一、PLC的發展曆史

　　kebianchengluojikongzhiqi，youchengkebianchengkongzhiqi，youguoduozhongdingyi。keyikanzuoshiyizhongjingguoteshushejidegongyejisuanji
，zhenggedeshejiyuanzejiushijiandanyushiyong。

　　1968年nian，通tong用yong汽qi車che公gong司si的de液ye壓ya部bu門men為wei了le消xiao除chu既ji複fu雜za又you昂ang貴gui的de繼ji電dian器qi控kong製zhi係xi統tong
，確que立li了le第di一yi個ge可ke編bian程cheng控kong製zhi器qi的de招zhao標biao指zhi標biao。該gai設she計ji規gui格ge需xu要yao固gu態tai係xi統tong和he電dian腦nao技ji術shu，並bing要yao求qiu能neng夠gou在zai工gong業ye環huan境jing中zhong生sheng存cun，也ye能neng夠gou方fang便bian地di編bian程cheng，並bing且qie可ke以yi重zhong複fu使shi用yong。該gai控kong製zhi係xi統tong將jiang大da大da減jian少shao機ji器qi的de停ting機ji時shi間jian，並bing為wei未wei來lai提ti供gong了le可ke擴kuo展zhan性xing。該gai招zhao標biao由youDEC公司中標，這套係統於1969年研製出來，這是第一台可編程控製器
，型號為PDP-14，應用取得成功。其後，美國的MODICON公司也推出了同名的084控製器
，1971年日本推出了DSC-80控製器，1973年西歐國家的各種可編程控製器也研製成功。這些早期的控製器滿足了最初的要求，並且打開了新的控製技術的發展的大門。

　　PLC的發展也是與計算機技術、控製技術
、數字技術
、通信網絡技術等高新技術的發展息息相關

，正是這些高新技術的發展推動了可編程控製器的發展。

　　從控製功能來看，可編程控製器的發展大致經曆了4個階段：

　　1．初級階段：從第一台PLC問世到20世紀70年代中期

　　由於第一代PLC是為了取代繼電器的，因此
，主要功能是邏輯運算和計時、計數功能。CPU由中小規模數字集成電路構成。主要產品有：MODICON公司的084，AB公司的PDQ-IL，DEC公司的PDP-14，日立公司的SCY-022等。第一階段就采用了梯形圖語言作為編程方式
，盡管有些枯燥，但卻形成了工廠的編程標準
；

　　2．擴展階段：從20世紀70年代中期到70年代末期

　　這一階段PLC產品的控製功能得到很大擴展。擴展的功能包括數據的傳送
、數據的比較和運算、模擬量的運算等功能。這一階段的產品有MODICON的184，284，384，西門子公司的SIMATICS3係列，富士電機公司的SC係列產品；

　　3．通信階段：20世紀70年代末期到80年代中期

　　這(zhe)一(yi)階(jie)段(duan)產(chan)品(pin)與(yu)計(ji)算(suan)機(ji)通(tong)信(xin)的(de)發(fa)展(zhan)有(you)關(guan)
，形(xing)成(cheng)了(le)分(fen)布(bu)式(shi)通(tong)信(xin)網(wang)絡(luo)。但(dan)是(shi)，由(you)於(yu)各(ge)製(zhi)造(zao)商(shang)各(ge)自(zi)為(wei)政(zheng)，通(tong)信(xin)係(xi)統(tong)也(ye)是(shi)各(ge)有(you)各(ge)的(de)規(gui)範(fan)。由(you)於(yu)在(zai)很(hen)短(duan)的(de)時(shi)間(jian)內(nei)
，PLC就已經從汽車行業迅速擴展到其它行業，作為繼電器的替代品進入了食品、飲料、金屬加工、製造和造紙等多個行業。其次
，產品功能也得到很大的發展。同時，可靠性進一步提高。這一階段的產品有西門子公司的SIMATICS6係列，GOULD公司的M84，884等，富士電機的MICRO和TI公司的TI530等
；

　　4．開放階段：從20世紀80年代中期開始

　　由於國際標準化組織提出了開放係統互連的參考模型OSI，使PLC在開放功能上有較大發展。主要表現為通信係統的開放
，使各製造廠商的產品可以通信，通信協議開始標準化，使用戶得益。此外
，PLC開始采用標準化軟件係統，增加高級語言編程，並完成了編程語言的標準化工作。這一階段的產品有西門子公司的S7係列
，AB公司的PLC-5，SLC500，德維森的V80和PPC11
，加拿大ONLINECONTROL公司與合控電氣公司所開發的OPENPLC等。

　　二、PLC的特點

　　1．PLC的硬件和軟件進展

　　PLC的技術從誕生之日起
，就不停地發展。PLC的定義也經過多次變動。1987年，國際電工委員會IEC(InternationalElectricalCommittee)頒布了可編程序控製器最新的定義：

　　可(ke)編(bian)程(cheng)控(kong)製(zhi)器(qi)是(shi)一(yi)種(zhong)能(neng)夠(gou)直(zhi)接(jie)應(ying)用(yong)於(yu)專(zhuan)門(men)為(wei)在(zai)工(gong)業(ye)環(huan)境(jing)下(xia)應(ying)用(yong)而(er)設(she)計(ji)的(de)數(shu)字(zi)運(yun)算(suan)操(cao)作(zuo)的(de)電(dian)子(zi)裝(zhuang)置(zhi)。它(ta)采(cai)用(yong)可(ke)以(yi)編(bian)製(zhi)程(cheng)序(xu)的(de)存(cun)儲(chu)器(qi)
，用(yong)來(lai)在(zai)其(qi)內(nei)部(bu)存(cun)儲(chu)執(zhi)行(xing)邏(luo)輯(ji)運(yun)算(suan)
、順序運算、計時、計(ji)數(shu)和(he)算(suan)術(shu)運(yun)算(suan)等(deng)操(cao)作(zuo)的(de)指(zhi)令(ling)，並(bing)能(neng)通(tong)過(guo)數(shu)字(zi)式(shi)或(huo)模(mo)擬(ni)式(shi)的(de)輸(shu)入(ru)和(he)輸(shu)出(chu)，控(kong)製(zhi)各(ge)類(lei)的(de)機(ji)械(xie)或(huo)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)。可(ke)編(bian)程(cheng)控(kong)製(zhi)器(qi)及(ji)其(qi)有(you)關(guan)的(de)外(wai)圍(wei)設(she)備(bei)都(dou)應(ying)按(an)照(zhao)易(yi)於(yu)與(yu)工(gong)業(ye)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)形(xing)成(cheng)一(yi)個(ge)整(zheng)體(ti)，易(yi)於(yu)擴(kuo)展(zhan)其(qi)功(gong)能(neng)的(de)原(yuan)則(ze)而(er)設(she)計(ji)。

