一、前言：
自動(dòng)化控制系統(tǒng)的歷史像一部春秋戰(zhàn)國(guó)史，受到電子、軟件、PC、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的影響和沖擊，形成了好多流派。特別是進(jìn)入上世紀(jì)九十年代后，各流派間交溶匯合，已是你中有我，我中有你，連各大門(mén)派的掌門(mén)人都有點(diǎn)描述不清楚咱這一派的獨(dú)門(mén)功夫是什么，與少林武當(dāng)?shù)膮^(qū)別在哪。
常聽(tīng)一些在行業(yè)中多年的朋友困惑的問(wèn)，PLC、DCS、PAC、FCS、NCS倒底有什么區(qū)別？選擇的標(biāo)準(zhǔn)是什么?。课磥?lái)的控制系統(tǒng)到底是更加專(zhuān)業(yè)化還是更加通用化，將來(lái)還會(huì)有上面的這些名詞嗎？
每當(dāng)此時(shí)，各廠商的專(zhuān)業(yè)人士總是含糊其詞的說(shuō)：“啊，這個(gè)問(wèn)題很復(fù)雜，不是一言?xún)稍~可以描述清楚的，以前還可以，但現(xiàn)在是越來(lái)越說(shuō)不清楚了，有空我再給您詳談?！?/span>
今天借世界儀表與自動(dòng)化的寶地，在這里把這些個(gè)問(wèn)題給討論討論，一方面拋磚引玉讓更多專(zhuān)家來(lái)關(guān)注這個(gè)課題，另一方面也給自己一個(gè)思路整理的機(jī)會(huì)，為深圳市矩形科技未來(lái)幾年的研發(fā)方向看看路。（德維森科技自動(dòng)化業(yè)務(wù)已于08年初轉(zhuǎn)移到深圳市矩形科技）
二、控制系統(tǒng)發(fā)展的歷史脈絡(luò)
每每想把控制系統(tǒng)的歷史脈絡(luò)給整一下就頭大，因?yàn)槿绻v清楚必需一個(gè)很清晰的圖和詳細(xì)的文字才可以，而本人是一個(gè)很懶的人，打打字還行，如果要做一個(gè)很漂亮的圖就會(huì)頭痛腳軟，但如果沒(méi)有圖又不能講清楚，所以我還是，勉為其難畫(huà)了一個(gè)圖，未能做很精確還請(qǐng)大家見(jiàn)諒。
通過(guò)上圖，大家可以發(fā)現(xiàn)，整個(gè)工業(yè)控制的歷史受到了PC技術(shù)的充分影響，同時(shí)工業(yè)控制的特點(diǎn)又使其無(wú)法完全與PC思想完全統(tǒng)一。
1.PLC歷史
由上圖可知，早在上世紀(jì)60年代以前，主要的控制系統(tǒng)主要是由各種繼電器組和儀表組成，其中繼電器組主要用來(lái)完成邏輯和數(shù)字量控制，而儀表則主要完成模擬量回路控制。兩者之間有著明顯的差別。
60年代以前，汽車(chē)生產(chǎn)流水線(xiàn)的自動(dòng)控制系統(tǒng)基本上都是由繼電器控制裝置構(gòu)成。當(dāng)時(shí)汽車(chē)的每一次改型都直接導(dǎo)致繼電器控制裝置的重新設(shè)計(jì)和安裝。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，汽車(chē)型號(hào)更新周期愈來(lái)愈短，這樣，繼電器控制裝置就需要經(jīng)常地重新設(shè)計(jì)和安裝，十分費(fèi)時(shí)，費(fèi)工，費(fèi)料，甚至阻礙了更新周期的縮短。
為了改變這一現(xiàn)狀，美國(guó)通用汽車(chē)公司在1969 年公開(kāi)招標(biāo)，要求用新的控制裝置取代繼電器控制裝置，并提出了著名的十項(xiàng)招標(biāo)指標(biāo)，即：
1)編程方便現(xiàn)場(chǎng)可修改程序；
2)維修方便采用模塊化結(jié)構(gòu)；
3)可靠性高于繼電器控制裝置；
4)體積小于繼電器控制裝置；
5)數(shù)據(jù)可直接送入管理計(jì)算機(jī)；
6)成本可與繼電器控制裝置競(jìng)爭(zhēng)；
7)輸入可以是交流115V；
8)輸出為交流115V 2A 以上能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥接觸器等；
9)在擴(kuò)展時(shí)原系統(tǒng)只要很小變更；
10)用戶(hù)程序存儲(chǔ)器容量至少能擴(kuò)展到4K。
這時(shí)侯第一塊8位CPU還差一年才誕生，所以DEC公司的同仁們后來(lái)采用了一種特殊的位塊處理器2901，這種架構(gòu)很好的滿(mǎn)足了GE公司的要求，但這也導(dǎo)致了長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年P(guān)LC體系架構(gòu)之爭(zhēng)，現(xiàn)在主流的PLC仍在采用這種架構(gòu)。
這個(gè)問(wèn)題上很多朋友有誤會(huì)，以為這么老的技術(shù)還在使用，其實(shí)不然。位塊處理器其實(shí)是一個(gè)架構(gòu)，這就像現(xiàn)在最新的PC CPU仍在使用古老的哈佛結(jié)構(gòu)體系是一樣的。
因?yàn)镻LC最開(kāi)始的定位是位邏輯的處理，如果進(jìn)行過(guò)底層軟硬件開(kāi)發(fā)的朋友一定會(huì)明白采用一顆通用的CPU去處理位操作是多么的慢，需要把一個(gè)字中的位先通過(guò)與操作再移位，運(yùn)算完后還需要通過(guò)反向的操作后再寫(xiě)回去，同時(shí)還需要位在字中的定位描述等。相反如果有一顆專(zhuān)用的處理器來(lái)處理則會(huì)變得快捷和簡(jiǎn)單很多。這種架構(gòu)在處理位邏輯時(shí)相當(dāng)?shù)姆奖悖绊懮钸h(yuǎn)，今天大多數(shù)的新一代高速PLC仍采用專(zhuān)用的位塊處理器。
隨著PLC技術(shù)的發(fā)展，單單的邏輯處理是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，所以現(xiàn)在大多數(shù)中高檔的PLC都有兩個(gè)CPU核，一個(gè)是通用處理器，一個(gè)是專(zhuān)用處理器（如矩形科技的V80和PPC11系列，其專(zhuān)用處理器單芯片內(nèi)帶梯形圖專(zhuān)用處理器、運(yùn)控處理單元、通信管理單元、IO接口、擴(kuò)展總線(xiàn)接口等）。
當(dāng)然新一代的位塊處理器已遠(yuǎn)非當(dāng)初的2901可以相比較，其除了完成了梯形圖指令的解析和邏輯指令的運(yùn)算，并通過(guò)一系列的優(yōu)化，使整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、實(shí)時(shí)性都大大的提升，所以說(shuō)這個(gè)位塊處理器實(shí)際上已成為了中高檔PLC中的核心器件，也是各大PLC廠商的核心技術(shù)。
