控制器三十年和未來十年控制器的發展方向

控制器三十年和未來十年控制器的發展方向
——珠規玉矩，智圓行方！深圳矩形科技有限公司 王晟磊

一、自動化歷史回顧：

1.1、PLC & DCS

七十年代開始從傳統使用儀表和繼電器組對應的兩個不同應用領域（過程和順序控制領域）派生出來DCS和PLC兩類產品。這兩類產品在初期確有相當多的不同，DCS對于模擬量回路控制這一塊更為重視，而PLC對于離散的邏輯控制更為拿手。當時的DCS使用通用CPU，采用解釋方式處理程序，而PLC依靠類擬于AMD2910的位塊處理器處理邏輯，相對而言在系統結構上，DCS更偏向PC，而PLC更像傳統的硬件繼電器組（位處理器）。
PLC與DCS在經過數十年的并行發展后，突然大家發現DCS和PLC的概念含糊不清了，因為PLC也在體系中加入了通用型的CPU，也大量的使用的DCS或者PC的各種軟硬件技術，特別軟邏輯PLC在指令處理原理方面與DCS并無二樣，只是上位機軟件的用戶指令不同而已。當然DCS也不是原地不動，DCS在網絡通信方面、多DPU協同工作方面、冗余方面都有了長足的發展，并廣泛的采用了基于X86的PC_BASE體系架構，充分利用了PC的技術成果。

現代的DCS與PLC的差別是相當小的，從具體的技術區分而言，DCS有基于令牌網絡的分布式實時數據庫，可以通過全量通信來保證每個DPU內的數據映象都是一致的，而PLC更多的關注單機工作，就算是聯網，也假定兩臺PLC之間只需要少量的數據交換，所以采用的主從結構的請求應答方式通信。全量和增量通信并不能說明那一種更為高級或者更好，只能說應用的領域不同，對于實時性要求高的環境增量通信是一種很適合的工作模式，而對于低速的大型控制系統，全量通信卻可以很好的保證可靠性和穩定性，可以確保每一個DPU使用的數據都是同基于同一時間切片的，這也就是DCS采用定時掃描的原因之一。
在過去數十年的發展進程中PLC與DCS都受到PC技術發展的深遠影響，特別是DCS，目前的DCS大多采用PC_BASE結構，對PC技術的吸收也相當徹底，而PLC也在80年代未至90年代的軟PLC開發浪潮中大力吸收了DCS、PC的技術，特別是在IEC61131-3標準制定出來后，產生了一系列的以開發軟PLC軟件的公司，這些公司以歐洲公司居多，這與歐洲公司的開放軟件組織成熟有一定關系。同時IEC61131-3有很強的排它性和技術壁壘特性，對于日式PLC的編程方式基本是排斥的，所以相當多的歐洲企業有興趣進軍這個行業，這方面以KW、一方梯隊、ISAGRAF、3S等尤為突出，這些公司對于工控軟件化和標準化起到了相當重要的作用，目前的各大工控公司在開發新的軟件時都會對這幾家公司的產品進行深入的研究。
最初的軟PLC開發大多以PC_BASE為硬件平臺，后來一方面PC_BASE限入了低谷，成本和可靠性都很難提升，才慢慢的加入ARM、51、AVR等CPU的支持，并一直強調開發的模塊化結構，使移植變得更為容易。
目前，PLC通常按點數和價格分成了大中小微幾種不同的檔次，同時按內部實現技術分成了硬PLC、軟編譯型PLC、軟解釋型PLC三種，按結構分成了背板式、模塊式、分布式幾種。其中大中型PLC更是在功能上加入了DCS和PC的許多功能，使其可以向上吞并一些DCS的市場，如現在很多自備電廠和化工行業都不再使用DCS而改用PLC去完成。另一方面需要引起注意的是現在PLC發展出了許多專用的PLC，包括數控專用、車用、設備專用、安全的、樓宇的等。
同時DCS也向下發展了許多有個性的產品，使其可以代替一部分PLC的產品，如淅大中控、淅大中自的某系列產品就做得比較小，只有幾個回路，帶顯示屏，可以滿足一些行業的單回路控制需要。
從目前來看，PLC與DCS必定將相互交融，在十年后我們一定不會再為控制器選DCS還是PLC而苦惱，因為它們其實是一樣的，現在大多數廠商都已認識到了這一點(大多數主流廠商新系統中都將這兩者合二為一了)，只是大多數用戶因為廠商的宣傳沒到位而沒有改變習慣。
1.2、現場總線和FCS