　　可見，PLC的定義實際是根據PLC的硬件和軟件技術進展而發展的。這些發展不僅改進了PLC的設計，也改變了控製係統的設計理念。這些改變，包括硬件和軟件的。

　　以下列出了PLC的硬件進展：

　　采用新的
、先進的微處理器和電子技術達到快速的掃描時間；

　　小型的
、低成本的PLC，可以替代4到10個繼電器，現在獲得更大的發展動力；

　　高密度的I/O係統，以低成本提供了節省空間的接口
；

　　基於微處理器的智能I/O接口，擴展了分布式控製能力。典型的接口如：PID，網絡，CAN總線
，現場總線，ASCII通信
，定位，主機通訊模塊

，和語言模塊（如BASIC
，PASCAL）

；

　　包括輸入輸出模塊和端子的結構設計改進，使端子更加集成；

　　特殊接口允許某些器件可以直接接到控製器上，如熱電偶
、熱電阻、應力測量
、快速響應脈衝等；

　　外部設備改進了操作員界麵技術，係統文檔功能成為了PLC的標準功能。

　　以上這些硬件的改進，導致了PLC的產品係列的豐富和發展

，使PLC從最小的隻有十個I/O點的微型PLC
，到8000點的大型PLC
，應有盡有。這些產品係列
，用普通的I/O係統和編程外部設備，可以組成局域網，並與辦公網絡相連。整個PLC的產品係列概念對於用戶來說


，是一個非常節約成本的控製係統概念。

　　與硬件的發展相似，PLC的軟件也取得了巨大的進展，大大強化了PLC的功能：

　　PLC引入了麵向對象的編程工具，並且根據國際電工委員會的IEC61131-3的標準形成了多種語言；

　　小型PLC也提供了強大的編程指令，並且因此延伸了應用領域
；

　　高級語言，如BASIC
，C在某些控製器模塊中已經可以實現，在與外部通訊和處理數據時提供了更大的編程靈活性
；

　　梯形圖邏輯中可以實現高級的功能塊指令，可以使用戶用簡單的編程方法實現複雜的軟件功能；

　　診斷和錯誤檢測功能，從簡單的係統控製器的故障診斷
，擴大到對所控製的機器和設備的過程和設備進行診斷；

　　浮點運算可以進行控製應用中計量、平衡和統計等所牽涉的複雜計算；

　　數據處理指令得到簡化和改進
，可以進行涉及大量數據存儲、跟蹤和存取的複雜控製和數據采集和處理功能。

　　盡管PLC比原來複雜了很多，但是，他們依然保持了令人吃驚的簡單性
，對操作員來說，今天的高功能的PLC與三十年前一樣那麼容易操作。

　　2．PLC的特點

　　PLC發展如此迅速的原因
，在於它具有一些其它控製係統，包括DCS和通用計算機在內
，所不及的一些特點。下麵對這些特點做一個介紹：

　　①可靠性

　　可靠性包括產品的有效性和可維修性。可編程控製器的可靠性高

，表現在下列幾個方麵：

　　a)可編程控製器不需要大量的活動部件和電子元件，接線大大減少
，與此同時，係統的維修簡單
，維修時間縮短，因此可靠性得到提高；

　　b)可(ke)編(bian)程(cheng)控(kong)製(zhi)器(qi)采(cai)用(yong)一(yi)係(xi)列(lie)可(ke)靠(kao)性(xing)設(she)計(ji)方(fang)法(fa)進(jin)行(xing)設(she)計(ji)
，例(li)如(ru)冗(rong)餘(yu)設(she)計(ji)
，掉(diao)電(dian)保(bao)護(hu)，故(gu)障(zhang)診(zhen)斷(duan)，報(bao)警(jing)和(he)運(yun)行(xing)信(xin)息(xi)顯(xian)示(shi)和(he)信(xin)息(xi)保(bao)護(hu)及(ji)恢(hui)複(fu)等(deng)，提(ti)高(gao)了(le)MTBF，降低了MTTR，使可靠性得到提高；

　　c)可ke編bian程cheng控kong製zhi器qi有you較jiao強qiang的de易yi操cao作zuo性xing，它ta具ju有you編bian程cheng簡jian單dan，操cao作zuo方fang便bian，編bian程cheng的de出chu錯cuo率lv大da大da降jiang低di，而er為wei工gong業ye惡e劣lie操cao作zuo環huan境jing設she計ji的de硬ying件jian使shi可ke靠kao性xing大da大da提ti高gao；

　　d)可編程控製器的硬件設計方麵，采用了一係列提高可靠性的措施。例如
，采用可靠性高的工業級元件，采用先進的電子加工工藝（SMT）製造
，對幹擾采用屏蔽、隔離和濾波等
；存儲器內容的保護，采用看門狗和自診斷措施，便於維修的設計等。