《矩形科技V80小型PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》
簡(jiǎn)單歸納傳統(tǒng)PLC的系統(tǒng)特點(diǎn)：程序周期循環(huán)調(diào)度機(jī)制+中斷調(diào)度機(jī)制；增量式現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通信方式；梯形圖編程方式為主；以單機(jī)運(yùn)行為主；
2.DCS
自從第一臺(tái)PLC誕生起，工業(yè)控制器就受到PC技術(shù)深遠(yuǎn)和重大的沖擊，第一次是DCS。
分布式控制系統(tǒng)（DCS，Distributed Control System）：其實(shí)不是一個(gè)單一的產(chǎn)品，而是一系列軟硬件產(chǎn)品組合的系統(tǒng)，其硬件部分可以是PLC也可以是基于IPC的控制系統(tǒng)，早期的DCS廠商都采用封閉的軟硬件平臺(tái)，但很快它就受到了PC的影響，很多廠商開(kāi)始采用PLC作為硬件平臺(tái)，用標(biāo)準(zhǔn)的電腦加商用操作系統(tǒng)為操作員站、工程師站、歷史服務(wù)器的軟硬件平臺(tái)，更有甚者采用第三方的組態(tài)軟件為監(jiān)控軟件。特別是新一代的DCS已完全成為了一個(gè)軟硬件的大集成，上面只有部分算法和優(yōu)化程序是由廠商自己提供的。
《矩形公司DCS硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖》
簡(jiǎn)單歸納大多數(shù)DCS所特有的特點(diǎn)可以總結(jié)為：以網(wǎng)絡(luò)為主體架構(gòu)；程序定時(shí)調(diào)度機(jī)制（10mS~NS或叫時(shí)間片調(diào)度機(jī)制）；集散式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，各DPU之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)；基于全量通信的分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)；功能圖的編程習(xí)慣；（這個(gè)歸納是不嚴(yán)格的，也得不到所有DCS廠商認(rèn)同，但目前主流的DCS很多采用這個(gè)結(jié)構(gòu)）；通用或?qū)Ｓ玫牟僮髡拒浖蜌v史服務(wù)器軟件；
3.PC_BASE
1)PC_BASE的優(yōu)點(diǎn)：
PC_BASE出現(xiàn)時(shí)在工控界引起了很大的反響，那個(gè)時(shí)代的控制器都是相當(dāng)昂貴，而PC軟硬件的低成本對(duì)于大家來(lái)說(shuō)是相當(dāng)大的吸引力，當(dāng)時(shí)很多學(xué)者都認(rèn)為PC_BASE是未來(lái)中大型工業(yè)控制系統(tǒng)的主流方向。當(dāng)時(shí)的工程師分為兩派，一派認(rèn)為PC是為商用開(kāi)發(fā)的，控制界只能吸收其有用的技術(shù)，而另一派認(rèn)為PC技術(shù)的廣泛應(yīng)用，有如此之多的軟件和硬件資源可供利用，對(duì)于控制器的標(biāo)準(zhǔn)化和降低成本有很大的好處。
在這個(gè)過(guò)程中，國(guó)內(nèi)的工控廠商包括DCS、PLC和各種專(zhuān)用控制器都廣泛的采用了PC_BASE結(jié)構(gòu)來(lái)開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，大多使用386、486、586，其中ICOP的386X_M6117D和MAPLE的486DX4-100M是其中較好的工業(yè)級(jí)X86芯片之一。（深圳矩形科技的PPC22和PPC31就是PC_BASE平臺(tái)的控制系統(tǒng)）
2)PC_BASE控制平臺(tái)的困境：（僅評(píng)論P(yáng)C_BASE充當(dāng)控制系統(tǒng)的情況，不涉及其余應(yīng)用方式）
PC_BASE在近些年的發(fā)展中遇到了一些難題，當(dāng)初大家之所以選用PC_BASE是因?yàn)殚_(kāi)發(fā)方便，特別是DOS和X86兼容年代，大家可以在一周的時(shí)間編寫(xiě)出一個(gè)很復(fù)雜的控制類(lèi)程序，在剛有網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候，大家通過(guò)BBS互通有無(wú)，當(dāng)時(shí)感覺(jué)有一種一切均在掌握之中的感覺(jué)。
軟件部分：
現(xiàn)在DOS使用者越來(lái)越少，于是很多廠商在引導(dǎo)工程師走WINNT的平臺(tái)，而WINNT對(duì)于底層的屏蔽使廣大底層軟件開(kāi)發(fā)工程師感到相當(dāng)郁悶，因?yàn)閃INNT體系的WDM驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)需要用到DDK等復(fù)雜工具，就算使用XTOOLS之類(lèi)的簡(jiǎn)易開(kāi)發(fā)工具也會(huì)讓人有一種隔鞋搔癢的感覺(jué)，新一代PC硬件的復(fù)雜接口也使大家不愿意在上面花太多的工夫，讓PC_BASE的開(kāi)放性和方便性大大的被抵消了。同時(shí)WINNT體系的低可靠性讓大多數(shù)自動(dòng)化工程師望而止步。
2.0以前的WINCE也是一個(gè)讓人發(fā)狂的軟件，不光可靠性差，實(shí)時(shí)性也相當(dāng)差勁，讓人懷疑這玩意只能用來(lái)做做顯示屏，后來(lái)wince2.0出來(lái)后還好一點(diǎn)，但個(gè)人對(duì)WINCE還是有抵觸，可能是當(dāng)初吃苦頭吃多了，總認(rèn)為一個(gè)工控產(chǎn)品不適合選用WINCE做操作系統(tǒng)，因?yàn)閃INCE的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括兼容性、開(kāi)放性、圖形方面的優(yōu)點(diǎn)都是針對(duì)手持消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品的，如PDA之類(lèi)，對(duì)于工控需要的高實(shí)時(shí)性和高可靠性實(shí)在有點(diǎn)不及格。這一方面linux要更差一些，因?yàn)閘inux是為商用電腦開(kāi)發(fā)的，很多公司都在為linux進(jìn)行減肥并把搶占式的調(diào)度機(jī)制強(qiáng)行加入linux，從而可以使linux可以用在嵌入式的環(huán)境，但WINCE有的缺點(diǎn)它也都有，同時(shí)還要更嚴(yán)重，所以也不是一個(gè)好的選擇。在操作系統(tǒng)方面，其實(shí)像VXWORKS和NECLUES之類(lèi)的可能是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。
