近來，網(wǎng)上關于“下一代PLC發(fā)展趨勢”的討論十分熱烈。這個誕生近半個世紀的產(chǎn)品已經(jīng)歷了數(shù)次變革，如今隨著用戶需求的驅動以及所面臨的更為復雜的控制任務，將再次面臨升級考驗。在討論中，大多數(shù)網(wǎng)友認為PLC的變革不僅要體現(xiàn)在傳統(tǒng)性能與功能的升級，更要體現(xiàn)在產(chǎn)品的平臺理念方面，將其價值延伸到整個生命周期之中。

其實，早在幾年前，一些國內(nèi)外自動化企業(yè)便開始嘗試在包裝、紡織、電梯等OEM行業(yè)提出“定制化”的平臺理念。通過與OEM行業(yè)客戶在評估、開發(fā)、制造等環(huán)節(jié)的合作，縮短了OEM產(chǎn)品的開發(fā)時間，并降低了成本。在這樣的趨勢下，OEM行業(yè)所應用的PLC產(chǎn)品正在“嵌入”一部分定制化的功能，而ePLC的概念也應運而生，這里的“e”即為“embedded”。顧名思義，ePLC需要的是開放式的軟件開發(fā)平臺和相應的硬件產(chǎn)品。杭州電子科技大學計算機學院教授嚴義指出，ePLC應該具備如下的基本功能：開發(fā)方法使用IEC61131-3的標準5種編程語言，原則上沒有限制的硬件擴展，以XML方法開發(fā)的統(tǒng)一軟件平臺，具備用戶可自行開發(fā)的應用模塊。

對于如今的OEM行業(yè)，控制系統(tǒng)的功能越來越強，要求也隨之越來越高，產(chǎn)品性價比以及更快面向市場的速度的要求，讓越來越多的OEM行業(yè)用戶走上了“定制化”之路，ePLC的概念也隨之向OEM行業(yè)逐漸滲透。

從PLC到ePLC再到iPLC

在OEM行業(yè)，當前的專用系統(tǒng)開發(fā)存在諸多問題，極為突出的是C語言或匯編對開發(fā)人員的要求非常高，人數(shù)眾多，成本相應增加，此外由于產(chǎn)品的繼承性比較差，人員流動直接對公司造成極大的風險。而ePLC恰恰解決了這樣的棘手問題，嚴義認為ePLC就是結合了專用控制器與PLC的開發(fā)手段，在硬件上可任意擴展，不受限制；軟件上同樣可以任意擴展，開放安全，最為重要的是平臺開發(fā)的特征直接降低了公司由于編程人員流動造成的損失。

當然，這樣一個開放平臺的作用不僅是保護公司資產(chǎn)，更能幫助客戶更快地開發(fā)其產(chǎn)品，進而為用戶帶來實際的效益。PLCopen中國組織主席彭瑜教授認為，對于大多數(shù)中國本土的OEM制造業(yè)企業(yè)來說，產(chǎn)品設計前期的工作的專業(yè)性非常強，如果沒有足夠的技術支撐，產(chǎn)品開發(fā)很難持續(xù)下去。而為客戶提供一個開放式的平臺，就大大解決了客戶的燃眉之急。

隨著ePLC的深入發(fā)展，智能化與安全性能的需求也在逐漸增強。特別是“智能制造”這個概念在國內(nèi)普及開來的同時，iPLC的概念也逐漸進入人們的視野。嚴義向記者解釋道：“從廣義上來說，iPLC就是具有智能算法的PLC；從狹義上來講，iPLC應該具備視覺、運動控制、智能算法、機器手等方面的多種功能。”以機器人生產(chǎn)為例，PLC的對接是發(fā)展的方向，此外，運動控制也是非常重要的一環(huán)。目前，大部分PLC的運動控制功能都比較弱，反饋功能弱、定位精度低，因此，運動控制技術的改善也在推動iPLC的發(fā)展。在產(chǎn)品安全方面，具有安全功能的PLC產(chǎn)品層出不窮，具有安全功能的開發(fā)平臺也相應成熟。據(jù)嚴義介紹，安全PLC的本質是降低PLC系統(tǒng)的失效率以及失效后避免引起人身傷害和財產(chǎn)損失，以達到被控設備安全運行的目的。同時，他指出，安全PLC并不應該單純?yōu)榱送ㄟ^相關認證，而是要作為提高產(chǎn)品安全性的手段。

