從最終用戶角度討論P(yáng)LC發(fā)展方向

　　在這里，我們不再去討論P(yáng)LC的可靠性、穩(wěn)定性、功能的多樣性等事情。因?yàn)檫@些事情，從目前的技術(shù)環(huán)境來看，是PLC必須具備的特性。我們試著從最終用戶的角度去討論P(yáng)LC的發(fā)展方向。

　　最終用戶到底需要些什么呢？我們來看看工業(yè)現(xiàn)實(shí)中哪些看似解決，卻又未能解決的問題：

　　一、工業(yè)控制是不是適應(yīng)所有環(huán)境？

　　現(xiàn)實(shí)中，有很多的代加工廠，他們的工藝是根據(jù)用戶的訂單確定的，工藝的變動幾率很大，這樣的控制任務(wù)如何實(shí)現(xiàn)？當(dāng)然，我們可以組建一支自動化控制隊伍，隨時應(yīng)對變化的工藝。那么按照現(xiàn)在的技術(shù)環(huán)境，需要多少時間完成一個中等規(guī)模的控制任務(wù)呢？是幾個星期？還是幾個月？顯然，這不是用戶需要的控制系統(tǒng)。更何況對于一般的企業(yè)，維護(hù)、組建這樣一支隊伍并非易事。

　　二、控制系統(tǒng)對編程人員的依賴問題

　　用戶的控制系統(tǒng)不是手機(jī)，壞了可以扔掉重新買一部。那么壞了怎么辦？工藝需要升級了怎么辦？當(dāng)然去找你的控制系統(tǒng)組裝商。在激烈的市場競爭中，你的組裝商可能已經(jīng)不存在了，或者，給你編程的人員已經(jīng)辭職了。站在用戶角度，這是制約控制系統(tǒng)應(yīng)用最嚴(yán)重的心病。

　　三、用戶工藝的保密性問題

　　有人說，我們簽有保密協(xié)議，可以解決這一問題。然而，現(xiàn)實(shí)的環(huán)境是很多的大公司都不能解決這一問題。

　　在人們熱烈討論工業(yè)4.0、中國制造2025的時候，我卻在思考算盤與計算器的問題，目前工業(yè)控制是處于算盤時代呢？還是處于計算器時代？我想，在算盤時代因?yàn)闆]有計算器，算盤一定是這樣描述自己：

　　1、我制作簡單，成本低

　　2、我可靠性高，穩(wěn)定性強(qiáng)

　　3、我功能強(qiáng)大，可以做加減乘除

　　4、我有一套規(guī)則，勤學(xué)多練習(xí)就會

　　這樣的描述在算盤時代是不是很有道理？它的問題是：就算是一道中等算題，就夠算盤師忙的。而計算器則不一樣，不過是按幾個鍵的事。我們的PLC更像誰？是不是更像算盤？因此，“柔性制造”的提出，是不是應(yīng)先把算盤進(jìn)化成計算器？

　　在控制領(lǐng)域，有很多的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)則，沒有規(guī)矩不成方圓，標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)則可以規(guī)范行為，自然是個好東西。然而，事物的發(fā)展總要求變化這些規(guī)則，因?yàn)椋藗兛傁Ｍ脩艄に嚨膶?shí)現(xiàn)就像打一個電話那樣簡單。現(xiàn)有的規(guī)則顯然不能提供這樣的需求。

　　然而，目前討論得最多的是：是基于PC的PLC好，還是基于嵌入式的PLC好；是基于傳統(tǒng)總線協(xié)議的好，還是基于以太網(wǎng)的好；是你家的以太網(wǎng)協(xié)議好，還是我家的以太網(wǎng)協(xié)議好；是東家的PLC好，還是西家的PLC好……百思不得其解是：好像“柔性制造”就是通訊協(xié)議上的事，其它的都是小事。于是一些協(xié)議設(shè)計得很復(fù)雜，恨不

　　得干完所有的事。我卻認(rèn)為最好的通訊協(xié)議應(yīng)該設(shè)計得像人民幣，人民幣只說了三個事情：1、出自哪里、面值多少、防偽標(biāo)識。人民幣交換勞動；2、通訊協(xié)議交換數(shù)據(jù)，而一些協(xié)議出于應(yīng)用的考慮，把“財政部”的事干了；3、為了防止人民幣用于犯罪，把“公安部”的事也干了。這是值得思考的事情。簡單、可靠、易于應(yīng)用就是好協(xié)議。