因?yàn)镻C_BASE的這些需求，派生出了一些專(zhuān)業(yè)的軟邏輯公司，主要是以歐美企業(yè)為主，他們?yōu)镮PC廠商提供了一整套軟件，使用戶(hù)可以像使用PLC一樣去使用IPC，從而簡(jiǎn)化了軟件的開(kāi)發(fā)工作。
以KW、Infortem、Isagraf為代表的軟邏輯廠商結(jié)合OPEN PLC組織，大大的推動(dòng)了IEC61131標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展，但也正因?yàn)榇?，其以PC_BASE為硬件平臺(tái)的開(kāi)發(fā)思想，導(dǎo)致了目前IEC61131-3部分對(duì)于軟硬件資源的開(kāi)銷(xiāo)太大，大大的限制了IEC61131-3在傳統(tǒng)領(lǐng)先控制器生產(chǎn)廠商的推廣，直到目前除軟邏輯廠商外的其它傳統(tǒng)控制器廠商都只是嘴上講支持IEC61131，而實(shí)際上與標(biāo)準(zhǔn)均相去甚遠(yuǎn)，連基本的第一級(jí)兼容都達(dá)不到。上次OPEN PLC組織的主席來(lái)國(guó)內(nèi)，對(duì)于這個(gè)問(wèn)題也相當(dāng)坦率的承認(rèn)，目前IEC61131支持的廠商還相當(dāng)少，大家對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)有很多不同的意見(jiàn)。
硬件部分：
對(duì)于PC_BASE體系更要命的是工業(yè)控制的軟硬件發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上民品的發(fā)展速度，往往民品的這一檔CPU都已經(jīng)停產(chǎn)，而工控行業(yè)才開(kāi)始試用，目前低檔X86的配套芯片都已停產(chǎn)，包括DRAM等，使大家想接著使用386、486、586都不可能了，少數(shù)正在生產(chǎn)的芯片也因?yàn)閮r(jià)格問(wèn)題而很難接受。同時(shí)現(xiàn)在intel和微軟已完全放棄了向下兼容的規(guī)則，使PC_BASE存在的意義日益減少。沒(méi)有哪家工控廠商都跟上這兩位大佬的更新速度，當(dāng)你的產(chǎn)品準(zhǔn)備面市時(shí)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)你使用的所有器件均已停產(chǎn)，你只能上二手市場(chǎng)去買(mǎi)拆機(jī)件。
同時(shí)現(xiàn)在大多數(shù)主流的X86芯片是高密度封裝的，包括大量的高密度的接口定義，在工業(yè)環(huán)境下的防塵、抗振、散熱等問(wèn)題都很難處理，前不久在航天系統(tǒng)就出現(xiàn)了加固電腦因?yàn)榈卣鸲罊C(jī)的情況，從研發(fā)的角度而言這些問(wèn)題都是很難解決的，因?yàn)檎麄€(gè)體系都不是為工業(yè)設(shè)計(jì)，在586以前這一切都還可以容忍，但現(xiàn)在系統(tǒng)已經(jīng)很難有辦法去處理了，特別是在做成緊奏型的控制系統(tǒng)時(shí)這個(gè)問(wèn)題更為嚴(yán)峻。
這也是各工控機(jī)廠商轉(zhuǎn)戰(zhàn)軟PLC和PAC平臺(tái)的軟硬件技術(shù)來(lái)源和市場(chǎng)動(dòng)力，通過(guò)打破PC_BASE的軟硬件體系架構(gòu)，再加上第三方的邏輯軟件就可以實(shí)現(xiàn)一套很好的控制系統(tǒng)。
4.現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)和FCS
在軟PLC出現(xiàn)后不久后，一場(chǎng)全新的技術(shù)浪潮狠狠的沖擊了工控行業(yè)，這就是現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，同時(shí)基于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)派生出了FCS的理念（全分布式的基于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的控制系統(tǒng)）。
現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)最開(kāi)始只是為PLC和現(xiàn)場(chǎng)的儀表提供一個(gè)組網(wǎng)的功能，但很快就有人想到，如果把所有控制邏輯全分散到現(xiàn)場(chǎng)，這樣就不需要把所有的電纜拉到控制室，節(jié)省了大量的成本，同時(shí)隨著控制的分散后，其安全性也可以得到大大的提升，局部的故障將不再會(huì)引起整個(gè)系統(tǒng)的崩潰，這就是FCS的基本理論和來(lái)緣。
在8年前，我也是FCS的擁護(hù)者和實(shí)際開(kāi)發(fā)者，深信在當(dāng)前的通信能力、芯片能力越來(lái)越強(qiáng)，價(jià)格越來(lái)越低的今天FCS才是未來(lái)的控制系統(tǒng)，它將替代包括PLC、DCS在內(nèi)的所有控制系統(tǒng)?？稍趯?shí)際的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題全分散之后不光成本升高了，維護(hù)也變得更困難，因?yàn)樗械墓?jié)點(diǎn)都依賴(lài)網(wǎng)絡(luò)，而網(wǎng)絡(luò)的可靠性就變成了一個(gè)瓶頸。這么長(zhǎng)的網(wǎng)線(xiàn)，有任何一段出現(xiàn)短路或者開(kāi)路都會(huì)有致命的損傷。并且分散后的邏輯，會(huì)因?yàn)橐粋€(gè)中間節(jié)點(diǎn)的故障導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的重大錯(cuò)誤，當(dāng)然如果用戶(hù)對(duì)分布式控制理念有很深的理解當(dāng)然沒(méi)有問(wèn)題，但事實(shí)上讓用戶(hù)工程師理解這么復(fù)雜的拓樸結(jié)構(gòu)是不現(xiàn)實(shí)的。
