控制器三十年和未來(lái)十年控制器的發(fā)展方向

1、.控制器三十年和未來(lái)十年控制器的發(fā)展方向一、歷史：1.1 PLC & DCS控制器在七十年代開(kāi)始從傳統(tǒng)使用儀表和繼電器組對(duì)應(yīng)的兩個(gè)不同應(yīng)用領(lǐng)域派生出來(lái)DCS和 PLC 兩類產(chǎn)品。這兩類產(chǎn)品在初期確有相當(dāng)多的不同，DCS 對(duì)于回路控制這一塊更為重視，而 PLC 對(duì)于離散的邏輯控制更為重視。當(dāng)時(shí)的DCS 使用通用CPU，采用軟解釋方式處理程序，而PLC 依靠類擬于AMD2910的位塊處理器處理邏輯，相對(duì)而言在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上，DCS 更偏向軟件，而PLC 更像傳統(tǒng)的硬件繼電器組。艾馳商城。在經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展后，突然大家對(duì)于DCS 和 PLC 的概念含糊不清了，因?yàn)镻LC 也在體系中加入了通用型的

2、CPU，特別軟邏輯PLC 在指令處理原理方面與DCS 并無(wú)二樣，只是上位機(jī)軟件的用戶指令不同。不過(guò)DCS 也不是原地不動(dòng)，DCS 在網(wǎng)絡(luò)方面、多DPU 協(xié)同工作方面、冗余方面都有了長(zhǎng)足的發(fā)展，并大多數(shù)采用了X86 的體系架構(gòu)，充分利用了PC 的技術(shù)成果。那么現(xiàn)在的DCS 與 PLC 的差別是相當(dāng)小，從具體的技術(shù)而言，DCS 有基于令牌網(wǎng)絡(luò)的分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，可以通過(guò)全量通信來(lái)保證每個(gè)DPU 的映象數(shù)據(jù)都是最新的，而PLC 在這一塊更多的注重單機(jī)工作，就算是聯(lián)網(wǎng)，也假定兩臺(tái)PLC 之間只需要很少量的數(shù)據(jù)交換，所以采用的主從結(jié)構(gòu)的請(qǐng)求應(yīng)答方式通信。在發(fā)展過(guò)程中PLC 與 DCS 都受到 PC 技術(shù)

3、發(fā)展的深遠(yuǎn)影響，特別是DCS，目前的DCS 大多采用 PC_BASE結(jié)構(gòu)，對(duì) PC 技術(shù)的吸收也相當(dāng)徹底，而PLC 則是在 80 年代未 90 年代的軟PLC 開(kāi)發(fā)浪潮力吸收了DCS、PC 的技術(shù)，特別是在IEC61131-3 標(biāo)準(zhǔn)制定出來(lái)后，產(chǎn)生了一系列的以開(kāi)發(fā)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(kāi)放軟件組織成熟有一定關(guān)系，同時(shí)IEC61131-3 對(duì)于日式PLC 的編程方式基本是排斥的，所以相當(dāng)多的歐洲企業(yè)有興趣進(jìn)軍這個(gè)行業(yè)，這方面以KW、一方梯隊(duì)、 ISAGRAF、3S 等尤為突出，這些公司對(duì)于工控軟件化和標(biāo)準(zhǔn)化起到了相當(dāng)重要的作用，目前的各大工控公司在開(kāi)發(fā)新的軟

4、件時(shí)都會(huì)對(duì)這幾家公司的產(chǎn)品進(jìn)行深入的研究。Word 文檔.最初軟 PLC 的開(kāi)發(fā)大多是以PC_BASE為藍(lán)圖的，只是在后來(lái)才慢慢的加入ARM 、51、 AVR等 CPU 的支持，并一直強(qiáng)調(diào)開(kāi)發(fā)的模塊化結(jié)構(gòu)，使移植變得更為容易。目前的情況是PLC 按點(diǎn)數(shù)和價(jià)格分成了大中小微幾種不同的檔次，同時(shí)按實(shí)現(xiàn)分成了硬PLC、軟編譯型PLC、軟解釋型PLC 三種，按結(jié)構(gòu)分成了背板式、模塊式、分布式幾種。其中型 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(chǎng)，如現(xiàn)在很多自備電廠和化工行業(yè)都不再使用DCS 而改用 PLC 去完成，橫向來(lái)說(shuō)PLC 發(fā)展出了許多專用的P