“軟”實力帶來的機遇

隨著硬件元器件可靠性的增強，成本的逐年下降，硬件冗余已被廣泛理解和應用，越來越成熟的硬件設計已經(jīng)能夠滿足各種預定的要求。但是即使硬件可靠性水平不太高，人們也難以在設計軟件時能夠確保完全滿足預定的要求。同時，隨著對軟件的依賴越來越大，包括從控制系統(tǒng)到安全系統(tǒng)，從單獨的系統(tǒng)再到復雜的集成系統(tǒng)，在實際工作中的體現(xiàn)就是，軟件和人為因素造成的失效、事故導致停機事故的比重越來越大。

有統(tǒng)計顯示，自動化系統(tǒng)中軟件開發(fā)的成本逐年上升，在1980-2010年的30年間，軟件成本由10%增至40%，機械成本卻由80%下降至35%。彭瑜認為，在工業(yè)控制領域，軟件設計的工程化必須在其全生命周期完善實施，包括從設計階段、仿真階段、程序編制階段、現(xiàn)場調試階段一直到運行與維護階段。

傳統(tǒng)的PLC編程語言最常用的是沒有結構化，不能定義數(shù)據(jù)類型的梯形圖語言，對于PLC使用者來說，除了可能過編制程序來控制外，輸入采樣、輸出配置和PLC例行程序均是不可見、不可控的。彭瑜介紹，采用了IEC61131-3軟件模型，就大大解決了這些問題。各大自動化企業(yè)也在利用軟件來打造“軟實力”。貝加萊“Automation Studio”作為統(tǒng)一的開發(fā)平臺，以開放的接口技術、軟件的模塊化以及行業(yè)庫的支撐與相關經(jīng)驗，為OEM行業(yè)客戶帶來了具有競爭實力的軟件解決方案。

行業(yè)滲透進行時

盡管目前ePLC產(chǎn)品并沒有形成一定規(guī)模的產(chǎn)業(yè)，但是嚴義認為，推動ePLC理念的過程也是一個產(chǎn)業(yè)鏈完善的過程。“我們希望找到更多這條產(chǎn)業(yè)鏈上的應用廠商、生產(chǎn)廠商、銷售廠商等等，一起來推動ePLC理念與相關產(chǎn)品的發(fā)展。”據(jù)了解，嚴義與他的技術團隊已經(jīng)啟動了在幾大重點行業(yè)的推廣計劃。

“在電梯行業(yè)，關于控制系統(tǒng)的強制性安全標準已經(jīng)開始執(zhí)行，安全認證工作今年也即將開始強制執(zhí)行。這就要求電梯制造企業(yè)轉變開發(fā)模式，”嚴義介紹道，“構件化和建模方式開發(fā)更加適合這樣的模式，而我們提供的開發(fā)平臺正是符合這種形式的。”適合這種“老行業(yè)開新花”模式的行業(yè)其實還有很多，嚴義透露，接下來，塑機行業(yè)將會是他與團隊重點開發(fā)并建立合作的重要領域之一。

說到產(chǎn)業(yè)化，嚴義認為，隨著技術的強大與成熟，行業(yè)的道路自然會隨之拓寬。當然，他也指出，跟一線企業(yè)的對接十分重要。“我們現(xiàn)在有意識地在和各個OEM行業(yè)的大型企業(yè)進行溝通，主要是因為大企業(yè)普遍具備戰(zhàn)略性的思路與眼光，此外，大企業(yè)在同行業(yè)內(nèi)的影響力也會進一步推動相關理念的認知。”

據(jù)嚴義介紹，目前他正與電梯業(yè)內(nèi)一家大型企業(yè)進行合作，“由于我們的技術非常新穎，技術含量也很高，在國家相關認證標準出臺后，該企業(yè)可以直接把我們的合作成果拿去申請國家科技進步獎。”當然，合作不只意味著“共贏”，也意味著新理念的傳播與技術的推進。“比如現(xiàn)在我們在開發(fā)安全PLC的新模塊，我就提出了這樣一個概念，安全認證是非常重要的，但是實現(xiàn)安全不能光靠認證，這是靠理念改變出來的。產(chǎn)品從設計到生產(chǎn)要有這個理念，至于認證標準，應該是后續(xù)考慮的問題。”嚴義說到。

平臺開發(fā)和不斷完善、良好的技術服務支持是ePLC帶來的巨大優(yōu)勢，但是硬件系統(tǒng)設計、應用項目開發(fā)以及對被控設備的熟悉程度也是非常關鍵的問題。也就是說，必須要從內(nèi)核級掌握核心技術，此外價格也要考慮到國內(nèi)企業(yè)的承受能力，這樣ePLC產(chǎn)品才能在OEM行業(yè)取得更持續(xù)、更健康的發(fā)展。