　　一份用戶選用PLC原因的調查報告指出：在各種選用PLC的原因中

，首選原因是可靠性高的，占93%
，其次，才是性能和維修方麵的原因。

　　②易操作性

　　PLC的易操作性表現在下列三個方麵：

　　a)操作方便：對PLC的操作包括程序的輸入和程序更改操作，大多數PLC采用編程器進行程序輸入和更改操作。現在的PLC的編程器大部分可以用電腦直接進行，更改程序也可根據所需地址編號、繼電器編號或接點號等直接進行搜索或按順序尋找
，然後可以在線或離線更改；

　　b)編程方麵：PLCyouduozhongchengxushejiyuyankeyishiyong
，duixianchangdianqirenyuanlaishuo，youyutixingtuyudianqiyuanlituxiangsi，yinci
，henrongyilijiehezhangwo。caiyongyujubiaoyuyanbianchengshi

，youyubianchengyujushigongnengdesuoxie，bianyujiyi，bingqieyutixingtuyouyiyiduiyingdeguanxi
，suoyiyouliyubianchengrenyuandebianchengcaozuo。gongnengtubiaoyuyanyiguochengliuchengjinzhanweizhuxian，shifenshiheshejirenyuanyugongyizhuanyerenyuanshejisixiangdegoutong。gongnengmokuaituhejiegouhuawenbenyuyanbianchengfangfadeyingyongshangweipuji，danyouyutamenjuyougongnengqingxi，yiyulijiedengyoudian，erqieyuDCS組態語言統一，正受到廣大技術人員的重視。

　　c)維修方便：PLC所(suo)具(ju)有(you)的(de)自(zi)診(zhen)斷(duan)功(gong)能(neng)對(dui)維(wei)修(xiu)人(ren)員(yuan)的(de)技(ji)術(shu)要(yao)求(qiu)較(jiao)低(di)，當(dang)係(xi)統(tong)發(fa)生(sheng)故(gu)障(zhang)時(shi)
，通(tong)過(guo)硬(ying)件(jian)和(he)軟(ruan)件(jian)的(de)自(zi)診(zhen)斷(duan)
，維(wei)修(xiu)人(ren)員(yuan)可(ke)以(yi)根(gen)據(ju)有(you)關(guan)故(gu)障(zhang)代(dai)碼(ma)的(de)顯(xian)示(shi)和(he)故(gu)障(zhang)信(xin)號(hao)燈(deng)的(de)提(ti)示(shi)等(deng)信(xin)息(xi)，或(huo)通(tong)過(guo)編(bian)程(cheng)器(qi)和(he)HMI屏幕的設定

，直接找到故障所在的部位，為迅速排除故障和修複節省了時間

，降低了MTTR。

　　為便於維修工作的開展，有些PLC製造商提供維修用的專用儀表或設備，提供故障維修樹等維修用資料；有些廠商還提供維修用的智能卡或插件板，使維修工作變得十分方便。此外，PLCdemianbanhejiegoushejiyekaolvleweixiudefangbianxing。liru，duixuyaoweixiudebujianshezhizaibianyuweixiudeweizhi，xinhaodengshezhizaiyiyuguanchadeweizhi，jiexianduanzicaiyongbianyujiexianhegenghuandeleixingdeng
，zhexieshejishiweixiugongzuonengfangbiandijinxing，dadasuoduanleweixiushijian。caiyongbiaozhunhuayuanjianhebiaozhunhuagongyishengchanliushuizuoye
，shiweixiuyongbeipinbeijianjianhuadeng
，yeshiweixiugongzuobiandefangbian。

　　③靈活性

　　PLC的靈活性主要表現在以下3個方麵：

　　a)編程的靈活性：PLC采用的標準編程語言有梯形圖、指令表、功能圖表、功能模塊圖和結構化文本編程語言等。使用者隻要掌握其中一種編程語言就可進行編程
，編程方法的多樣性使編程方便。由於PLC內部采用軟連接，因此
，在生產工藝流程更改或者生產設備更換後

，可不必改變PLCdeyingshebei，tongguochengxudebianzhiyugenggaijiunengshiyingshengchandexuyao。zhezhongbianchengdelinghuoxingshijidianqishunxukongzhixitongheshuzidianlukongzhixitongsuobunengbinide。zhengshiyouyubianchengderouxingtedian
，shiPLC成為工業控製領域的重要控製設備，在柔性製造係統FMS
，計算機集成製造係統（CIMS）和計算機流程工業係統（CIPS）中，PLC正成為主要的控製設備，得到廣泛的應用；

　　b)擴展的靈活性：PLC的擴展靈活性是它的一個重要特點。它可以根據應用的規模不斷擴展，即進行容量的擴展、功能的擴展、應用和控製範圍的擴展。它不僅可以通過增加輸入輸出卡件增加點數
，通過擴展單元擴大容量和功能，也可以通過多台PLC的通信來擴大容量和功能
，甚至可以與其它的控製係統如DCS或其它上位機的通信來擴展其功能，並與外部的設備進行數據交換。這種擴展的靈活性大大方便了用戶；

　　c)操作的靈活性：操作的靈活性指設計工作量
、編程工作量
、和(he)安(an)裝(zhuang)施(shi)工(gong)的(de)工(gong)作(zuo)量(liang)的(de)減(jian)少(shao)。操(cao)作(zuo)變(bian)得(de)十(shi)分(fen)方(fang)便(bian)和(he)靈(ling)活(huo)，監(jian)視(shi)和(he)控(kong)製(zhi)變(bian)得(de)很(hen)容(rong)易(yi)。在(zai)繼(ji)電(dian)器(qi)順(shun)序(xu)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)中(zhong)所(suo)需(xu)的(de)一(yi)些(xie)操(cao)作(zuo)得(de)到(dao)簡(jian)化(hua)，不(bu)同(tong)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)可(ke)采(cai)用(yong)相(xiang)同(tong)的(de)控(kong)製(zhi)台(tai)和(he)控(kong)製(zhi)屏(ping)等(deng)。