在軟PLC出現后不久后，一場全新的技術浪潮狠狠的撞了一下工控行業的腰，這就是現場總線。同時基于現場總線派生出了FCS的理念（全分布式的基于現場總線的控制系統），在當初，我也是FCS的擁護者和開發者，深信在芯片能力越來越強，價格越來越低的今天FCS才是未來的控制系統。可在實際的開發和應用過程中，我們發現全分散之后不光成本升高了，維護也變得更困難，因為所有的節點都依賴網絡，而網絡的可靠性就變成了一個瓶頸。這么長的網線，有任何一段出現短路或者開路都會有致命的損傷，如果采用冗余的網絡和系統，則會導致成本大增。并且分散后的邏輯，會因為一個中間節點的故障導致整個系統的重大錯誤，當然如果用戶對分布式控制理念有很深的理解當然沒有太大的問題，但事實上讓用戶工程師理解這么復雜的拓樸結構和考慮這么復雜的現場結構是不現實的。
除非是在未來的神經元網絡芯片研發方面有新的發展，可以在某一個邏輯運算節點損壞后自動由另一個邏輯節點替代，同時需要更好的基于網絡的邏輯編程軟件，這個軟件可以對于分布式的控制器進行合理的邏輯切分，并且對任一個節點損壞后出現的狀況能有合理的處理方式，或是保護或是不理。FCS發展的理想地步是只有傳感器和執行器而沒有單獨的控制器，所有的傳感器將自己的參數傳給需要的執行器，各個執行器根據網絡得到的參數運算并進行控制，同時將自己運算得到的中間值傳給其它的執行器。因為有了中間值的問題，所以整個控制網絡將變得相當復雜，每個有中間值的點都必需有合理的處理策略，理想的情況下，是當中間邏輯點出現問題后，能由任一個邏輯點進行替代，或者進行合理的保護策略。在可以預見的時間內我們將很到滿足所有要求的全新的FCS出現，在通信方面也會變得更靈活和更可靠，但我們有理由相信FCS不會在五年內真正的成為主流控制系統，但FCS的理念會被傳統的PLC吸收并消化。
在經過若干年的研究后，目前很多工程師形成了一個暫時的共識，那就是：根據現場的實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最適合的。比方在冶金行業，很多現場使用S7-400做為主站，用S7-300做為子站，把子站分布在現場，每個子站負責一個具體的任務或者一個工段。這樣一方面當網絡出現問題時，各個子站可以很好的處理自己的任務，同時每個子站到設備的距離減至了100米以內，使布線和維護變得相對簡單了。
現場總線的技術浪潮中有一個很有意思的情況，那就是IEC61158的制定過程，這個過程充分的反應了國際工控業各大利益集團的沖突，大家為了保護自己的利益在長達15年的時間內竟然未能達成一個真正有意義的協議，最后的結果是變成了8種標準并存，后來又擴到了13種（有14種標準，但有一種退出了），標準的范圍也從最初的涵蓋過程、樓宇、電力等退到了只包含過程控制，這次爭論的結果是當時的制定委員會的負責人在標準通過的當天宣布辭職，他說：“太多的標準意味著沒有標準”。其實我個人認為做一個統一的標準包含所有行業目前來看不太現實，各個行業的關注點也不同，像一般過程控制大家可能選PROFIBUS等，樓控可以選LONWORKS，數采和單一設備間通信可以選MODBUS等。但同一行業內實在應該制定一個統一的標準，我們很多工程師都會常常為了用V80聯西門子或者AB的控制系統而傷腦筋。
我個人對PROFIBUS比較有感情，因為在前幾年用了兩個人年做了一塊PROFIBUS的主站芯片，用FPGA做的，把整個PROFIBUS-DP主站的數據鏈路層的狀態機完整實現了。PROFIBUS可以說是一個很好的塊通信協議，對于可靠性方面處理是相當完備的，完全是德國人的思維方式，相當嚴謹，診斷、參數化、配置、診斷、數據交換。PROFIBUS最大的優點是狀態機與通用處理器之間的多緩存結構，使通信的實時性、一致性和可靠性得到了充分的保護。