5、LC，包括數(shù)控專用、車用、設(shè)備專用等。同時(shí) DCS 也向下發(fā)展了許多有個(gè)性的產(chǎn)品，使其可以代替一部分PLC 的產(chǎn)品， 如淅大中控、淅大中自的某系列產(chǎn)品就做得比較小，只有幾個(gè)回路， 帶顯示屏， 可以滿足一些行業(yè)的需要。1.2 現(xiàn)場(chǎng)總線和FCS在軟 PLC 出現(xiàn)后不久，一場(chǎng)新的技術(shù)浪潮沖進(jìn)了工控市場(chǎng)，這就是現(xiàn)場(chǎng)總線，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)總線派生出來(lái) FCS 的理念，在當(dāng)初，我也是 FCS 的擁護(hù)者和開(kāi)發(fā)者，深信在芯片能力越來(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)。可是在實(shí)際的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)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)都依賴網(wǎng)絡(luò)， 而網(wǎng)絡(luò)的可靠性就變成

6、了一個(gè)瓶頸。 這么長(zhǎng)的網(wǎng)線， 有任何一段出現(xiàn)短路或者開(kāi)路都會(huì)有致命的損傷， 如果采用冗余的網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)， 則在成本方面大增。 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)然如果用戶對(duì)分布式控制理念有很深的理解當(dāng)然沒(méi)有太大的問(wèn)題， 但事實(shí)上讓用戶工程師理解這么復(fù)雜的拓樸結(jié)構(gòu)和考慮這么復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)是不現(xiàn)實(shí)的。除非是在未來(lái)的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)芯片研發(fā)方面有新的發(fā)展，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)或是不理。

7、 FCS發(fā)展的理想地步是只有傳感器和執(zhí)行器而沒(méi)有單獨(dú)的控制器，Word 文檔.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，能由任一個(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)間我們將看到能滿足所有要求的全新的FCS 出現(xiàn)，在通信方面也會(huì)變得更靈活和更可靠。目前在經(jīng)過(guò)若干年的研究后，大家都形成了一個(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

8、下是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(yè)，很多現(xiàn)場(chǎng)使用S7-400 做為主站，用S7-300 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)具體的任務(wù)可者一個(gè)工段。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，使布線和維護(hù)變得相對(duì)簡(jiǎn)單了。現(xiàn)場(chǎng)總線的技術(shù)浪潮中有一個(gè)很有意思的情況，那就是IEC61158 的制定過(guò)程，這個(gè)過(guò)程充分的反應(yīng)的各大利益集團(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)

9、準(zhǔn)的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，這次爭(zhēng)論的結(jié)果是當(dāng)時(shí)的制定委員會(huì)的負(fù)責(zé)人在標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)的當(dāng)天宣布辭職，他說(shuō)：“太多的標(biāo)準(zhǔn)意味著沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)”。 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)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)采和單一設(shè)備間通信可以選MODBUS 等。但同一行業(yè)實(shí)在應(yīng)該制定一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，我就常常為了聯(lián)西門子或者AB 的控制系統(tǒng)而傷腦筋。我個(gè)人對(duì) PROFIBUS比較有感情， 因?yàn)樵谇皫啄暧昧藘蓚€(gè)人年做了一塊PROFIBUS的主站芯片，用 FPGA 做的，把整個(gè) PROFIBUS-D

10、P 的數(shù)據(jù)鏈路層的狀態(tài)機(jī)完整實(shí)現(xiàn)了。PROFIBUS可以說(shuō)是一個(gè)很好的塊通信協(xié)議，對(duì)于可靠性方面處理是相當(dāng)完備的，完全是德國(guó)人的思維方式，相當(dāng)嚴(yán)謹(jǐn)，診斷、參數(shù)化、配置、診斷、數(shù)據(jù)交換。PROFIBUS最大的優(yōu)點(diǎn)是狀態(tài)機(jī)與通用處理器之間的多緩存結(jié)構(gòu)，使通信的實(shí)時(shí)性和可靠性得到了保護(hù)。Word 文檔.1.3 PC_BASEPC_BASE剛出現(xiàn)時(shí)也是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)貴的，我記得當(dāng)時(shí)一塊西屋公司W(wǎng)DPF 控制系統(tǒng)的250M 硬盤賣 5 萬(wàn)塊，而 PC 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)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