　　④機電一體化

　　為了使工業生產的過程控製更平穩
，更可靠，向優質
、高產、低耗要效益，對過程控製設備和裝置提出了機電一體化，即儀表
、電子、計算機綜合的要求，而PLC正是這一要求的產物

，它是專門為工業過程而設計的控製設備，具有體積小、功能強，抗幹擾性好等優點，它將機械與電氣部件有機地結合在一個設備內，把儀表、電子和計算機的功能綜合集成在一起，因此，它已經成為當今數控技術、工業機器人
、離散製造和過程流程等領域的主要控製設備
，成為工業自動化三大支柱（PLC，機器人，CAD/CAM）之一。

　　kebianchengkongzhiqixianzaiyijingchengweileyigebukedaitidekongzhixitong
，tamenkeyiyuqitaxitongtongxun
，tigongchanpinbaobiao
，shengchantiaodu，zhenduanzishenheshebeideguzhang，zhexiejishushangdegaijin，rangPLC成為今天的各行各業的高質量和產量的重要的貢獻者。

　　三
、開放式PLC的概念

　　1．應用中產生的開放性需求

　　長期以來，製造與生產企業所采用控製係統大多是專用的
、封閉的體係結構
，其構成係統的硬件是按照各自的標準量身定製的。無論是DCS
，PLC還是FCS，雖然它們具有結構簡單、技術成熟
、產chan品pin批pi量liang大da等deng優you點dian，但dan相xiang對dui日ri新xin月yue異yi的de生sheng產chan要yao求qiu，也ye越yue來lai越yue暴bao露lu出chu其qi固gu有you的de缺que點dian。在zai許xu多duo情qing況kuang下xia，當dang用yong戶hu要yao想xiang進jin行xing功gong能neng上shang的de擴kuo展zhan或huo變bian化hua時shi
，都dou必bi須xu求qiu助zhu於yu係xi統tong的de提ti供gong商shang，如ru想xiang把ba特te殊shu要yao求qiu融rong入ru到dao控kong製zhi係xi統tong中zhong去qu時shi，由you於yu它ta們men的de封feng閉bi特te性xing那na是shi不bu可ke能neng的de。再zai者zhe，由you於yu采cai用yong了le專zhuan用yong的de控kong製zhi係xi統tong，如ru製zhi造zao廠chang家jia想xiang轉zhuan化hua一yi種zhong控kong製zhi係xi統tong也ye將jiang變bian得de極ji為wei困kun難nan。諸zhu如ru此ci類lei
，無wu形xing中zhong不bu僅jin提ti高gao了le製zhi造zao企qi業ye的de成cheng本ben，也ye成cheng為wei控kong製zhi係xi統tong升sheng級ji換huan代dai的de"瓶頸"。

　　市shi場chang全quan球qiu化hua的de後hou果guo是shi競jing爭zheng空kong前qian劇ju烈lie
，從cong而er要yao求qiu製zhi造zao商shang具ju有you較jiao強qiang的de市shi場chang適shi應ying能neng力li
，因yin而er市shi場chang對dui適shi合he中zhong小xiao批pi量liang加jia工gong，具ju有you良liang好hao柔rou性xing和he多duo功gong能neng性xing的de製zhi造zao係xi統tong的de需xu求qiu已yi逐zhu步bu超chao過guo對dui大da型xing單dan一yi功gong能neng的de製zhi造zao係xi統tong的de需xu求qiu。這zhe一yi趨qu勢shi促cu成cheng了le一yi個ge新xin概gai念nian的de產chan生sheng，即ji模mo塊kuai化hua、可重構、可擴充的軟硬件係統，這就是開放式控製係統。這一係統不僅能夠快速、經濟地適應新的加工需求
，而且為製造廠提供了將其技術與任何第三方的技術或產品進行集成的可能性。

　　開放式控製係統的概念在80年代就已出現。早在1981年

，美國國防部為了減少軍備製造對日本控製係統的依賴性，開始了名為“下一代控製器（NGC）”的計劃
，並成立了“美國國家製造科學中心（NCMS）”，其主要目的是擬訂並推進關於新一代開放式控製係統的詳細分析與規範。作為NGC的後續工作，美國國防部啟動了OASYS項目，其目的是建立並安裝8套控製器，並在6種不同場所對其進行測試。其後有許多相關的研究計劃在世界各國相繼啟動，其中影響較大的有美國的OMAC、歐洲的OSACA和日本的OSEC等計劃。但因為這些計劃的發起者是用戶而不是製造商，因此，進程比較緩慢。

　　2．國際大型PLC製造商的開放路線

　　2003年，全球自動化行業的控製係統市場大約為每年100億美元左右
，其中99%被傳統的不開放係統所占據。據國際權威機構美國自動化市場研究公司ARC（AUTOMATIONRESEARCHCORP）調查預計，在亞洲，基於PC的控製係統、以太網的I/O模塊等開放式係統的銷售額預計近兩年的增幅達到145%，可見在控製係統市場中，開放係統的增長率遠遠高於傳統的控製係統。

　　資金永遠是向高利潤的方向流動的，那麼，國際的大型PLC製造商當然不會對這麼大的市場坐視不理。但是
，分析這些PLC的製造商麵對開放性的大趨勢所采取的策略，卻是微妙而饒有趣味的。

　　首先
，國際大型控製係統雖然絕對有能力推出自己的開放式控製係統，但是卻都遲遲按兵不動。什麼原因呢？

　　幾乎所有的製造商都已認識到了開放係統必將是自動化係統的未來。無論是SIEMENS
，GE
，還是ROCKWELL，還是SCHNEIDR

，在他們的新產品樣本中
，都可以看到“開放性”的(de)字(zi)樣(yang)。但(dan)是(shi)，他(ta)們(men)的(de)開(kai)放(fang)性(xing)通(tong)常(chang)都(dou)是(shi)在(zai)原(yuan)有(you)的(de)係(xi)統(tong)上(shang)層(ceng)加(jia)上(shang)一(yi)些(xie)接(jie)口(kou)實(shi)現(xian)局(ju)部(bu)的(de)互(hu)連(lian)和(he)通(tong)信(xin)，並(bing)非(fei)真(zhen)正(zheng)意(yi)義(yi)上(shang)的(de)開(kai)放(fang)。不(bu)要(yao)說(shuo)控(kong)製(zhi)器(qi)的(de)底(di)層(ceng)