但國家把PROFIBUS定為國家標準，這使我感到很搞笑，中國在FF和PROFIBUS之間搖擺了很多年，花了不少錢做了很多工作，但大多是表面工夫，這些研究大多脫離實際應用，或者僅僅是紙上談兵。為什么我對PROFIBUS定為國家標準感到可悲呢，這是因為西門子等公司已在技術源頭捻住了我們的脖子，它們對于PROFIBUS主站技術的封閉使中國至今少有公司能開發主站，這是因為開發主站必然會影響西門子等技術大佬的利益。其實從純技術角度而言，國內大多數有實力的公司都有能力跳開這些技術壁壘開發自主知識產權的PROFIBUS主從站芯片（本人也在02年開發了一顆主站芯片，但我離開原來的團隊后，這個項目就只是自己系統的應用而不能得到升級改進和推廣了），可惜的是國家從85開始每年投大量的錢給一些研究所，卻完全沒有看到出來的成果與應用的結合。PROFIBUS在中國的推廣只有在有低成本的芯片和成熟的解決方案出現后才有可能得到大量的應用，目前來說從站的應用已經比較多了，這得益于很多變頻器廠商希望能將自己的產品與西門子的控制系統互聯。PROFIBUS普級的最終的動力我想一定不會來源于帶有官方色彩的現場總線委員會，而會來源于國內的廣大工控廠商，為了回避惡意競爭，會有很多廠商把大量的產品出口或者貼牌賣給歐洲，而歐洲嚴厲的行規使沒有PROFIBUS接口的工控產品基本上無法銷售，到那時，我想會有更多的朋友和有實力的研發團隊投入到PROFIBUS的開發過程中來，希望這個時間盡快到來，這樣我也還能夠出上一份力。
FF協議是一種美式的浪漫主義標準，在美國多增加二十美金的成本對于一個控制器或者傳感器來說并不是什么大不了的，但對于廣大的第三世界國家，短時間內我們是不太可能接受這么貴的解決方案，而且技術上面也存在著很多的理想化，目前也只有H1在使用，H2已完全廢棄，改用工業以太網。每當我看到FF后，總讓我想起LONWORKS，我應該是國內比較早用LONWORKS開發產品的研發工程師，2000年我們對LON協議充滿了好感，特別是它的人性化的設計、七層協議的完整實現、基于網絡變量的組態方式。但在后來若干年中，我們有一種騎虎難下來感覺。1、LON協議太慢了，一個74K網絡中一秒最多也不過幾十幀；2、協議實現不完整，FT-10A的收發器根本就沒有實現P-堅持型載波偵聽多路訪問協議(P—CSMA)，所謂的回避就是減少每一秒鐘的發送數據幀數，然后每一幀發三次，這是做了很多實驗后再打電話給美國Echelon 公司后得到的正式答復“FT-10A不支持LON協議的P—CSMA”；3、LON的CPU芯片3150其實是一顆早期摩托羅拉的三核CPU，這確實為通信能力的提升帶來了很多好處，但仍然不是硬件解析的，所以速度相當慢；4、基于LONMARK的組態軟件使用戶在現場很難維護，更換任一節點后都需要重新組態和配置，并且過程相當麻煩和緩慢（可能現在的電腦速度上會快很多），這在工控現場是不可思議的；（關于LONWORKS我前些年在21iC網上寫了一篇關于LONWORKS的開發經歷，大家可以下載看一看）。
在現場總線這一節的最后面我談一談對工業以太網的看法，在這個盲目推崇以太網和TCP/IP協議的年代，我要對工業以太網潑冷水，在未來的工業系統中以太網的必要性是無可以厚非的，但以太網不是萬能的，它在實現與HMI、監視系統的聯接方面有超人的優勢，這是因為他可以很方便的提供跨區域跨平臺的互操作和訪問，特別是基于Web的e設備是未來的一個方向，這使廣大廠商都在自己的系統里面上以太網上TCP/IP。這是沒有錯的，這個方向是相當正確的，但是越來越多的工程師和科技工作者希望用工業以太網一網打凈所有需要現場總線的場合，這就不對了。工業以太網是一種商業的辦公用網絡，它在好多個領域是不適合的，1、對時間要求高的系統（實時性、重復性、順序性）；2、對效率要求比較高的系統；3、對成本要求比較高的系統；4、對可靠性要求高的系統。這是因為以太網和TCP/IP協議并不適合于工業的現場層面或者實時層面的通信，其搶占式的總線結構使時間的可靠性得不到保證、多層次的封裝導致效率的低下，對于CPU的保貴機時浪費太多、開放過度導致的安全性不夠等。對于IP的反思在通信行業上已得到廣泛的認同，原本想在3G的時代一定會是IP的天下，但實際的情況發現，在通信中的主干環節IP仍然因為效率低下而無法滿足要求(很多國際大公司都在徹底IP的理想上面吃了苦頭)，而不得不退回去仍使用ATM之類的精干協議。