11、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)的工控廠商包括結(jié)構(gòu)來(lái)開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，當(dāng)時(shí)大多使用工業(yè)級(jí) 386 CPU，可惜我只能買到DCS、PLC 和各種專用控制器都廣泛的采用了PC_BASE386 和 486 ，其中 ICOP 的 386X_M6117D 是其中最好的M6117C 只好改用了MAPLE 的 486DX4-100M 。PC_BASE在近些年的發(fā)展之中遇到了一個(gè)很大的問(wèn)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 年代和 WIN98 年代，大家可以在一周的時(shí)間編寫出一個(gè)很復(fù)

12、雜的控制類程序，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)。現(xiàn)在 DOS 使用者越來(lái)越少，于是很多的廠商在引導(dǎo)工程師走WIN 的平臺(tái)，而WIN 對(duì)于底層的屏蔽使廣大底層軟件開(kāi)發(fā)工程師感到郁悶，因?yàn)閃INNT 體系的 WDM 驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)需要用到 DDK 工具，就算是使用XTOOLS 之類的簡(jiǎn)易開(kāi)發(fā)工具又讓人有一種隔鞋搔癢的感覺(jué)，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)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)

13、 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)?WINCE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)類產(chǎn)品的，如PDA 之類，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)?linux 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 ，從而可以使嵌入式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)

14、像 VXWORKS 和 NECLUES之類的可能是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，因?yàn)橛脩纛惗嗍枪I(yè)方面的，對(duì)系統(tǒng)的可控制性比較強(qiáng)， 如果是高要求的開(kāi)發(fā)者還可以買源碼，這樣如果操作系統(tǒng)有問(wèn)題就可以自己調(diào)試，我們就發(fā)現(xiàn)Word 文檔.NECLUES操作系統(tǒng)的8019 驅(qū)動(dòng)方面有問(wèn)題，主要是實(shí)時(shí)高速通信會(huì)有堵塞的問(wèn)題，后來(lái)發(fā)現(xiàn)這一部分代碼是從linux 的源碼中拷過(guò)來(lái)的，所以linux 也有類似的問(wèn)題。對(duì)于 PC_BASE更要命的是低檔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，（我一直很喜歡ICOP 的 M6117 ，可惜現(xiàn)在DRAM 真是買不到新貨，

15、全吃庫(kù)存了），除非使用舊芯片， ，當(dāng)時(shí)我們花了三年多的時(shí)間試用過(guò)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(gè)時(shí)侯民品方面的工程師都將目光轉(zhuǎn)向ARM ，因?yàn)榇蠖鄶?shù)情況下在WINCE 和 linux 上開(kāi)發(fā) X86 的軟硬件比在ARM 或者 AVR 處理器上開(kāi)發(fā)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?cè)囉昧藥追NARM 后（當(dāng)時(shí)AD 公司的工業(yè)用ARM 還沒(méi)出來(lái)）感覺(jué)ARM 用在工業(yè)上面不特理想，大把顯示、音頻、 VGA、以太網(wǎng)MAC 之類的功能都在工控常規(guī)平臺(tái)用不上，而且ARM 的抗電磁兼容方面也是一個(gè)頭痛的問(wèn)題，對(duì)于一般要求的2000V 快速脈沖還可

16、以滿足，但再向上走就很難做到。在 PC_BASE發(fā)展過(guò)程多數(shù)廠商都遇到了PC_BASE單體成本高、需要用戶有較強(qiáng)的開(kāi)發(fā)能力的問(wèn)題，使PC_BASE 的量很難做大，對(duì)公司的技術(shù)支持的能力和要求也很高。為此很多工控機(jī)的廠商都找到了像KW、 infoteam 、 ISAGRAF、3S 這樣的軟邏輯開(kāi)發(fā)商，利用工控機(jī)或者 PC104+IO 板卡來(lái)組成一個(gè)控制平臺(tái)，這種控制平臺(tái)最大的優(yōu)點(diǎn)在于可以支持現(xiàn)有PC 的各種資源，使監(jiān)、控可以做在一體，缺點(diǎn)主要是從小PLC 來(lái)說(shuō)，從本太高，從型PLC 來(lái)說(shuō)點(diǎn)數(shù)又太少，同時(shí)抗干擾和抗振動(dòng)方面存在許多架構(gòu)性問(wèn)題。1.4 PLC、DCS、 PC 的交叉點(diǎn)：在各種現(xiàn)有技術(shù)