，就(jiu)是(shi)在(zai)操(cao)作(zuo)站(zhan)這(zhe)一(yi)層(ceng)，他(ta)們(men)在(zai)實(shi)現(xian)與(yu)外(wai)界(jie)通(tong)信(xin)方(fang)麵(mian)還(hai)存(cun)在(zai)著(zhe)重(zhong)重(zhong)困(kun)難(nan)。這(zhe)種(zhong)狀(zhuang)況(kuang)的(de)產(chan)生(sheng)並(bing)不(bu)是(shi)由(you)於(yu)他(ta)們(men)無(wu)法(fa)開(kai)發(fa)出(chu)全(quan)開(kai)放(fang)的(de)係(xi)統(tong)，而(er)是(shi)出(chu)於(yu)其(qi)產(chan)品(pin)戰(zhan)略(lve)考(kao)慮(lv)
，不(bu)願(yuan)也(ye)不(bu)能(neng)這(zhe)樣(yang)做(zuo)。以(yi)西(xi)門(men)子(zi)為(wei)例(li)，目(mu)前(qian)，主(zhu)推(tui)的(de)是(shi)西(xi)門(men)子(zi)用(yong)了(le)15年時間才開發出來的S7係統，2002年的工業控製產品的銷售額約為140億馬克，如果西門子要推廣新的開放式係統，必然要爭奪現有的S7係xi統tong的de市shi場chang
，而er新xin的de係xi統tong能neng否fou為wei現xian有you的de西xi門men子zi的de用yong戶hu所suo接jie受shou，還hai是shi一yi個ge未wei知zhi數shu，況kuang且qie目mu前qian其qi它ta開kai放fang式shi係xi統tong的de市shi場chang總zong額e才cai幾ji億yi美mei元yuan，盡jin管guan這zhe個ge市shi場chang的de增zeng長chang率lv較jiao高gao，但dan西xi門men子zi絕jue對dui不bu可ke能neng為wei了le總zong共gong幾ji千qian萬wan美mei元yuan且qie風feng險xian極ji大da、競爭能力不強的少量市場而放棄已經現成的數十倍的市場。西門子是這樣，GE、AB都是這樣。

　　那麼，這些公司對於開放式係統市場是否隻能坐視不理、無能為力呢？也不是。目前，各個公司均在考慮用現有的產品組合出形式上的“開放式”係統。如西門子的PCS7和TIA概念，實際上就是用工控機下掛S7的PLC而組成的概念性的係統，宣傳口號是“不僅僅是基於PC的PC控製”，典型地表示了其一方麵不想在開放式係統領域落後於他人，同時又不想失去老用戶的複雜情結。GE-FANUC在2000年底推出了HCS，實際上就是用原來的產品FANUC90-30和90-70加上工控機和軟件而組成的概念性的產品，才用了“為用戶量身定做（TAILORED）”的概念，口號是“把DCS和PLC的優點結合起來”；也具有同樣的心理。類似的還有ROCKWELL-AB的CONTROL-LOGIX，都是將原有的專用係統加上“開放”debiaoqian
，bantuibanjiudizoushangkaifangshixitongshichangjingzhengdewutai。zhexiekongzhixitongjutoudemudedoushixiangtongde，najiushijibucuoguokaifangshixitongzhebanhangchuan，youkeyijiangyuanyoudexitongjinliangduodixiaoshouchuqu。

　　yishangfenxikeyidechujielun，zaikaifangshixitongdeshichangjingzhengdechujijieduan，guowaigedakongzhixitongzhizaoshanghuiyinghefazhanqushituichuzijidekaifangshixitong，danshijunhuiyiqimuqiandechanpinweijichu，zairuanjianpingtai、通(tong)訊(xun)方(fang)麵(mian)做(zuo)些(xie)裝(zhuang)飾(shi)性(xing)的(de)工(gong)作(zuo)
，而(er)不(bu)會(hui)真(zhen)正(zheng)推(tui)出(chu)全(quan)方(fang)位(wei)的(de)真(zhen)正(zheng)的(de)開(kai)放(fang)式(shi)係(xi)統(tong)。因(yin)為(wei)這(zhe)樣(yang)做(zuo)，對(dui)他(ta)們(men)現(xian)有(you)係(xi)統(tong)的(de)市(shi)場(chang)所(suo)帶(dai)來(lai)的(de)損(sun)失(shi)是(shi)他(ta)們(men)不(bu)願(yuan)承(cheng)受(shou)的(de)。

　　3．目前開放式係統開發存在的問題

　　目前國際上已有的開放性控製係統從嚴格的角度來看，它們還不具備開放性控製係統的本質特征，仍有許多需要改進之處。

　　首(shou)先(xian)，開(kai)放(fang)式(shi)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)概(gai)念(nian)不(bu)清(qing)晰(xi)，沒(mei)有(you)解(jie)決(jue)開(kai)放(fang)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)平(ping)台(tai)問(wen)題(ti)。各(ge)係(xi)統(tong)所(suo)采(cai)用(yong)的(de)體(ti)係(xi)結(jie)構(gou)和(he)通(tong)信(xin)協(xie)議(yi)並(bing)不(bu)一(yi)致(zhi)，仍(reng)是(shi)自(zi)成(cheng)體(ti)係(xi)
，相(xiang)互(hu)之(zhi)間(jian)缺(que)乏(fa)兼(jian)容(rong)性(xing)和(he)互(hu)換(huan)性(xing)，而(er)且(qie)對(dui)體(ti)係(xi)結(jie)構(gou)的(de)闡(chan)述(shu)都(dou)隻(zhi)限(xian)於(yu)具(ju)體(ti)實(shi)現(xian)層(ceng)
，沒(mei)有(you)提(ti)高(gao)到(dao)理(li)論(lun)的(de)、抽象的層次上來
，因而各係統軟硬件不具備可移植性和互操作性。