當然很多朋友會提到現在CPU的速度日益上升而成本日益下降，網絡帶寬日益上升收費日益下降，對于我提出來的這些問題均可以簡單解決（實際上如果您親身開發或者使用后就覺得全不是那回事）。
最后面，我預言未來互聯網最大的用戶一定是不是人，而是機器，而是開關，而是每個燈泡，當網絡進入裝備和家居后，一個節點的成本低于50元是可以實現的。今后最賺錢的網絡必然不是GOOGLE之類的，而是設備網，如果能有一個制定標準一統江湖的設備網（為用戶提供人與設備的接口），那才是最大的市場，現場總線加網關上互聯網一定會是今后十年最好的方案。
多協議、多層次、專業網絡、行業總線將是未來十年現場總線發展的方向，不要跟風，不要選擇時髦的不適合你應用的網絡或者總線，按應用的場合，未來我們也許真的需要8種現場總線，當然一定不是現在這13種，而是根據應用的場合不同來選擇的，同時支持多種協議的網關芯片也將隨著裝備技術和芯片技術的發展而日益成熟。
1.3、PC_BASE
PC_BASE剛出現時也是在工控界引起了很大的反響，那個時代的控制器都是相當貴的，我記得當時一塊西屋公司WDPF控制系統的250M硬盤賣5萬塊，而PC硬件的低成本對于大家來說是相當大的吸引力。當時的工程師分為兩派，一派認為PC是為商用開發的，控制界只能吸收其有用的技術，而另一派認為PC技術的廣泛應用，有如此之多的軟件和硬件資源可供利用，對于控制器的標準化和降低成本有很大的好處。
在這個過程中，國內的工控廠商包括DCS、PLC和各種專用控制器都廣泛的采用了PC_BASE結構來開發新產品，當時大多使用386和486，其中ICOP的386X_M6117D是其中最好的工業級386 CPU，可惜我只能買到M6117C所以只好改用了MAPLE的486DX4-100M。
PC_BASE在近些年的發展之中遇到了一個很大的難題，當初大家之所以選用PC_BASE是因為開發方便，特別是DOS和X86兼容年代，大家可以在一周的時間編寫出一個很復雜的控制類程序，在剛有網絡的時候，大家通過BBS互通有無，當時感覺有一種一切均在掌握之中的感覺。
現在DOS使用者越來越少，于是很多的廠商在引導工程師走WINNT的平臺，而WINNT對于底層的屏蔽使廣大底層軟件開發工程師感到相當郁悶，因為WINNT體系的WDM驅動程序開發需要用到DDK等復雜工具，但如果使用XTOOLS之類的簡易開發工具又會讓人有一種隔鞋搔癢的感覺，讓PC_BASE的開放性和方便性大大的被抵消了。同時WINNT體系的低可靠性讓大多數自動化工程師望而止步。
2.0以前的WINCE也是一個讓人發狂的軟件，不光可靠性差，實時性也相當差勁，讓人懷疑這玩意只能用來做做顯示屏，后來wince2.0出來后還好一點，但個人對WINCE還是有抵觸，可能是當初吃苦頭吃多了，總認為一個工控產品不適合選用WINCE做操作系統，因為WINCE的系統結構包括兼容性、開放性、圖形方面的優點都是針對手持消費類產品的，如PDA之類，對于工控需要的高實時性和高可靠性實在有點不及格。這一方面linux要更差一些，因為linux是為商用電腦開發的，很多公司都在為linux進行減肥并把搶占式的調度機制強行加入linux，從而可以使linux可以用在嵌入式的環境，但WINCE有的缺點它也都有，同時還要更嚴重，所以也不是一個好的選擇。在操作系統方面，其實像VXWORKS和NECLUES之類的可能是一個不錯的選擇，因為用戶多是工業方面的，對系統的可控制性比較強，如果是高要求的開發者還可以買源碼，這樣如果操作系統內有問題就可以自己調試，我們就曾發現NECLUES操作系統的8019驅動方面有問題，主要是實時高速通信會有堵塞的問題，后來發現這一部分代碼是從linux的源碼中移植過來的，所以linux也有類似的問題。
對于PC_BASE體系更要命的是低檔X86的配套芯片都已停產，包括DRAM等，使大家想接著使用386、486、586都不可能了，（我一直很喜歡ICOP的M6117，可惜現在DRAM真是買不到新貨，全吃庫存了），除非使用舊芯片。同時現在intel和微軟已完全放棄了向下兼容的規則，使PC_BASE存在的意義日益減少。沒有哪家工控廠商都跟上這兩位大佬的更新速度，當你的產品準備面市時，你會發現你使用的所有器件均已停產，你只能上二手市場去買拆機件。