17、的發(fā)展過(guò)程中，因?yàn)?IC 技術(shù)、通信技術(shù)、 軟件技術(shù)的高速發(fā)展。PLC、DCS、IPC 在近幾年出現(xiàn)了相當(dāng)多的交叉和重復(fù)，基本上變成了有一部分PLC 看起來(lái)更像DCS，而一部分IPC 改頭換面之后其實(shí)與大多數(shù)的軟PLC 并無(wú)二樣，也采用模塊化結(jié)構(gòu)，也使用IEC61131-3 的五種語(yǔ)言，在使用上面比大多數(shù)的PLC 更加容易更加偏軟件。這些年經(jīng)常見(jiàn)到一些朋友問(wèn)倒底DCS 與 PLC 的區(qū)別是什么，IPC+軟邏輯之后是不是PLC？Word 文檔.這個(gè)問(wèn)題真是一個(gè)很模糊的問(wèn)題，因?yàn)椴顒e實(shí)在是太小了。我曾經(jīng)研發(fā)了五年的DCS 又研發(fā)了四年的PLC，其中更多次使用IPC+軟邏輯開(kāi)發(fā)過(guò)PLC 的產(chǎn)品，所以

18、從我們做研發(fā)時(shí)的定義來(lái)分別這幾種產(chǎn)品吧。DCS：DCS 原來(lái)設(shè)計(jì)主要是為順序控制開(kāi)發(fā)的，一般循環(huán)的速度要求不高，大多數(shù)在50ms1秒以上可以設(shè)，但DCS 應(yīng)用的場(chǎng)合主要是電廠的主控、化工、造紙等，這些場(chǎng)合是一些比較復(fù)雜的模型，需要很強(qiáng)的模擬量運(yùn)算能力，同時(shí)大多數(shù) DCS 都會(huì)針對(duì)不同的行業(yè)開(kāi)發(fā)不同的功能塊， 使用戶在使用時(shí)不需要自己用 PID 之類的算法做控制， 而是更抽象到了模型或者回路這一層。另外 DCS 的用途中點(diǎn)數(shù)通常比較多，很多大系統(tǒng)加上中間點(diǎn)可以達(dá)到20 萬(wàn)點(diǎn)以上，硬IO點(diǎn)數(shù)也在數(shù)萬(wàn)點(diǎn)之多，如果用一臺(tái)控制器當(dāng)然是很困難的，所以大多數(shù)DCS 在多 DPU 協(xié)同工作方面有很強(qiáng)的能力。每

19、一個(gè) DPU 均有一塊實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)按站數(shù)和外分成多塊，每個(gè)站都用廣播方式將自己的變量全量發(fā)送出去，同時(shí)每個(gè)站都會(huì)接收和更新其它站廣播過(guò)來(lái)的全局變量，這樣使每個(gè)站都可以實(shí)時(shí)的得到其它站的數(shù)據(jù)，從而使DCS 可以很好的控制一個(gè)大系統(tǒng)。PLC：小型微型PLC 倒沒(méi)什么沖突，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)和低成本的原因與其它兩類產(chǎn)品完全不同。而型因?yàn)榇罅渴褂肞C_BASE技術(shù)使其與DCS 和 IPC+軟邏輯基本上沒(méi)有差別，只是因?yàn)檫@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(chǎn)品也叫PLC。IPC+軟邏輯：在十幾年前美歐的幾個(gè)專家在這個(gè)問(wèn)題有過(guò)一段很長(zhǎng)時(shí)間的爭(zhēng)論，圍繞了一個(gè)問(wèn)題是IPC+軟