　　其次，沒有充分利用像Windows

、UNIX
、OS/2等新型操作係統。軟件開發思想與技術落後，始終處於甚至低於結構化程序設計的水平。沒有充分利用麵向對象
、軟件重用等軟件工程中的新理論
、新技術，而這些正是實現開放性控製係統的關鍵所在。

　　此外，產品的升級、更新、修改和維修仍然依賴於生產廠家，沒有提供相應的開發工具和環境，用戶無法把自己的或任何第三方的思想或產品融入到係統中去。

　　問(wen)題(ti)是(shi)，目(mu)前(qian)各(ge)大(da)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)製(zhi)造(zao)商(shang)並(bing)非(fei)不(bu)了(le)解(jie)這(zhe)些(xie)問(wen)題(ti)現(xian)狀(zhuang)
，而(er)是(shi)不(bu)願(yuan)意(yi)進(jin)行(xing)實(shi)質(zhi)的(de)改(gai)進(jin)來(lai)真(zhen)正(zheng)滿(man)足(zu)用(yong)戶(hu)的(de)要(yao)求(qiu)
，用(yong)戶(hu)要(yao)求(qiu)開(kai)放(fang)式(shi)係(xi)統(tong)的(de)目(mu)的(de)是(shi)為(wei)了(le)實(shi)現(xian)企(qi)業(ye)內(nei)部(bu)的(de)信(xin)息(xi)流(liu)動(dong)的(de)無(wu)縫(feng)化(hua)和(he)軟(ruan)件(jian)、硬件的標準化和通用化
，目前各廠家所采取的措施充其量是幫助用戶向前邁了一小步，而且用戶必須為此付出高昂的費用
，如西門子的S7400僅通信模件所花的費用就占整個係統的1/3yishang
，kaifangshixitongyingyoudexingnengjiagebidetigaoyonghuwufaxiangshoudao。zhezhongbiaomiandekaifangxingbingbunengdaibiaozhenzhengdekaifangxing
，bushaozhuanjiayihaobukeqidizhichulezheyidian

，xuduomingyandeyonghuyerenshidaolezhegewenti。

　　目前，全力致力於真正開放式係統開發的反而是一些新興的相對較小的公司，如美國的OPTO22


，SOFTPLC
，CONTROLSOFT以及英國的TRANSMITTON等(deng)等(deng)。這(zhe)些(xie)公(gong)司(si)沒(mei)有(you)過(guo)去(qu)的(de)包(bao)袱(fu)，所(suo)開(kai)發(fa)的(de)產(chan)品(pin)的(de)市(shi)場(chang)目(mu)標(biao)也(ye)不(bu)存(cun)在(zai)搶(qiang)自(zi)己(ji)飯(fan)碗(wan)的(de)問(wen)題(ti)，所(suo)以(yi)他(ta)們(men)可(ke)以(yi)沒(mei)有(you)後(hou)顧(gu)之(zhi)憂(you)地(di)宣(xuan)傳(chuan)。由(you)於(yu)他(ta)們(men)的(de)產(chan)品(pin)是(shi)充(chong)分(fen)考(kao)慮(lv)了(le)開(kai)放(fang)性(xing)的(de)，今(jin)後(hou)將(jiang)成(cheng)為(wei)開(kai)放(fang)性(xing)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)新(xin)的(de)生(sheng)力(li)軍(jun)。但(dan)目(mu)前(qian)
，這(zhe)些(xie)公(gong)司(si)普(pu)遍(bian)沒(mei)有(you)信(xin)心(xin)對(dui)目(mu)前(qian)的(de)市(shi)場(chang)領(ling)導(dao)者(zhe)所(suo)占(zhan)據(ju)的(de)傳(chuan)統(tong)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)市(shi)場(chang)進(jin)行(xing)全(quan)麵(mian)進(jin)攻(gong)
，一(yi)般(ban)還(hai)是(shi)在(zai)鑽(zuan)一(yi)些(xie)大(da)公(gong)司(si)不(bu)願(yuan)或(huo)忽(hu)視(shi)做(zuo)的(de)空(kong)白(bai)市(shi)場(chang)
，在(zai)國(guo)際(ji)上(shang)沒(mei)有(you)對(dui)現(xian)有(you)的(de)市(shi)場(chang)領(ling)導(dao)者(zhe)構(gou)成(cheng)威(wei)脅(xie)，因(yin)此(ci)，大(da)公(gong)司(si)對(dui)這(zhe)些(xie)公(gong)司(si)也(ye)沒(mei)有(you)采(cai)取(qu)什(shen)麼(me)對(dui)策(ce)。

　　值得認真分析的是，經過兩年到三年的時間，開放式係統在目前被市場領導者壟斷的市場中打開了一個缺口後
，如占到了10%或20%zuoyoudefeneshi，naxiemuqiandeshichanglingdaozheyidinghuijiayizhongshi，yinweijishitamenzijibuququdailaochanpin，kenengbiedexinxinggongsiyeyaoquerdaizhile。zheshi，tamenyidinghuiquanlifanpu，fenfentuichuzijidexinyidaikaifangshichanpin。zhexiedagongsidezhuanxiang
，keyijiasuyonghuduikaifangxingxitongdejieshoujincheng
，gengkuaidituijinkaifangshixitongdeshichangbufa。zheshi，dagongsihexiaogongsizaikaifangxingkongzhixitongfangmianjiangzhanzaitongyigeqipaoxianshang
，xiangduigongpingdicongjiage
、服務
、係統集成經驗等各方麵來進行競爭
，控製係統長期被數家巨頭所壟斷的局麵可望在開放式係統普及後被打破。