　　一個計算器的實(shí)現(xiàn)難度大？還是一個用戶工藝控制實(shí)現(xiàn)難度大？我想，一定是計算器的實(shí)現(xiàn)難度大。那么，為什么PLC的應(yīng)用比計算器難得多？那是由于我們無法預(yù)先知道用戶工藝，也就無法預(yù)先定制。我們只能通過現(xiàn)場一對一的編程模式，實(shí)現(xiàn)這種定制，于是出現(xiàn)了我們目前的控制模式，好像也是唯一的模式。

　　要把算盤進(jìn)化成計算器，需要做的第一件事是系統(tǒng)資源的透明化，也就是不論是任何總線上的開關(guān)、指示燈、儀器、儀表、設(shè)備，還是PLC上的開關(guān)、指示燈、儀器、儀表、設(shè)備，系統(tǒng)應(yīng)無區(qū)別交換數(shù)據(jù)。你可以進(jìn)行一些簡單設(shè)置，但數(shù)據(jù)的交換是自適應(yīng)用戶免編程的，這看上去有點(diǎn)難，好在我們實(shí)現(xiàn)了它。

　　顯然，只有系統(tǒng)資源的透明化是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。我們得有一個先進(jìn)的用戶工藝驅(qū)動模型。它不是說的怎樣去給PLC編程，而是說的一個設(shè)備怎樣利用系統(tǒng)資源去完成用戶需要的一個工藝點(diǎn)。這與現(xiàn)有的控制模型是顛倒的，現(xiàn)有的控制模型是通過PLC的編程實(shí)現(xiàn)了這個工藝點(diǎn)，而新的模型是你給我實(shí)現(xiàn)工藝點(diǎn)的條件，如何去給PLC編程，SCADA如何去監(jiān)控、獲取上層軟件需要的數(shù)據(jù)，不是我的事，系統(tǒng)應(yīng)自動完成。

　　數(shù)據(jù)驅(qū)動在PLC中是一個新的慨念，它不是指的一個功能的多重背景數(shù)據(jù)塊，而是讓數(shù)據(jù)具備自動尋址的能力。這個能力是在模型中定義的。借助這一慨念，系統(tǒng)功能得以重大突破，比如：

　　1、動態(tài)配方。

　　配方的記錄在運(yùn)行中可由工藝自動調(diào)配，配方的元素可由工藝當(dāng)時的情形進(jìn)行動態(tài)自動取值，你應(yīng)該感知到這意味著什么，這意味著“柔性制造”在控制底層的實(shí)現(xiàn)，邁出了真正意義上的一步！

　　2、運(yùn)動配方

　　運(yùn)動控制目前是一個如火如荼的話題，典型的是工業(yè)機(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人大多是同步完成一組規(guī)劃的動作，運(yùn)動配方能夠根據(jù)工藝的需求動態(tài)調(diào)用不同的動作組，配合用戶工藝。當(dāng)然，你可以將動態(tài)配方運(yùn)用其中，完成更為復(fù)雜的需求。運(yùn)動控制采用了硬件中斷進(jìn)行同步，它不但實(shí)現(xiàn)自身運(yùn)動軸同步，還實(shí)現(xiàn)與其它運(yùn)動軸及工藝設(shè)備進(jìn)行同步。

　　3、 控制融合

　　人們總是把控制細(xì)分出很多東西：過程控制、離散控制、運(yùn)動控制。這樣的細(xì)分對于解決單塊的問題可能簡單了，然而，相互之間的資源引用卻變得復(fù)雜了。過程控制、離散控制、運(yùn)動控制的深度有機(jī)融合，可以極大的拓展系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。過程控制、離散控制、運(yùn)動控制的資源可以相互透明引用，它們之間的運(yùn)行，由于資源的共享實(shí)現(xiàn)了高度協(xié)調(diào)、同步。

　　4、裸機(jī)冗余

　　沒有用戶工程，一臺同型號的PLC插上一條冗余線，即可冗余PLC。是不是有魔法般的感覺？這是真的嗎？是的，這是真的！有的事情，給用戶的感覺就是應(yīng)該這樣簡單，這才是優(yōu)秀系統(tǒng)的表現(xiàn)。

　　當(dāng)然，未來PLC的特點(diǎn)遠(yuǎn)不止這些，比如，它應(yīng)該是一個真正意義的FCS架構(gòu)系統(tǒng)；而不是看上去像一個FCS架構(gòu)，這主要要解決編程復(fù)雜的問題，這對于數(shù)據(jù)驅(qū)動模型已不是問題，已經(jīng)解決了這個問題；它應(yīng)該是一個通用系統(tǒng)，不論是工業(yè)控制，還是智能家居……都應(yīng)該有統(tǒng)一協(xié)調(diào)的解決方案。