这一显著问题是工程师们不容忽略的关键因素。对于微型PLC和嵌入式控制器，许多在前期工作良好的模拟和分立式元件占据太大的空间。只有凭借更高的集成度、跨PLC平台设计，才能实现工业4.0的优势。
在当今全球经济竞争激烈的环境下，制造工艺的细小改进可产生巨大的竞争优势。这种观念正在驱使工厂车间发生根本性的转变。制造商正在部署最新的传感器技术，采用新的传动控制架构，并开始挖掘“大数据”和数据分析的潜力。
按照摩尔定律的稳定发展，使得我们拥有了海量处理能力的机器。企业能够处理TB甚至PB级数据，从而强化决策层管理，不断发现新市场，优化过程。对于制造商而言，最大的挑战是收集数据并根据数据采取措施。为解决这一问题，目前涌现出三大技术趋势：
PLC的最大问题是没有人发现真正的问题所在。根据近期的市场调研，大多数工程师仍然认为数字技术提供了节省空间的最佳机会。而数字芯片在PLC模块中仅占据15%至20%的电路板空间。真正的问题在于模拟和分立元件占据绝大多数的PCB空间。这些器件在PLC模块中占据高达85%的电路板空间。而这些器件不像数字芯片那样具备大规模集成，所以需要更高集成度来节省PCB空间。
得益于数字产业革命，多年以来，PLC日益强大，能够处理更多输入、更宽字节以及更为复杂的指令集。现在，模拟和传感器技术领域的创新正在帮助制造商充分发挥计算资源的优势，包括工厂内部和云端。工业4.0代表了将这种智能化与广泛的检测范围、分布式控制以及可靠、无缝连接整合在一起的愿景。
“工业4.0”主要有两大主题，一是“智能工厂”，重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的实现；二是“智能生产”，主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。而当前数字化工厂的核心是“智能” ，因此谈工业4.0离不开数字化工厂。可以说工业4.0是从数字化工厂演变提升而来,数字化工厂是支撑工业4.0的技术基础和落脚点，只有实现了数字化工厂,才能实现工业4.0。
就PLC而言，数字化工厂的智能型，决定未来PLC应是微型平台，能以更低功耗、更少元件和更低成本实现工业4.0进程。
现在的工业智能化仅是单个产品或某一控制系统的智能化，例如PLC，即集中在控制器层面。随着数字化工厂的不断推进，工业领域将在整个工业生产流程实现全方位的智能化，即以客户关系管理为前导，以生命周期管理为核心，用ERP甚至更先进的系统承上启下，以MES(制造执行系统)执行PLC，MES取代生产管理者，WMS取代仓储管理，制造执行工艺与机械装备高度融合，这些或许要靠软PLC实时操作系统完成连接自动化设备。因此，未来的PLC是不能与整个数字化工业平台割裂开来的。
工业4.0为设备市场创造了新的机遇，制造商正由传统可编程逻辑控制器(PLC)向微型PLC和嵌入式PLC转换。PLC尺寸缩小一个量级，散热降低一半；数字I/O数据处理速度加快70倍；集成安全保护电路以抵御新出现的安全威胁。
工业4.0还涵盖工业通信协议、OPC-UA、M2M、片上系统、功能安全、信息安全、集成技术、工程标记语言等技术基础，而未来数据库将与PLC直接连接，确保间隔准确、毫无遗漏的将设备数据直接储存至数据库。同时，整个过程无需电脑编程，通过数据库专用指令，即使在没有SQL文的相关知识也能实现简单编程。并且通过信息化与可视化结合打造数字化工厂和数字车间，将是实现智能化制造的必经之路。数字化制造包括三层面：以设计为中心的数字化制造技术、以控制为中心的数字化制造技术以及以管理为中心的数字化制造技术。数字化工厂将实现制造企业资源配置优化、车间生产透明化、制造响应敏捷化以及部分协作实时化。例如PLC将以自动化输送、数字化的提示方式代替人工输送、指示单提示等方式，从根本上解决物料配送及时的问题，实现生产线的平衡。
随着数字化工厂的不断推进，未来的PLC将更一体化、更安全、更绿色。在一体化解决方案的影响下，便捷高效地为客户提供解决整体化方案，同时又兼具成本控制是关键。针对工业自动化项目的全新工程开发软件工具套件，为基于PLC、安全PLC、机器人、运动控制及相关自动化组件的控制与运动系统提供一个集成的综合开发环境，从而降低软件复杂度，缩短开发周期，并降低系统投入成本。
根据维基百科的解释，工业4.0定义如下：