20、邏輯如何實(shí)現(xiàn)才是合理的，因?yàn)楫?dāng)時(shí)主要有幾種聲音，一種是完全反對(duì)IPC 在控制中的使用，因?yàn)轱@而易見(jiàn)的可靠性問(wèn)題，和操作系統(tǒng)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(yīng)用，并認(rèn)為要完完全全的使用標(biāo)準(zhǔn)的PC 軟硬件，這樣才可以使兼容性Word 文檔.和開(kāi)放性的優(yōu)點(diǎn)充分體現(xiàn)。最后一種是一種折中的方案，把PLC 插入 IPC，做為 IPC 的一個(gè)板卡。在實(shí)現(xiàn)上面也有這么幾種方案：方案一：標(biāo)準(zhǔn)操作系統(tǒng)，包括WINNT （含 XP、2000 、NT 等）、 linux 、DOS，加軟邏輯軟件方案二：標(biāo)準(zhǔn)操作系統(tǒng)加PLC 卡，這樣當(dāng)電腦死機(jī)時(shí)控制不會(huì)受影響，重啟電腦并不影響PLC，同時(shí)

21、PLC 與 PC 之間通過(guò)共享存或者雙口RAM 進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。使其可以有PC 的開(kāi)放性和各種資源同時(shí)可以保證控制部分的可靠性。方案三：重新設(shè)計(jì)的硬件系統(tǒng)如模塊化結(jié)構(gòu)再加上軟邏輯軟件，使其硬可靠性與PLC 完全相同。從上面的方案一看，在一些特殊的應(yīng)用場(chǎng)合有一部分市場(chǎng)，主要是在運(yùn)控、圖像、 顯示方面有其很大的優(yōu)點(diǎn)；方案二是一個(gè)很保守的做法，但成本方面比較高；方案三其實(shí)已經(jīng)是一個(gè)PLC 了。1.5 數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)目前也有好幾種方案：方案一：通用PLC 帶數(shù)控功能這對(duì)于需要邏輯控制又需要相對(duì)簡(jiǎn)單的位置控制的用戶來(lái)說(shuō)是一個(gè)很好的選擇，無(wú)論是成本和開(kāi)發(fā)都有很多優(yōu)勢(shì)，不過(guò)通用型的PLC 大多沒(méi)有聯(lián)動(dòng)

22、和插補(bǔ)指令（部分產(chǎn)品有），并且不支持 G 代碼，無(wú)法與CAD 軟件進(jìn)行接口。方案二：專用的數(shù)控系統(tǒng)這種系統(tǒng)有很多使用PLC 的平臺(tái)加DSP 加 FPGA 實(shí)現(xiàn)，高檔的這種系統(tǒng)可以與CAD 軟件無(wú)縫聯(lián)接，從CAD 導(dǎo)出來(lái)的G 代碼在經(jīng)過(guò)編緝或者不需要編緝下載到控制器就可以做出各種對(duì)應(yīng)的動(dòng)作出來(lái)。該種系統(tǒng)對(duì)于多軸聯(lián)動(dòng)控制和插補(bǔ)G 代碼均有很強(qiáng)的支撐能力，同時(shí)一般帶有顯示，可以在運(yùn)行時(shí)同步在顯示屏上顯示運(yùn)動(dòng)的軌跡。Word 文檔.方案三： IPC+數(shù)控板卡這是國(guó)數(shù)控廠商的主要形態(tài)，有靈活性高的優(yōu)點(diǎn)，但很多系統(tǒng)不支持標(biāo)準(zhǔn)的 G 代碼，而是要用戶使用 C、 C+ 語(yǔ)言或者 VC 去編寫對(duì)應(yīng)的控制程序，由

23、板卡廠商提供函數(shù)庫(kù)。當(dāng)然目前大多數(shù)情況下是由數(shù)控廠商代用戶完成這一部分的編程。這種開(kāi)發(fā)方式的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的，廠商的開(kāi)發(fā)成本低，靈活度高， 但是需要廠商提供相當(dāng)多的技術(shù)支持， 如果客戶數(shù)量大后很難有足夠的支持能力， 所以這類廠商大多都在開(kāi)發(fā)通用的數(shù)控平臺(tái)，并仍然使用 IPC 平臺(tái)在上面開(kāi)發(fā)通用型的數(shù)控系統(tǒng)。1.6 樓控樓宇控制可以說(shuō)是一個(gè)很好玩的行業(yè)，價(jià)格奇高， 但功能卻不并復(fù)雜，所以現(xiàn)在有很多工程商在使用小點(diǎn)數(shù)的PLC 組網(wǎng)代替DDC，但在易開(kāi)發(fā)方面相對(duì)要差一些，主要是樓宇本身是高利潤(rùn)行業(yè)， 大家對(duì)一個(gè)點(diǎn)近千元的價(jià)格并不感到無(wú)法承受，只有當(dāng)樓市價(jià)格下降競(jìng)爭(zhēng)大了才會(huì)有可能重視成本方面。我個(gè)人認(rèn)