　　四、PLC如何能夠更加開放

　　1．PLC在競爭中的興起

　　從控製係統的角度看
，各類控製係統的相互融合的情況已經出現了。但認真分析就會發現
，PLC在這些控製係統中是比較獨特的一類。在現代各類控製係統中
，PLC是誕生最早的工業控製器
，每個新的控製器出來都揚言要取代PLC
，從DCS，到工控機，到現場總線
，到嵌入式控製係統。這種情況的產生
，一方麵是由於早期的PLC的不開放造成的，但另一方麵，也是由於PLC在工業控製領域所占的比重份額太大引起的。但技術和應用發展的結果是
，隨著新的技術越來越多，PLC不僅沒有逐漸被任何一種新的係統取代
，反而在逐漸蠶食其它控製係統的市場。

　　比如，在流程工業，過去DCS占了絕對的統治地位


，但現在，在中小型的工業裝置方麵
，已經有相當大的控製係統被PLC係統所取代。即便在大型係統中
，現在各類DCS也麵臨著高端PLC的威脅。這種現象的原因，一方麵是由於PLC的技術不斷發展，DCS過去所獨有的一些複雜控製功能現在PLC基本上全部具備；第二是由於PLC的操作的簡單性所決定的

；第三，也是最重要的一點，就是

，PLC的價格和成本是DCS係統所無法比擬的。

　　在低端設備，比如許多工業設備的控製器
，過去是由單片機開發係統所控製的，現在也越來越多地被PLC所取代。從材料成本上來說，PLC的成本比單片機要高
，但是，由於PLC所具有的編程的靈活性
，使得用戶在開發新機型的時候，不必為新機型開發一個新的單片機控製器
，而隻要簡單地在一個PLC的軟件上進行程序更改即可
，這大大降低了用戶的開發成本。因此，越來越多的機械逐步放棄了原來的專用控製器的方式
，而改用PLC作為機械設備的主要控製器。

　　在原來大量采用工控機係統的場合，工控機也越來越多被PLC取代
，而工控機則逐漸從實時控製退到隻負責操作站的層麵。而且，大家漸漸發現，這種工控機加PLC的結構，提供了最優良的控製性能、最方便的操作
、最低的成本。因此

，逐漸開始在越來越多的地方采用。可以說
，工控機的誕生不僅沒有削減PLC的份額，卻因為工控機的運算功能
、圖形處理能力和數據存儲能力彌補了PLC的不足，而PLC的可靠性則大大彌補了工控機的弱點，因此，工控機的誕生反而大大促進了PLC在更多場合的應用。

　　同樣，在離散製造業，PLC作為一種設備控製和數據采集的方便器件，在企業實施ERP和CIMS係統時，為實時數據的采集、處理和傳輸提供了無與倫比的方便性。目前，無論是數控
、機械還是傳動、物流等行業，都把PLC作為控製係統和數據采集係統的首選。

　　因此，至少從現在來看，PLC在各類控製係統的競爭中逐漸占了上風。但是，隨著競爭的白熱化，PLC也麵臨著一個發展瓶頸
，那就是各類係統的不開放，或者說假開放。

　　2．工業以太網——真正開放的現場控製網絡

　　從根本上來說，開放式控製係統要具備：采用從操作係統到通訊協議都是通用的係統。目前，操作係統其實隻有WINDOWS、UNIXdengshaoshujizhong，ertongxunzongxianwenti
，zemeiyoushenmeyiyi。zaigongkongjiezhenglunbuxiudewenti，zaijisuanjijiezaojiutingxile。shishishang，yonghumenzaoyizuochulexuanze，najiushi：以太網總線，它占了全球所有計算機通訊總線的96%！而其餘所有的總線隻占了不到4%。因此，工業界所有的總線向以太網的方向靠攏，是不以人們的意誌為轉移的。

　　眾所周知，以太網最初是為辦公自動化設計的，因此沒有考慮到工業自動化應用的一些要求。特別是，它采用的CSMA/CD介質訪問控製機製，具有通訊延時不確定的缺點，不能滿足工業自動化控製的實時通信需求。因此
，在20世紀90年代以前
，很少有人將以太網應用於工業自動化領域。

　　近幾年來
，隨著互聯網技術的普及與推廣，以太網也得到了飛速發展
，特別是以太網通訊速率的提高、以太網交換技術的發展
，給解決以太網的非確定性問題帶來了新的契機：首先，以太網的通信速率一再提高
，從10Mbps
，到100Mbps甚至到10Gbps，在相同通信量的情況下，通信速率的提高意味著網絡負荷的減輕和碰撞的減少，也就意味著提高確定性；其qi次ci，以yi太tai網wang交jiao換huan機ji為wei連lian接jie在zai其qi端duan口kou上shang的de每mei個ge網wang絡luo節jie點dian提ti供gong了le獨du立li的de帶dai寬kuan，連lian接jie在zai同tong一yi個ge交jiao換huan機ji上shang的de不bu同tong的de設she備bei不bu存cun在zai資zi源yuan的de爭zheng奪duo
，這zhe就jiu相xiang當dang於yu每mei個ge設she備bei獨du占zhan一yi個ge網wang段duan；第三
，全雙工技術又為每個設備與交換機端口之間提供了發送與接收的專用通道，因此使不同的以太網設備之間的衝突大大降低（半雙工交換式）或完全避免（全雙工交換式）。因此，以太網成了確定的網絡