除非未來(lái)的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)芯片研發(fā)方面有新的發(fā)展（不是LON總線(xiàn)的3150），可以在某一個(gè)邏輯運(yùn)算節(jié)點(diǎn)損壞后自動(dòng)由另一個(gè)邏輯節(jié)點(diǎn)替代，同時(shí)需要更好的基于網(wǎng)絡(luò)的邏輯編程軟件，這個(gè)軟件可以對(duì)于分布式的控制器進(jìn)行合理的邏輯切分，并且對(duì)任一個(gè)節(jié)點(diǎn)損壞后出現(xiàn)的狀況能有合理的處理方式，或是保護(hù)或是不管。FCS發(fā)展的終極理想情況是只有傳感器和執(zhí)行器而沒(méi)有單獨(dú)的控制器，所有的傳感器將自己的參數(shù)傳給需要的執(zhí)行器，各個(gè)執(zhí)行器根據(jù)網(wǎng)絡(luò)得到的參數(shù)運(yùn)算并進(jìn)行控制，同時(shí)將自己運(yùn)算得到的中間值傳給其它的執(zhí)行器。因?yàn)橛辛酥虚g值的問(wèn)題，所以整個(gè)控制網(wǎng)絡(luò)將變得相當(dāng)復(fù)雜，每個(gè)有中間值的點(diǎn)都必需有合理的處理策略，理想的情況下，是當(dāng)中間邏輯點(diǎn)出現(xiàn)問(wèn)題后，能由另一個(gè)邏輯點(diǎn)進(jìn)行替代，或者進(jìn)行合理的保護(hù)策略。在可以預(yù)見(jiàn)的時(shí)間內(nèi)我們將很難開(kāi)發(fā)出滿(mǎn)足所有要求的FCS，所以我們有理由相信FCS將只會(huì)在一部分市場(chǎng)中得到應(yīng)用。
但FCS的理念卻深深的影響了PLC行業(yè)，目前大多數(shù)PLC都帶有現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)接口，實(shí)際上在FCS的爭(zhēng)論后，PLC已具備了組成FCS的硬件需求，如矩形科技的V80系列就可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)組成一個(gè)數(shù)千點(diǎn)的FCS系統(tǒng)。這樣的后果是未來(lái)很難再存在一個(gè)獨(dú)立的DAS系統(tǒng)市場(chǎng)空間，包括各類(lèi)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的IO模塊均會(huì)由一些PLC所替代，因?yàn)槠鋬烧叩某杀疽恢?，而PLC的功能還要強(qiáng)很多。
在經(jīng)過(guò)若干年的爭(zhēng)論和研究后，目前國(guó)內(nèi)外的很多研究人員形成了一個(gè)暫時(shí)的共識(shí)，那就是：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況選擇分布還是集中，很多情況下一種整體分散局部集中的方式是比較適合的。比方在冶金行業(yè)，很多現(xiàn)場(chǎng)使用PPC11作為主站，用V80做為子站，把子站分布在現(xiàn)場(chǎng)，每個(gè)子站負(fù)責(zé)一個(gè)具體的控制對(duì)象或回路。這樣一方面當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，各個(gè)子站可以很好的處理自己的任務(wù)，同時(shí)每個(gè)子站到設(shè)備的距離減至了100米以?xún)?nèi)，使布線(xiàn)和維護(hù)變得相對(duì)簡(jiǎn)單了。
現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的技術(shù)浪潮中有一個(gè)很有意思的情況，那就是IEC61158的制定，這個(gè)過(guò)程充分的反應(yīng)了國(guó)際工控業(yè)各大利益集團(tuán)的沖突，大家為了保護(hù)自己的利益在長(zhǎng)達(dá)15年的時(shí)間內(nèi)竟然未能達(dá)成一個(gè)真正有意義的協(xié)議，最后的結(jié)果是變成了8種標(biāo)準(zhǔn)并存，后來(lái)又?jǐn)U到了13種（有14種標(biāo)準(zhǔn)，但有一種退出了），標(biāo)準(zhǔn)的范圍也從最初的涵蓋過(guò)程、樓宇、電力等退到了只包含過(guò)程控制。其實(shí)我個(gè)人認(rèn)為做一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)包含所有行業(yè)目前來(lái)看不太現(xiàn)實(shí)，各個(gè)行業(yè)對(duì)成本和性能的關(guān)注點(diǎn)也不同，像一般過(guò)程控制大家可能選PROFIBUS等，樓控可以選LONWORKS，數(shù)采和設(shè)備間通信可以選MODBUS等。但同一行業(yè)內(nèi)實(shí)在應(yīng)該制定一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，我們很多工程師都會(huì)為V80聯(lián)西門(mén)子或者AB的控制系統(tǒng)而傷腦筋。所以不需要跟風(fēng)，國(guó)內(nèi)廠商間多交流多溝通多兼容，加強(qiáng)國(guó)產(chǎn)各類(lèi)產(chǎn)品的互聯(lián)性，這將是國(guó)內(nèi)工控廠商以小勝大的關(guān)鍵，在此希望現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)基金委員會(huì)的專(zhuān)家們能更務(wù)實(shí)的推動(dòng)國(guó)內(nèi)工控廠商在當(dāng)前狀況下的互通，特別是對(duì)于新研發(fā)的系統(tǒng)，而不要把過(guò)多的精力放在翻譯國(guó)外的標(biāo)準(zhǔn)和一些純學(xué)術(shù)的研究。