在PC_BASE發展過程中大多數廠商都遇到了PC_BASE單體成本高、需要用戶有較強的開發能力的問題，使PC_BASE的量很難做大，對廠商的技術支持的能力和要求很高。為此很多工控機的廠商都找到了像KW、infoteam、ISAGRAF、3S這樣的軟邏輯開發商，利用工控機或者PC104+IO板卡來組成一個控制平臺，這種控制平臺最大的優點在于可以支持現有PC的各種資源，使監、控可以做在一體，缺點主要是從小型PLC來說，成本太高，從中大型PLC來說點數又太少，同時抗干擾和抗振動方面存在許多架構性問題。
這一章結尾，我們談一談其它的中高檔處理器，在前些年我們花了很多的時間試用過多種不同類型的中高檔CPU想選一款理想的處理器而不可得，那個時侯民品方面的工程師都將目光轉向ARM，因為大多數情況下在WINCE和linux上開發X86的軟硬件和在ARM上開發類似的程序難度差別不大，而且ARM的成本比X86要低很多。我們試用了幾種ARM后（當時ADI公司的工業級ARM還沒出來）感覺ARM用在工業上面不大理想，大把顯示、音頻、VGA、以太網MAC之類的功能都在工控常規平臺內用不上，而且ARM的抗電磁兼容方面也是一個頭痛的問題，對于一般要求的2000V快速脈沖還可以滿足，但再向上走就很難做到。目前來說選擇可能會簡單很多，相當多的工業用ARM、coolfire、AVR、M16使開發者有更多的選擇，其中做為控制來說，M16真是一個很合適的處理器，可惜是日本產的。
1.4、PLC、DCS、PC的交叉點：
在現有技術的發展過程中，因為IC技術、通信技術、軟件技術的高速發展。PLC、DCS、IPC在近幾年出現了相當多的交叉和重復，基本上變成了PLC看起來更像DCS，而IPC改頭換面之后與大多數的軟PLC并無二樣，也采用模塊化結構，也使用IEC61131-3的五種語言，在使用上面比大多數的PLC更加容易更加偏軟件。
這些年經常見到一些朋友問到底DCS與PLC的區別是什么，IPC+軟邏輯之后是不是PLC？
這個問題真是一個很模糊的問題，因為差別實在是太小了。我曾經研發了五年的DCS又研發了四年的PLC，其中更多次使用IPC+軟邏輯開發過PLC產品，所以從我們做研發的定義來分辨這幾種產品吧。
DCS：
DCS原來設計主要是為順序控制開發的，大多數執行是定時掃描方式，循環的速度要求不高，多數在50ms~1秒以上可以設，但DCS應用的場合主要是電廠的主控、化工、造紙等，這些場合是一些比較復雜的模型，需要較強的模擬量運算能力，同時大多數DCS都針對不同的行業開發不同的功能塊，使用戶在使用時不需要自己用PID之類的算法做控制，而是抽象到了模型或者回路這一層。
另外DCS的用途點數通常比較多，很多大系統加上中間點可以達到20萬點以上，硬IO點數也在數萬點之多，如果用一臺控制器當然是很困難的，所以大多數DCS在基于網絡的多DPU協同工作方面有很強的能力。
超強的冗余功能，冗余與熱備這是兩種完全不同的技術，很多廠商完全混淆這兩種概念誤導客戶，大多數冗余的故障切換時間都在uS級，這是嚴格的無縫切換，而熱備則帶有很多的軟件特征，切換慢一點的如某公司的400系列某型大型PLC，需要數分鐘之久。同時冗余也還有雙CPU通過雙口RAM和通過串行通信等數種不同的實現方式，這里面帶有著相當大的成本和性能不同，用戶在選取時需要認真調研。
每一個DPU內均有一塊實時數據庫，實時數據庫按站數和內外分成多塊，每個站都用廣播方式將自己的變量全量發送出去，同時每個站都會接收和更新其它站廣播過來的全局變量，這樣使每個站都可以實時的得到其它站的數據，從而使DCS可以很好的控制一個大系統。
DCS的控制器和HMI（人機界面）通常是合二為一的，這也比較適合大型過程控制的監控室，這使DCS更顯示出濃厚的PC根源。
DCS的控制網絡通常都是封閉的，通過一個歷史數據庫或者網關與外網交互，同時DCS對于工程師站、操作員站的定義比PLC工程體系要更為清晰和明顯。
PLC：