Industry 4.0 is a collective term for technologies and concepts of value chain organization.[1] Based on the technological concepts of cyber-physical systems, the Internet of Things[2] and the Internet of Services,[3] it facilitates the vision of the Smart Factory. Within the modular structured Smart Factories of Industry 4.0, cyber-physical systems monitor physical processes, create a virtual copy of the physical world and make decentralized decisions. Over the Internet of Things, Cyber-physical systems communicate and cooperate with each other and humans in real time. Via the Internet of Services, both internal and cross-organizational services are offered and utilized by participants of the value chain.[1]
这里面关键是基于价值链的概念和技术的一个词汇，价值链我们国内还不习惯使用，其本质是依靠信息物理系统，实现价值增值和价值分享。有好处，才会有人做。更高的生产率，更低的成本。（我们记住这个目的！）
那么，现在PLC处于什么水平阶段呢？我们从80年代以来都看到了什么？
我们接触plc是在80年代，那时我们将PLC的可靠性、易维护性作为推广要点。那时1个PLC的输入/输出点比国内工程师一个月工资都高，甚至两个月工资。今天我们认门西门子、施耐德PLC可以作为系统设计的选项。PLC 的CPU由4位到32位。但是PLC的基本设计理念还是没变，即作为基础自动化的基本部件，采取循环扫描方式（而不是计算机那样按字节处理数据）。
变化主要在以下几个方面：
1、通讯由RS485/RS232通讯变为支持总线协议和工业以太网协议；
2、加强了对模拟量和脉冲信号的处理能力；
3、由多CPU、远程单元通讯，改变为单CPU模块，远程单元通讯；
4、通讯介质支持光纤通讯和无线通讯;
5、出现竞争和替代产品（如PCbased产品、工控机)。
PLC在二十世纪八十年代至九十年代得到了迅速发展，也就是在工业3.0阶段得到了更为广泛的应用，性能上更是越来越强大。他的应用代替了很大一部分体力劳动，同时也包含一部分的脑力劳动。随着人们对智能化程度要求的不断增高，工业4.0顺势而来，传统的PLC已经不能够满足目前的需要。工业4.0是PLC的变革的方向：实体与虚拟网络的融合。这一要求决定了PLC将要达到自感知、自适应、自诊断、自决策、自修复的这样一个闭环。不仅仅能够接管人类的体力劳动，同时能够代替人类大部分的脑力劳动。实现机器智能和人类智能的融合。这就要求PLC硬件本身需要高集成、高兼容、大容量、高速度、安全、简便等等这些性能都需要在原来的基础上再有一个大幅度的提升和优化。工业4.0中PLC是其中的一个主力军，它的改革程度直接影响着工业4.0的浪潮。期待这次工业革命的到来。
以上是个人一些浅薄的见解，有认识不到的地方欢迎大家修整和完善。
- s7-200 PID自动调节怎么不行
[8309] - 威纶触摸屏与S7-200 PLC 通讯...[11457]
- PLC接反 会不会烧[11637]
- 在三菱PLC的24V电源上再并一...[9344]
- PLC的源极输出与漏极输出有什...[8388]
- 三菱PLC仿真软件GX Simulato...[14605]
- PLC的电池无电了，原程序会丢...[26171]
- 如何使PLC里的时间继电器复位...[7197]
- 西门子PLC S7-200∕300∕400∕1...[8469]
- 编码器计数不准原因[11293]
官方公众号
智造工程师
-
客服
-
小程序
-
公众号
工控网智造工程师好文精选