互聯(lián)網(wǎng)對(duì)于工業(yè)控制的影響，不亞于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，它的作用將在未來(lái)幾年充分反映，但不會(huì)是以工業(yè)以太網(wǎng)的方式，而是通過(guò)網(wǎng)站的形式。其目的不光是提供一個(gè)通信鏈路，和一個(gè)人機(jī)接口，而在把裝備更好的溶入我們的信息世界之中，目前比較常見(jiàn)的應(yīng)用是包括環(huán)保監(jiān)控、水文監(jiān)控、路燈節(jié)能管理、公交管理、遠(yuǎn)程設(shè)備監(jiān)控等，現(xiàn)在大家很多采用GPRS加標(biāo)準(zhǔn)的組態(tài)軟件或者自行開(kāi)發(fā)上位機(jī)軟件，但這只是一個(gè)開(kāi)始，從技術(shù)角度而言，提供一個(gè)完全開(kāi)放的基于網(wǎng)站的組態(tài)軟件平臺(tái)（運(yùn)行于網(wǎng)站之上，供眾多客戶(hù)自行的維護(hù)和管理），供用戶(hù)自行將自己關(guān)心的設(shè)備數(shù)據(jù)取上來(lái)，并進(jìn)行相關(guān)的顯示、存儲(chǔ)、處理是完全可以實(shí)現(xiàn)的，包括未來(lái)的智能居家、智能設(shè)備管理、設(shè)備廠商遠(yuǎn)程代維護(hù)，均可以在同一個(gè)裝備網(wǎng)平臺(tái)來(lái)完成。
我相信未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)最大的用戶(hù)一定是不是人，而是裝備，開(kāi)關(guān)，每個(gè)燈泡，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入裝備和家居后，一個(gè)帶通信的節(jié)點(diǎn)成本低于50元是完全可以實(shí)現(xiàn)的。今后最賺錢(qián)的網(wǎng)絡(luò)不是GOOGLE之類(lèi)的，而可能是現(xiàn)在一個(gè)名不見(jiàn)經(jīng)傳的設(shè)備網(wǎng)，如果能有一個(gè)一統(tǒng)江湖的設(shè)備網(wǎng)（為用戶(hù)提供人與設(shè)備的接口），那才是最大的市場(chǎng)，設(shè)備網(wǎng)一定是未來(lái)工控行業(yè)最大的生意，因?yàn)樗鼘⑹茄b備業(yè)發(fā)展的終極目標(biāo)，以服務(wù)為收費(fèi)手段，而不是賣(mài)產(chǎn)品，它隱藏了太多可供發(fā)掘的服務(wù)，將對(duì)裝備行業(yè)產(chǎn)生核爆級(jí)的沖擊。
5.PAC
PAC這個(gè)概念自從出現(xiàn)后在國(guó)內(nèi)一直爭(zhēng)議不斷，到底什么是PAC，PAC有沒(méi)有獨(dú)立存在的必要？我已曾與一些同仁們爭(zhēng)論過(guò)，多蒙這幾位前輩胸襟寬廣沒(méi)有和我計(jì)較，后來(lái)大家還來(lái)深與我交流過(guò)。因此在爭(zhēng)論后，我也曾思考這些問(wèn)題，在這里獻(xiàn)獻(xiàn)丑，看能否給大家一些啟發(fā)。
如前面所述，在過(guò)去，PLC、DCS、FCS、運(yùn)控、IPC（僅指帶軟邏輯的控制器），這些控制系統(tǒng)的定義很清晰，各有各的傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域，各有各的技術(shù)流派，但從80年代末期開(kāi)始，因?yàn)槭艿絇C和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的影響，這種邊界越來(lái)越模糊，現(xiàn)在連行業(yè)的專(zhuān)業(yè)人士都說(shuō)不清道不白的地步。
從市場(chǎng)角度而言，客戶(hù)仍跟據(jù)自己的行業(yè)習(xí)慣選用對(duì)應(yīng)廠商的PLC或DCS或IPC等，但從研發(fā)角度而言，這些控制系統(tǒng)在技術(shù)平臺(tái)上已大同小異，只存在一些細(xì)節(jié)差異。為此行業(yè)內(nèi)的廠商也都很苦惱，我常見(jiàn)到一些PLC廠商在向傳統(tǒng)的DCS行業(yè)進(jìn)軍時(shí)受到了行業(yè)習(xí)慣的阻力，需要花很多時(shí)間去解釋?zhuān)骸捌鋵?shí)咱們這PLC+組態(tài)軟件已完全可以滿(mǎn)足您的控制需求了，PLC現(xiàn)在不光可以執(zhí)行邏輯，同時(shí)對(duì)于回路控制也很強(qiáng)，其實(shí)PLC與DCS在硬件和底層軟件上是沒(méi)有區(qū)別的”。
講不清，這是很尷尬的問(wèn)題。PLC、DCS、IPC、FCS在多年的發(fā)展后，已不再是原來(lái)的東西了，它們之間已經(jīng)沒(méi)有很清晰的區(qū)別，事實(shí)上這些控制系統(tǒng)已相互滲透。但是這卻很難讓客戶(hù)接受這種觀念，為此，從90年代開(kāi)始各大廠商在開(kāi)發(fā)自己的新一代的控制系統(tǒng)時(shí)，開(kāi)始有心或者無(wú)心的提出一些新的名詞來(lái)代替原來(lái)的控制系統(tǒng)，一部分廠商甚至開(kāi)發(fā)了集DCS、PLC、IPC、運(yùn)控于一體的新一代的通用控制平臺(tái)，例如東芝等公司的綜合控制系統(tǒng)。
為此，大家都認(rèn)為沒(méi)必要再傳統(tǒng)功能劃分通用控制系統(tǒng)，而只需要按運(yùn)算能力和點(diǎn)數(shù)大小來(lái)區(qū)別，所以急需一個(gè)新的定義來(lái)明確這類(lèi)控制系統(tǒng)的名稱(chēng)。為了爭(zhēng)奪對(duì)下一代通用控制平臺(tái)的命名權(quán)，各大廠商之間開(kāi)始了一場(chǎng)角逐，ECS、NCS、PAC、NLC、ALC等，很多新名詞接踵而來(lái)。因?yàn)椴淮嬖诤芮逦馁|(zhì)變過(guò)程，所以這一問(wèn)題一直很混亂，好多新名詞沒(méi)有得到客戶(hù)的認(rèn)同，而含糊下去了。而PAC國(guó)內(nèi)因?yàn)镹I、GE和各大IPC廠商的宣傳攻勢(shì)，所以得到了很多的關(guān)注。
PAC是2001年由ARC咨詢(xún)集團(tuán)的高級(jí)研究員Craig Resnick提出的，因?yàn)椴皇翘貏e清晰，所以各廠商紛紛根據(jù)自已的需要定義PAC，所以大家可以在網(wǎng)上看到很多個(gè)版本的定義，這大多是各廠商根據(jù)自已產(chǎn)品的特點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行修改的。
我從工控網(wǎng)上拷得定義如下：