24、為未來(lái)樓控很難做為一個(gè)單獨(dú)的控制器種類存在，而會(huì)被其它產(chǎn)品給吞并。1.7 數(shù)采數(shù)采行業(yè)因?yàn)槭艿搅薌PRS、GSM 等業(yè)務(wù)的影響，正出現(xiàn)一次比較大的變革，特別是在遠(yuǎn)距離方面，傳統(tǒng)的MODEM 、RTU 方式正受到很大的沖擊，在我們經(jīng)手的很多環(huán)境監(jiān)控、管道監(jiān)控、路燈節(jié)能、水文監(jiān)控方面很少有客戶能經(jīng)受GPRS DTU 的誘惑。 DTU 的基于網(wǎng)絡(luò)和透明通信方式深受大家的喜愛(ài)，只是目前DTU 的價(jià)格相對(duì)而言還是比較高，如果能掉到GSMMODEM 的價(jià)格就比較合適了。2 未來(lái)的控制系統(tǒng)前面講了這么多歷史，下面我們來(lái)看看我心目中的未來(lái)控制器。Word 文檔.在經(jīng)過(guò)FCS 和現(xiàn)場(chǎng)總線的浪潮過(guò)后，各大公司好像

25、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(fā)和準(zhǔn)備，在這個(gè)過(guò)程中，我們與東芝、AB、思博等公司進(jìn)行了比較深入的合作和交流同時(shí)也有了一些自己的想法：將來(lái)的控制器將會(huì)分為以下三類：第一類：?jiǎn)涡酒刂破鳎簡(jiǎn)吸c(diǎn)價(jià)格在 10 元左右，支持可編程，可以帶現(xiàn)場(chǎng)總線或者網(wǎng)絡(luò)。把位塊處理器、通用處理器、存儲(chǔ)器、 均合成在一塊芯片， 只需要加上很少的外部電路就可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)可編程控制器的功能。西門子的 LOGO 無(wú)疑是這種方案的一個(gè)實(shí)驗(yàn)者，不需要太多復(fù)雜功能，成本要相當(dāng)?shù)?，并一定要可以?lián)網(wǎng)，這樣單點(diǎn)的 PLC 將是一種比較現(xiàn)實(shí)的產(chǎn)品。艾馳商城。這一部分的產(chǎn)品目前已經(jīng)有很多國(guó)外的廠商在做這一方面的研發(fā)工作，最

26、大的一個(gè)問(wèn)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(lái)的，是否能很清晰的定義和標(biāo)準(zhǔn)化這類產(chǎn)品，使其變成一個(gè)和低壓電器類似的常規(guī)電器，并可以結(jié)合FCS 的思想把這類產(chǎn)品做到未來(lái)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(biāo)準(zhǔn)化。很多朋友可能會(huì)想到萬(wàn)可和智國(guó)的產(chǎn)品，萬(wàn)可的產(chǎn)品現(xiàn)在價(jià)格并不存在這種優(yōu)勢(shì)，同時(shí)過(guò)份的分離使其成本很難達(dá)到要求，而智國(guó)的產(chǎn)品只是將IO 接口、繼電器、電源放到外部從而使其成本顯得比較低，實(shí)際上加上各種隔離接口后在同樣可靠性要求下，其成本并不低。所以個(gè)人認(rèn)為這一部分的產(chǎn)品需要一個(gè)比較長(zhǎng)時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)化和一個(gè)大的市場(chǎng)的沖擊，個(gè)人認(rèn)為可

27、能是在下一代的智能家居方面，很多朋友都找我談過(guò)可不可能做一個(gè)很低成本的帶無(wú)線通信的很少點(diǎn)數(shù)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(xiàn)有產(chǎn)品的研發(fā)和市場(chǎng)推廣工作，無(wú)力再去開(kāi)辟一個(gè)新戰(zhàn)場(chǎng)。當(dāng)然我相信在國(guó)控制器研發(fā)日益成熟的今天很快就會(huì)有人把這種產(chǎn)品開(kāi)發(fā)出來(lái)。Word 文檔.未來(lái)每個(gè)燈或每一組燈帶一個(gè)可編程控制器將不是夢(mèng)想， 我想在未來(lái)的三五年之將可以看到這一類產(chǎn)品的大放異彩。第二類：多控制系統(tǒng)的通用平臺(tái)：在一個(gè)小體積的前提下，有PLC、 DCS、 IPC、數(shù)控等多種控制器，各種控制器之間可以通過(guò)光纖或者超高速的串行總線也可以是背板進(jìn)行互通，大家可以共享數(shù)據(jù)和信息。IO 模塊通過(guò)串行