小型微型PLC倒沒什么沖突，因為結構和低成本的原因與其它兩類產品完全不同。但中大型PLC因為大量使用PC_BASE技術使其與DCS和IPC+軟邏輯基本上沒有差別，只是因為這些廠商大多之前就是PLC廠商而且客戶群都是PLC的客戶，所以他的產品就叫PLC。
IPC+軟邏輯：
在十幾年前美歐的幾個專家在這個問題有過一段很長時間的爭論，圍繞了一個問題是IPC+軟邏輯如何實現才是合理的，因為當時主要有幾種聲音，一種是完全反對IPC在控制中的使用，因為顯而易見的可靠性問題，包括操作系統的兼容性與可靠性如何并重。另一種是完全支持IPC在工控中的應用，并認為要使用標準的PC軟硬件，這樣才可以使兼容性和開放性的優點充分體現。最后一種是一種折中的方案，把PLC插入IPC內，做為IPC的一個板卡。在實現上面也有這么幾種方案：
方案一：標準操作系統，包括WINNT（含XP、2000、NT等）、linux、DOS，加軟邏輯軟件
方案二：標準操作系統加PLC卡，這樣當電腦死機時控制不會受影響，重啟電腦并不影響PLC，同時PLC與PC之間通過共享內存或者雙口RAM進行數據交互。使其可以有PC的開放性和各種資源同時可以保證控制部分的可靠性。
方案三：重新設計的硬件系統如模塊化結構再加上軟邏輯軟件，使其硬可靠性與PLC完全相同，只是使用了X86的CPU和芯片組而已。
方案一，在一些特殊的應用場合有一部分市場，主要是在運控、圖像、顯示方面有其很大的優點；方案二是一個很保守的做法，但成本方面比較高；方案三其實已經是一個PLC了。
1.5、數控系統
數控系統的實現目前也有好幾種方案：
方案一：通用PLC帶數控功能
這對于需要邏輯控制又需要相對簡單的位置控制的用戶來說是一個很好的選擇，無論是成本和開發難易度都有很多優勢，不過通用型的PLC大多沒有插補指令（部分產品有），并且不支持G代碼，無法與CAD軟件進行無縫聯接。
方案二：專用的數控系統
這種系統有很多使用PLC的平臺加DSP加FPGA實現，高檔的這種系統可以與CAD軟件無縫聯接，從CAD導出來的G代碼在經過編輯或者不需要編輯下載到控制器內就可以做出各種對應的動作出來。該種系統對于多軸聯動、插補、G代碼均有很強的支撐能力，同時一般帶有顯示，可以在運行時同步在顯示屏上顯示運動的軌跡。
方案三：IPC+數控板卡
這是國內數控廠商的主要形態，有靈活性高的優點，但很多系統不支持標準的G代碼，而是要用戶使用C、C++語言或者VC去編寫對應的控制程序，由板卡廠商提供函數庫。當然目前大多數情況下是由數控廠商代用戶完成這一部分的編程。
這種開發方式的優點是顯而易見的，廠商的開發成本低，靈活度高，但是需要數控廠商提供相當多的技術支持，如果客戶數量多則廠家很難有足夠的支持能力，所以這類廠商大多都希望能開發方案二的數控平臺。

1.6、樓控
樓宇控制可以說是一個很好玩的行業，價格奇高，但功能卻不并復雜，所以現在有很多工程商在使用小點數的PLC組網代替DDC，但在易開發方面相對要差一些（主要是監控軟件），主要是樓宇本身是高利潤行業，大家對一個點近千元的價格并不感到無法承受，只有當樓市價格下降競爭大了才會有可能重視成本方面。
個人認為未來樓控很難作為一個單獨的控制器種類存在，而會被其它產品給吞并，例于PLC。
1.7、數采
數采行業因為受到了GPRS、GSM等業務的影響，正出現一次比較大的變革，特別是在遠距離方面，傳統的MODEM、RTU方式正受到很大的沖擊，在我們經手的很多環境監控、管道監控、路燈節能、水文監控方面很少有客戶能經受GPRS DTU的誘惑。DTU的基于網絡和透明通信方式深受大家的喜愛，只是目前DTU的價格相對而言還是比較高，如果能掉到GSM MODEM的價格就比較合適了。除此之外移動對于數據業務的支持還是不夠，早期還可以用神州行卡，現在已全部關閉了，只能用全球通，而全球通每月50元的月租實在讓人很惱火，一個城市的路燈節能控制器如果全部上GPRS，假設有1000個點，那么每個月就需要5萬元的開支，還不包括流量的收費，對于公共事業這還算好，對于工廠或者電梯的監控就很難受了。
無論如何GPRS DTU是一個方向，單節點月費用不超過二十元，單節點價格低于400元時將是其大行其市的日子。