1)多域功能（邏輯、運(yùn)動(dòng)、驅(qū)動(dòng)和過(guò)程）——這個(gè)概念支持多種I/O類(lèi)型。邏輯、運(yùn)動(dòng)和其他功能的集成是不斷增長(zhǎng)的復(fù)雜控制方法的要求
2)單一的多學(xué)科開(kāi)發(fā)平臺(tái)——單一的開(kāi)發(fā)環(huán)境必須能支持各種I/O和控制方案
3)用于設(shè)計(jì)貫穿多個(gè)機(jī)器或處理單元的應(yīng)用程序的軟件工具——這個(gè)軟件工具必須能適應(yīng)分布式操作
4)具有開(kāi)放的、模塊化的體系結(jié)構(gòu)，適用于從工廠自動(dòng)化到流程工業(yè)的單元操作
5)開(kāi)放式、模塊化體系結(jié)構(gòu)——設(shè)計(jì)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范必須是在實(shí)現(xiàn)中開(kāi)放的、模塊化的和可結(jié)合的
從上文可以看出，PAC的定義很含糊，基本上現(xiàn)在市面上的PLC、DCS、IPC控制系統(tǒng)或多或少都可以滿(mǎn)足幾項(xiàng)，甚至很多產(chǎn)品支持的內(nèi)容還超過(guò)上面的定義。因此PAC更多的是對(duì)于當(dāng)今新一代控制系統(tǒng)的一個(gè)歸納，更多的是對(duì)新一代PLC功能的歸納，而不是一個(gè)新創(chuàng)的產(chǎn)品，同時(shí)PAC也為各控制系統(tǒng)廠商指明了一個(gè)發(fā)展的方向。
因此如果是使用者，那么就無(wú)需關(guān)心這些名詞了，更多的是看這個(gè)系統(tǒng)是否能為您提供最好的性?xún)r(jià)比。而相反，如果是系統(tǒng)集成商，或者是工程人員，則可以根據(jù)客戶(hù)愛(ài)好，采用不同的名詞來(lái)描述您的產(chǎn)品。
這樣講可能會(huì)讓一些PAC的支持者不滿(mǎn)意，但這確實(shí)是我的認(rèn)識(shí)，因?yàn)?0年代就出現(xiàn)了完全滿(mǎn)足上面要求的產(chǎn)品，只是當(dāng)時(shí)大家更多的把這類(lèi)產(chǎn)品稱(chēng)之為基于X86平臺(tái)的軟PLC，如深圳市矩形科技的PPC31系列，就是采用X86實(shí)時(shí)多任務(wù)平臺(tái)的，支持包括IEC61131-3五種語(yǔ)言、JAVE、C++、內(nèi)帶WEB服務(wù)器，支持基于WEB的遠(yuǎn)程HMI，具有發(fā)送和接收E-Mail功能來(lái)自動(dòng)傳送生產(chǎn)和維修數(shù)據(jù)，支持復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)控制功能，支持電子硬盤(pán)、以太網(wǎng)、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)等各類(lèi)開(kāi)放的接口，從任何一個(gè)角度其均滿(mǎn)足于PAC的定義，但我們?nèi)詫⑵浞Q(chēng)之為PLC。
三、控制系統(tǒng)的發(fā)展方向
目前中國(guó)的大多數(shù)工控廠商都不是技術(shù)的原創(chuàng)者，大家只能跟蹤那些世界巨頭的發(fā)展方向，這是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家不可避免的發(fā)展方式。其好處是顯而易見(jiàn)，但也會(huì)因此而出現(xiàn)跟風(fēng)過(guò)緊而產(chǎn)生的過(guò)熱情況，如當(dāng)年的FCS熱潮，我也頭腦發(fā)熱的過(guò)分迷信“正宗”，從而導(dǎo)致在產(chǎn)品研發(fā)中途才發(fā)現(xiàn)不能適用原來(lái)所期望的所有需求，這在上世紀(jì)90年代到2004年前后不是一家兩家出現(xiàn)這種方向的失誤，后來(lái)這類(lèi)產(chǎn)品很多成為了雞肋，在市場(chǎng)上的影響也很小。
新一代的控制系統(tǒng)，到底何去何從，大家如何界定自己下一代產(chǎn)品的功能和價(jià)格，我作為一名長(zhǎng)期從事控制系統(tǒng)研發(fā)的工程師在這里把自己的想法和大家交流一下，因?yàn)橹皇且患抑?，必定?huì)有些片面和狹隘，還請(qǐng)各位專(zhuān)家多多指正。
在前一章，我們花了很多篇幅來(lái)講各種控制系統(tǒng)的來(lái)龍去脈，并且認(rèn)為現(xiàn)在再按傳統(tǒng)的方式劃會(huì)控制系統(tǒng)已不合適，所以才有了PAC之類(lèi)的概念。那未來(lái)的控制系統(tǒng)從應(yīng)用的角度而言應(yīng)如何劃分呢？為了簡(jiǎn)化說(shuō)明，我們?nèi)允且訮LC為中心來(lái)講解，避免范圍太寬。
1.從市場(chǎng)角度
未來(lái)的通用控制平臺(tái)，首先根據(jù)應(yīng)用類(lèi)型來(lái)劃分，我們習(xí)慣于把控制系統(tǒng)分為三大類(lèi)：
1)工程項(xiàng)目型——工程自動(dòng)化項(xiàng)目，如冶金、造紙、電力、石化等
2)OEM型——批量生產(chǎn)的裝備自動(dòng)化控制，如電梯、紡織、包裝、水處理等
3)定制專(zhuān)用型——當(dāng)OEM單一廠商單一品種的穩(wěn)定性比較大，年銷(xiāo)售量超過(guò)一定數(shù)量，如1000臺(tái)，則采用定制開(kāi)發(fā)的專(zhuān)用控制系統(tǒng)會(huì)是一個(gè)更加好的選擇，如注塑機(jī)、空壓機(jī)等。
對(duì)于第三類(lèi)，因?yàn)椴皇菍儆谕ㄓ每刂葡到y(tǒng)的范疇，所以我們不多講，重點(diǎn)放在工程項(xiàng)目項(xiàng)和OEM型上面。
工程項(xiàng)目通用控制系統(tǒng)，一般點(diǎn)數(shù)相對(duì)較多，同時(shí)經(jīng)常會(huì)與組態(tài)軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)、ERP之類(lèi)的軟件同時(shí)使用，在此體系中組態(tài)軟件的功能除了作為了一個(gè)人機(jī)接口外，還將在控制系統(tǒng)與第三方軟件接口時(shí)起到一個(gè)萬(wàn)能接口的作用，如與ERP、數(shù)據(jù)庫(kù)等，傳統(tǒng)上一些大型的DCS都自帶組態(tài)軟件，技術(shù)方面的原因是第三方的組態(tài)軟件無(wú)法在大數(shù)據(jù)量吞吐方面滿(mǎn)足系統(tǒng)的要求，但隨著各軟件公司技術(shù)的完善，這將不是一個(gè)大問(wèn)題，已有很多公司比較好的處理了些類(lèi)問(wèn)題。