28、總線或者背板與CPU 進(jìn)行交互。這種結(jié)構(gòu)必需是一種積木式的結(jié)構(gòu)， 大家可以在一個(gè)統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)和平臺(tái)上按自己的需要選擇不同價(jià)格的控制器、 IO 模塊，比方說(shuō)你使用的環(huán)境是設(shè)備控制，不需要復(fù)雜的運(yùn)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(shù)據(jù)庫(kù)和監(jiān)控，那么用戶可以買一個(gè) PC 單元加入現(xiàn)有的控制系統(tǒng)，并通過(guò)一些設(shè)置和編程從而可以實(shí)現(xiàn)他需要的功能，而不需要在邊上加一個(gè)電腦，當(dāng)然這個(gè)PC 單元是模塊化結(jié)構(gòu)的而不時(shí)通常的IPC。這種控制系統(tǒng)最核心的是一個(gè)數(shù)據(jù)的交互和共享，這包括編程環(huán)境的整合和開(kāi)發(fā)工具的完備，同一個(gè)變量必需在不同的控制器是同樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，比方說(shuō)變量A 是由 PLC 產(chǎn)

29、生的，但 DCS 和 PC 端也需要使用，那么應(yīng)該可以在同一個(gè)集成的開(kāi)發(fā)環(huán)境可以從DCS 的程序中看到同樣的變量A，同時(shí)在PC 端的數(shù)據(jù)庫(kù)和HMI 軟件上可以使用到變量A。同時(shí) PC 上的分析軟件和優(yōu)化軟件也可以在同一個(gè)開(kāi)發(fā)環(huán)境對(duì)控制系統(tǒng)的工藝和算法進(jìn)行尋優(yōu)。PAC 是當(dāng)前這種發(fā)展的一個(gè)子集，我個(gè)人更希望PAC 按 NI 的方式發(fā)展， 因?yàn)槟菢硬拍茱@示出一個(gè)新品種的特點(diǎn)來(lái)，否則與傳統(tǒng)的軟PLC 并無(wú)二樣，就變成了一個(gè)純口號(hào)了。這個(gè)地方一定要強(qiáng)調(diào)，這種多控制系統(tǒng)的通用平臺(tái)這是一場(chǎng)軟件的革命，從硬件角度來(lái)說(shuō)，目前已有相當(dāng)多的控制系統(tǒng)是帶有這些特性的，比方說(shuō)東芝公司的未世代綜合控制器等，他們?cè)谕粋€(gè)

30、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(dāng)多的工作，使其可以很方便的進(jìn)行跨控制器交互。軟件方面的交互和工具的完Word 文檔.備需要一個(gè)較長(zhǎng)的發(fā)展時(shí)間，大家可以拭目以待。說(shuō)到東芝公司，日本人的團(tuán)結(jié)使我感到吃驚，目前三菱、橫河、東芝、日立有一個(gè)共同的控制系統(tǒng)研究所， 這個(gè)研究所開(kāi)發(fā)出來(lái)的平臺(tái)和軟件可以供這幾家公司共同使用，東芝的負(fù)責(zé)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的莧總工也是一位相當(dāng)有遠(yuǎn)見(jiàn)的專家，與其多次交流均很受益。使我也相信了大多數(shù)日本人個(gè)人并不壞。另外莧先生與德國(guó)infoteam 的布蘭德博士和KW 的老總都是白發(fā)蒼蒼的長(zhǎng)者， 讓人感到敬佩的是這幾位長(zhǎng)者對(duì)于技術(shù)的執(zhí)著和深入，而國(guó)我見(jiàn)到很多小伙子二十幾歲就開(kāi)始擔(dān)心三十歲了能不能還干技術(shù)是不是要換行做管理或者市場(chǎng)，工控就像酒一樣，時(shí)間越長(zhǎng)越