2、未來的控制系統
前面講了這么多歷史，下面看看我心目中的未來控制器。
經過FCS和現場總線的浪潮后，各大公司好像都累了，這幾年大家都在底頭為下一代的控制器做各種研發和準備（包括理論和實踐），在這個過程中，我們與東芝、AB、思博等公司進行了比較深入的合作和交流同時也有了一些自己的想法：
我認為將來的控制器將會分為以下三類：
第一類：
單芯片控制器：
單點價格在10元左右，支持可編程，可以帶現場總線或者網絡。只需要加上很少的外部電路就可以實現一個可編程控制器的功能。從某種意義上來說這將會改變未來的硬件研發方式，大多數的研發工程師將不用C語言開發產品，而會使用圖形化的軟件開發，工程師與底層的聯系越來越遠，軟件的模塊化、圖形化、表格化將是一種趨勢。
德維森的V60系列可編程智能繼電器產品無疑是這種方案的一個實行者，不需要太多復雜功能，成本要相當低，聯網功能可選，這樣少點數的PLC將是一種比較現實的產品。
這一部分的產品目前已經有很多國內外的廠商在做這一方面的研發工作，最大的一個問題在于取舍，那一部分功能是不需要的，那一部分成本是可以減下來的，是否能很清晰的定義和標準化這類產品，使其變成一個和低壓電器類似的常規電器，并可以結合FCS的思想把這類產品做到未來的智能家居中去，這樣一方面量可以足夠支撐成本的下降，也可以加速這種小控制器的標準化。
很多朋友可能會想到萬可的產品，萬可的產品現在價格并不存在這種優勢，同時過分的分離使其成本很難達到要求。
個人認為這一部分的產品需要一個比較長時間的標準化和一個大的市場的沖擊，個人認為可能是在下一代的智能家居方面，很多朋友都找我談過可不可能做一個很低成本的帶無線通信的很少點數的可編程控制器，用于智能家居和智能樓宇方面，但我一直忙于現有產品的研發和市場推廣工作，無力再去開辟一個新戰場。當然我相信在國內控制器研發日益成熟的今天很快就會有人把這種產品開發出來，需要注意的是基于網絡變量的編程軟件對于這個行業是不可少的。
未來每個燈或每一組燈帶一個可編程控制器將不是夢想，我想在未來的三五年之內將可以看到這一類產品的大放異彩。
第二類：
多控制系統的通用平臺：
在一個小體積的前提下，有PLC、DCS、IPC、數控等多種控制器，各種控制器之間可以通過光纖或者超高速的串行總線也可以是背板進行互通，大家可以共享數據和信息。IO模塊通過串行總線或者背板與CPU進行交互。
這種結構必需是一種積木式的結構，大家可以在統一的結構和平臺上按自己的需要選擇不同價格和功能的控制器、IO模塊，比方說你使用的環境是設備控制，不需要復雜的運算，你就可以只選用PLC單元，而半年后，如果用戶需要增加歷史數據庫和監控，那么用戶可以買一個PC單元加入現有的控制系統，并通過一些設置和編程從而可以實現他需要的功能，而不需要在邊上加一個電腦，當然這個PC單元是模塊化結構的而不是通常的IPC。
這種控制系統核心是數據的交互和共享，這包括編程環境的整合和開發工具的完備，同一個變量必需在不同的控制器內是同樣的數據結構，比方說變量A是由PLC產生的，但DCS和PC端也需要使用，那么應該可以在同一個集成的開發環境內可以從DCS的程序中看到同樣的變量A，同時在PC端的數據庫和HMI軟件上可以使用到變量A。另外PC上的分析軟件和優化軟件也可以在同一個開發環境內對控制系統的工藝和算法進行尋優。
PAC是當前這種發展的一個子集，我個人更希望PAC能在PC方面的功能加強，真正突顯出用戶方便使用的開放的接口，而不是純宣傳的功能，因為那樣才能顯示出一個新品種的特點來，否則與傳統的軟PLC并無二樣，就變成了一個純口號了。
這種多控制系統的通用平臺是一場軟件的革命，從硬件角度來說，目前已有相當多的控制系統是帶有這些特性的，比方說東芝公司的未世代綜合控制器等，他們在同一個背板總線上可以插入三種不同的控制器，分別是PLC、DCS、PC，在軟件方面他們也做了相當多的工作，使其可以很方便的進行跨控制器交互。但軟件方面的交互和工具的完備需要一個較長的發展時間，大家可以拭目以待。