工程項(xiàng)目需要的控制系統(tǒng)通常會(huì)希望有更開(kāi)放的接口和更強(qiáng)大的功能：
1)更開(kāi)放的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境，可以根據(jù)不同的項(xiàng)目選用不同的開(kāi)發(fā)環(huán)境，某些優(yōu)化算法，還可以采用標(biāo)準(zhǔn)的高級(jí)語(yǔ)言來(lái)完成。
2)更開(kāi)放的硬件開(kāi)發(fā)環(huán)境，在同一CPU平臺(tái)或多CPU在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)共享，支持包括PLC、IPC、DCS、FCS、運(yùn)控等各種功能。
3）支持多種通信協(xié)議，可將各類(lèi)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)接入系統(tǒng)，從而使第三方的產(chǎn)品更容易的集成進(jìn)系統(tǒng)。
4)更強(qiáng)大的智能調(diào)試工具，包括各類(lèi)閉環(huán)控制、PID、通信、運(yùn)控、數(shù)據(jù)趨勢(shì)等，減少對(duì)于工程人員經(jīng)驗(yàn)的依賴(lài)性，提供更多的輔助工具來(lái)協(xié)助調(diào)試。
OEM型的通用控制系統(tǒng)，一般點(diǎn)數(shù)比較少，256點(diǎn)就可以滿(mǎn)足大多數(shù)的裝備控制了，大多數(shù)都是中小型PLC為主，裝備控制系統(tǒng)，表面上看點(diǎn)數(shù)少，但實(shí)際上其技術(shù)復(fù)雜度經(jīng)常相當(dāng)?shù)母?，同一套設(shè)備內(nèi)運(yùn)控、溫控、通信、人機(jī)常常同時(shí)出現(xiàn)。因?yàn)楹芏嘌b備都是批量生產(chǎn)的，需要有較好的性?xún)r(jià)比，因此OEM型通用控制系統(tǒng)通常需要如下功能：
1)以圖形化編程為主的開(kāi)發(fā)環(huán)境，目前在OEM應(yīng)用中還看不出有能代替梯形圖的語(yǔ)言；
2)控制器CPU模塊的集成度越來(lái)越高，相當(dāng)多的功能集成進(jìn)來(lái)，包括運(yùn)控、溫控、通信等功能，特別是運(yùn)控功能，將會(huì)在PLC平臺(tái)上大放異彩，將CAD文件通過(guò)編程軟件處理成運(yùn)控指令后在PLC平臺(tái)上運(yùn)行是一個(gè)必然的過(guò)程，目前在技術(shù)上并不存在瓶頸，需要的是有廠家先一步去完善；
3)通信能力越來(lái)越強(qiáng)，與變頻器，儀表間的模擬量接口，現(xiàn)在已越來(lái)越多的被通信方式替代，同時(shí)控制器間的組網(wǎng)功能越來(lái)越強(qiáng)，隨著國(guó)產(chǎn)PLC的興起，其價(jià)格也越來(lái)越低，必將會(huì)大大的沖擊傳統(tǒng)DAS行業(yè)，很多做數(shù)據(jù)采集模塊的廠商都將會(huì)受到帶通信接口的PLC的影響；
4)更低成本，目前小型PLC市場(chǎng)兩極分化嚴(yán)重，一方面很多設(shè)備需要更高性能更多功能的小型PLC，另一方面很多用戶(hù)需要更便宜的價(jià)格，目前已有32點(diǎn)100元左右的國(guó)產(chǎn)PLC出現(xiàn)，在這種成本壓力下，很難保證個(gè)條件都滿(mǎn)足，所以現(xiàn)在各廠商大多提供多個(gè)系列的小型PLC供選擇，如深圳市矩形科技的V80就是高端的小型PLC，功能強(qiáng)大，指令豐富，而V60則是低成本的微型PLC。
2.從技術(shù)角度
從技術(shù)角度而言，傳統(tǒng)通用控制系統(tǒng)應(yīng)從軟件和硬件兩個(gè)角度來(lái)看。
通用控制系統(tǒng)有幾種主流的架構(gòu)：
1)通用CPU+解釋方式執(zhí)行；以DCS和部分小型PLC、軟PLC、PAC為代表，這種方式的缺點(diǎn)是速度相當(dāng)慢。
2)通用CPU+編譯方式執(zhí)行；部分小型PLC、軟PLC、PAC是這種技術(shù)方式如矩形科技的V60，這種方式的速度比解釋方式的快20倍以上，缺點(diǎn)是生成代碼的不可預(yù)測(cè)性和下位機(jī)程序無(wú)法上傳的缺點(diǎn)，使其安全性有先天的問(wèn)題。
3)通用CPU+專(zhuān)用處理器；中高檔的PLC采用此類(lèi)技術(shù)方式的比較多，如AB SLC500、ControlLogix、施耐德Quantum、西門(mén)子300、400、三菱Q系列、矩形科技的V80、PPC11等均采用此結(jié)構(gòu)。這種方式的原理性可靠性和速度是最快的，比編譯方式快20倍以上，并可以很容易的提升，缺點(diǎn)是成本相對(duì)于前兩種要高。正因?yàn)槠浒踩?，所以目前我們的軍品系列就是采用這種架構(gòu)，在眾多的炮、車(chē)、艦、彈上得到了充分的考驗(yàn)，同時(shí)現(xiàn)在正在此平臺(tái)上開(kāi)發(fā)航天專(zhuān)用的控制平臺(tái)。
4)SOC專(zhuān)用芯片，將通用CPU、專(zhuān)用處理器、周邊功能均集成在同一個(gè)芯片內(nèi)，這在新一代的PLC中有不少的應(yīng)用，其性?xún)r(jià)比均相對(duì)較高，如矩形科技正在研發(fā)的N80系列。這種方式的性能與方式3一致，批量成本要大大低于方式3，但開(kāi)發(fā)成本和開(kāi)發(fā)難度相對(duì)較高。
具體哪一種技術(shù)比較好，比較先進(jìn)，只能說(shuō)根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域選擇最合適的技術(shù)。在90年代時(shí)因?yàn)殡娮蛹夹g(shù)發(fā)展速度相當(dāng)快，CPU的速度對(duì)于工業(yè)控制要求而言是足足有余的，所以當(dāng)時(shí)興起了一陣軟PLC和PC_BASE的技術(shù)熱潮，當(dāng)時(shí)大家均認(rèn)為這將是未來(lái)的發(fā)展方向，但令人感到詫異的是電子技術(shù)發(fā)展過(guò)快，使為民用設(shè)計(jì)的PC_BASE技術(shù)對(duì)于工業(yè)應(yīng)用已有點(diǎn)不太適應(yīng)（主要是器件的更新?lián)Q代和幾個(gè)體系結(jié)構(gòu)，這種情況正在加?。?。所以軟PLC技術(shù)脫離了PC_BASE平臺(tái)而更多的采用MCU平臺(tái)，如ARM等。同時(shí)目前的瓶頸不在速度，而在于通信、運(yùn)控等功能，這些功能采用軟件方式很難做強(qiáng)，所以一般現(xiàn)在的中高檔軟PLC均會(huì)通過(guò)增加FPGA來(lái)提升這一塊的性能。
另一方面，主流廠商采用專(zhuān)用的處理器來(lái)提升系統(tǒng)穩(wěn)定性和整體性能，同時(shí)受新一代電子開(kāi)發(fā)思想，更多的可編程邏輯器件如FPGA和半定制芯片的成本越來(lái)越低，軟件與硬件的邊界正越來(lái)越模糊，更多的硬件開(kāi)發(fā)工程師在使用硬件描述語(yǔ)言如VHDL或者Verilog語(yǔ)言開(kāi)發(fā)出更專(zhuān)業(yè)更適合工業(yè)控制使用的專(zhuān)用處理芯片，這種體系架構(gòu)的穩(wěn)定性、可靠性、功能的強(qiáng)大都不是軟PLC可以比擬的，同時(shí)還可以將PLC上必不可少的周邊功能通過(guò)硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，如運(yùn)控功能、通信協(xié)議底層高速處理、IO接口、擴(kuò)展接口、存儲(chǔ)單元的安全性管理和維護(hù)等等。如矩形科技的V80就采用了這一體系架構(gòu)，從而使其在系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、易用性上有著很多先天的優(yōu)勢(shì)。
軟PLC在過(guò)程控制和低成本的微型PLC方面將有著很好的發(fā)展，大量100元左右的國(guó)產(chǎn)PLC將在這一兩年中涌現(xiàn)，大多都會(huì)采用這種體系架構(gòu)，并將因?yàn)槌杀镜拇蟠笙陆刀M(jìn)入民品和居家生活之中，市場(chǎng)并不會(huì)因?yàn)閱蝺r(jià)的下掉而受影響，相反很多以前用不起PLC的行業(yè)將因?yàn)槌杀究梢越邮芏娂姼挠肞LC。
而硬PLC將會(huì)在FPGA、SOC技術(shù)的普及下會(huì)越來(lái)越顯眼，特別是在OEM行業(yè)，這個(gè)優(yōu)勢(shì)正越來(lái)越明顯，大量的運(yùn)控、通信的應(yīng)用需要更穩(wěn)定、更確定的響應(yīng)，同時(shí)其在中大型的控制系統(tǒng)中，也會(huì)因?yàn)橛布夹g(shù)可以使系統(tǒng)架構(gòu)更清晰和穩(wěn)定，而廣泛使用。我認(rèn)為在軟硬件邊界越來(lái)越模糊的今天，這類(lèi)技術(shù)方向是相當(dāng)適合工控要求的。同時(shí)各主流廠商均是自行開(kāi)發(fā)其專(zhuān)用的專(zhuān)用處理器，國(guó)內(nèi)廠商需要花費(fèi)更多的精力才有可能追上國(guó)外的領(lǐng)先企業(yè)。
另外一種顛覆性的體系架構(gòu)正在醞釀中，未來(lái)現(xiàn)場(chǎng)工程師開(kāi)發(fā)的代碼將不光在CPU這一層運(yùn)行，很多需要高速和高可靠性的代碼將直接生成RTL文件供FPGA運(yùn)行（軟硬件混合開(kāi)發(fā)），這將使PLC具備nS級(jí)的響應(yīng)速度，一部分高要求的邏輯將由硬件直接處理，這將會(huì)使PLC具有更強(qiáng)大的性能和更高的可靠性，很多原來(lái)需要外部器件的現(xiàn)在均可以在PLC內(nèi)實(shí)現(xiàn)，如三相的相序檢測(cè)和保護(hù)就完全在PLC內(nèi)實(shí)現(xiàn)了，包括很多保護(hù)器都完全可以在PLC內(nèi)實(shí)現(xiàn)，其時(shí)延可以是nS級(jí)的設(shè)置，從而使PLC的市場(chǎng)會(huì)越來(lái)越大。
3.工控電子
傳統(tǒng)上工控電子的發(fā)展是以民用電子為參照物的，在過(guò)去工控電子大約落后民用電子5年左右，現(xiàn)在這個(gè)差距已越來(lái)越大了，甚至于工控電子在某些技術(shù)方面正在脫離民用電子的架構(gòu)，自成一派，不再跟著民品走。
IC的工藝尺寸越來(lái)越小，0.18um成為了標(biāo)準(zhǔn)工藝，導(dǎo)致IC的內(nèi)核電壓越來(lái)越低，這使工控現(xiàn)場(chǎng)基本無(wú)法使用，我們?cè)?jīng)測(cè)試過(guò)很多種新一代的IC器件，其內(nèi)核電壓大多是1.2、1.8、2.5V在受到同樣強(qiáng)度的電磁干擾時(shí)，很多器件不是復(fù)位就是直接損壞，這需要廣大的工控廠商引起足夠多的注意，否則很有可能導(dǎo)致產(chǎn)品的可靠性低壽命斷。
四、結(jié)束語(yǔ)
未來(lái)不是一種技術(shù)可以包打天下，各種技術(shù)將相互交溶，今天的所有視角均是站在過(guò)去技術(shù)基礎(chǔ)上展望的，未來(lái)的方向是一大批有開(kāi)創(chuàng)能力的廠商和工程師開(kāi)拓出來(lái)的。中國(guó)工業(yè)控制系統(tǒng)，在經(jīng)過(guò)80年代和90年代的停頓和低谷后，終于迎來(lái)了發(fā)展的高峰，眾多優(yōu)秀的工程師投入了這一波的發(fā)展浪潮，更難得很多廠商沒(méi)有簡(jiǎn)單的破解或者照搬國(guó)外的同類(lèi)產(chǎn)品，而是根據(jù)國(guó)內(nèi)的特點(diǎn)開(kāi)發(fā)出有自己特色的產(chǎn)品，我們有理由相信在未來(lái)的幾年內(nèi)，國(guó)產(chǎn)的工控廠商不光會(huì)占領(lǐng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，而且還會(huì)走出國(guó)門(mén)成長(zhǎng)成世界級(jí)的工控巨頭。
強(qiáng)大的工控產(chǎn)品研發(fā)能力是一個(gè)國(guó)家軍事、工業(yè)現(xiàn)代化的基礎(chǔ)，沒(méi)有強(qiáng)大的控制系統(tǒng)就沒(méi)有強(qiáng)大的裝備制造業(yè)，沒(méi)有強(qiáng)大的裝備制造業(yè)就沒(méi)有強(qiáng)大的生產(chǎn)加工能力。
工業(yè)控制系統(tǒng)乃國(guó)之重器，豈能容大權(quán)外落！