說到東芝公司，日本人的團結使我感到吃驚，目前多家日系的控制器廠商擁有一個共同的控制系統研究所，這個研究所開發出來的平臺和軟件可以供這幾家公司共同使用，東芝的負責控系統開發的莧總工也是一位相當有遠見的專家，與其多次交流均很受益。特別需要注意的是莧先生、德國infoteam的布蘭德博士和KW的老總都是白發蒼蒼的長者，讓人感到敬佩的是這幾位長者對于技術的執著和深入，而國內我見到很多小伙子二十幾歲就開始擔心到三十歲還能不能干技術，是不是要換行做管理或者市場。其實工控就像酒一樣，時間越長越有味，在中國老一輩還在前線的工程技術人員少的原因主要是因為文革和改革開放初期的全民皆商給破壞掉了，如果不出意外，我想本人到60歲都還會對技術充滿興趣。
第三類：
專用控制器：
我和一位朋友做過一次總結，單一廠商單一種產品或裝備，如果年產量超過1000臺，都會有人開發專用控制器，這不是悲觀，而是因為成本和競爭造成的，比方說注塑機，在以前大多使用PLC，而現在大部分都使用專用的控制器。再比方說回流焊，這以前是西門子S7-200的傳統市場，一套PLC加一個PC，現在相當多的廠商在用亞當溫控模塊或者IPC加板卡的方式做各種嘗試，同時已經有不少廠商用單片機開發了專用的控制器。再比方說電梯，這是三菱傳統的市場，現在被專用控制器擠掉了一大半的市場，這只是說這幾個行業成熟了標準了。
但是目前的專用控制器實現方式也有其局限性，如果這個行業的產品都是標準化的，用戶沒有多少非標需要，那么問題不大，可是如果有需要客制化做改動的，那么選擇專用控制器就不是太適合了。
這就是德維森推崇的利用通用可編程平臺開發專用控制器，也就是用PLC的平臺開發專用控制器，這樣成本和單片機差不多，卻可享受PLC可編程優勢，對用戶的需要可以進行各種修改，同時還可享受PLC標準的各種接口，比方說網絡、通信、數控等，而不需要再去重新開發這些功能。更重要的它的結構是按裝備生產廠商需要設計的，可以帶液晶或者數碼管的顯示，用戶不需要硬件和多余的點數都被去掉。成本方面比通用的PLC更有競爭力。
目前德維森有三個開發平臺，一個是中型PLC平臺，一個是V80小型PLC平臺，另一個是V60可編程繼電器平臺（軟PLC）。中型PLC目前已在相當多的鋼鐵、石化、電力、造紙行業應用，而小型PLCV80平臺將目益向高端前進，目前的功能和性能已可與國外任一家的功能相比美，更在70多個不同的行業得到廣泛的應用，特別是新版本軟件出來的，使用變得更加方便和強大，大家有興趣的可以來電試用，V60是一個全新的低成本的微型PLC，性價比相當高，目前主要是在水泵行業使用，用來做智能繼電器是最合適不過了。同時我們正在開發下一代的大中小型共用的PLC平臺N系列，這個平臺將會徹底改變人們對PLC的認識，也將會使PLC在更多的行業得到使用。
3、結束語：
我認為自動化行業可以粗分為三個層面，第一個層面是理論層面，各高校和研究院所的科學家們接承數理化的發展對自動化行業進行歸納和引導，國內這個層面的專家與實踐有些脫鉤，各高校的同志可能會發現這一點，這個層面是數理化在自動化行業的融合。第二個層面是應用層面，通過選取各家的控制系統針對特定的行業，結合特定的工藝進行工程應用，目前國內相當缺乏有跨行業能力能為行來自動化應用提出歸納性意見的專家，這個層面是行業工藝與自動化技術的融合。第三個層面是控制系統的生產和研究廠商，德維森就處于這個層面，這個層面是電子、軟件與自動化行業的融合。縱橫三個層面需要大家更多的合作和支持，只有三個層面得到很好的交流和支撐才能使中國的自動化真正的走好走強。
同時未來的控制系統最主要的工作在于軟件和標準化方面，如何打破各大工控廠商和各大利益集團的壁壘是很困難的事情，希望不要像IEC61158一樣十五年出來一個完全無用的標準。在這一方面中國的廠商有其先天的優勢，因為是后進份子，所以沒有包袱，可以選擇任何對自己有利的結構和技術，同時傳統以來中國產品低價的習慣也會起到很大的作用，先是量變最后是質變！但國內各廠商如何進行合作，通過什么樣的方式鼓動大家，使大家愿意放開短時間的小利而放眼全球的大市場是一個很困難的任務，這需要有魄力的企業家和有能力的組織者。