，從而為它應用於工業自動化控製消除了主要的障礙。

　　與其它現場總線或工業通信網絡相比，以太網具有應用廣泛
、成本低廉、通信速率高、軟硬件資源豐富、易於與INTERNET連接
、kechixufazhanqianlidadengyoudian，yinci
，bujinlongduanlegongchangzonghezidonghuadexinxiguanlicengwangluo，erqiezaiguochengjiankongcengwangluoyededaoleguangfanyingyong，bingyouzhijiexiangxiayanshen
，yingyongyugongyexianchangshebeicengwangluodequshi。

　　congtongxunwangluodejiaodulaikan，caiyongbianpingshiheshuxingdewangluojiegoushiyitaiwangdezhuyaojiegou。zaizhezhongjiegouxia，ruguonenggoushixianshujutongxin，qishi
，yaoqiushangxiasuoyoudeyingjiancaiyongtongyangdecaozuoxitongshibujingjide。biru，zaishangweiji，yongyuxianshiheshujucunchudegongnengshizhuyaodegongneng。zheshi
，caiyongWINDOWS的操作係統是沒有什麼問題。而在底層控製端，則隻要采用類似RTOS或VXWORKS這樣的操作係統會更好

，不僅是價格便宜，而且還能夠更可靠地執行實時控製任務。

　　目前，PLC之所以能夠在越來越多的場合取得應用
，同前麵所提到的PLC的特點是分不開的。這些特點就是：可靠性，易操作性，和靈活性。這些特點是PLC必須要保留的。這些特點的形成，是由PLC的結構、內部軟件和硬件的構成特點決定的，同時也是PLC之所以是PLC是不是其它控製係統的標誌。而PLCdequedian，zeshizaichulidaliangshujubaokuotuxingdengfangmiandeyunsuannenglibuzudefangmian。shijishang，zaigongyeyingyongzhong，xuyaoshishikongzhiertongshiyouxuyaochulidaliangxinxidechanghesuirancunzai，danbingbuduojian。yinci，zhiyaonengjiejuePLC的通訊問題
，可以讓PLC來擔負現場的實時控製任務
，而將數據的處理、存儲、顯示等任務通過通訊網絡，傳到其它係統中，由計算機係統來完成，這是解決開放式控製係統的根本方式。也是開放式PLC的設計的思想基礎。

　　開放式PLC將最常見也是今後控製係統最常用的通訊接口------以太網和串口內置進了PLC的CPU單元
，使PLCzaibaochichuantonggezhongkekaogongnengdetongshi，keyidichengbendijubeitongxundegongneng。erqie，zhuanmenkaifalelinghuoerfangbiandetongxunmokuai，yongzhexietongxunmokuai
，zhiyaojiandandishurugeleixieyi，jiukeyijiangzhexiemokuaizuoweiyizhongzhuanyongxieyidekongzhimokuailaishiyong，erjiageshifendilian。tongshi
，genglingrenjingyideshi，zaiOpenPLC內部
，還具有JAVA功能，和WebServer功能
，也就是說，即使不用上位機，OpenPLC可以將PLCdezhuangtai

，baokuoguzhangbaojingxinxiheshijianchulixinxitongguotongxunmokuaizidongchuansongdaohulianwangshang，yonghukeyitongguodianziyoujiandefangshilaijieshouzhexiexinxi

，yekeyitongguoyidongtongxinxitong，liyongshoujideduanxinfangshilaijieshouzhexiexinxi，shenzhikeyitongguoGPRS
、CDMA等deng先xian進jin的de通tong訊xun方fang式shi來lai進jin行xing控kong製zhi信xin息xi的de跨kua越yue時shi空kong的de通tong信xin。這zhe些xie通tong訊xun
，使shi用yong戶hu可ke以yi最zui及ji時shi地di了le解jie到dao設she備bei的de運yun行xing狀zhuang況kuang，可ke以yi進jin行xing遠yuan程cheng診zhen斷duan和he遠yuan程cheng監jian控kong，對dui於yu生sheng產chan過guo程cheng控kong製zhi、製造過程的信息化、生產過程和管理的優化等都有極大的幫助。

　　同時，在傳統的控製功能方麵，開放式PLC盡量保留了傳統PLC的優點
，如模塊式結構，多種編程語言，嚴格的可靠性設計，甚至是與PLC完全相同的生產工業

，這樣，使得原來的PLC用戶在使用開放式PLC的時候並不會產生任何不適應的感覺，除了上麵所提到的一些新的功能外，其它的方麵，如選型、編程
、組態等

，完全與傳統的PLC一樣。

　　可以預見的是，OpenPLC的出現，必將改變控製係統的格局，尤其是對於現有PLC的製造商來說，將在市場和應用方麵產生巨大的衝擊。

　　五
、真正開放的PLC——OpenPLC

　　1．OpenPLC概念的由來

　　OpenPLC的概念也是在實際的工業應用中產生的。1995年，在中國的馬鞍山鋼鐵公司的動力調度中心
，麵臨一個問題

，動力調度中心要監控馬鋼來自發電廠、水廠、煤氣廠和動力廠（負責電力輸送）的各類能源和動力信號，但這四個數據來源
，包括這些能源與動力的輸送的管網所涉及的上百個變電所
、增zeng壓ya站zhan和he泵beng站zhan的de自zi身shen的de控kong製zhi係xi統tong是shi不bu兼jian容rong的de，有you的de還hai是shi專zhuan用yong係xi統tong，不bu僅jin沒mei有you協xie議yi
，連lian開kai發fa人ren都dou已yi經jing無wu法fa找zhao到dao。除chu了le通tong訊xun不bu兼jian容rong外wai
，連lian這zhe幾ji個ge係xi統tong的de控kong製zhi結jie構gou也ye大da相xiang徑jing庭ting，電dian廠chang是shi類lei似si於yuDCS的結構，水廠和氣廠是PLC結構，動力廠是SCADA結構
，對集成人員理解係統也形成了較大的困難。該項目最後雖然沒有用OpenPLC解決（當時還沒有），但該項目的需求導致了OpenPLC的誕生。

　　針zhen對dui過guo程cheng控kong製zhi和he離li散san製zhi造zao業ye普pu遍bian存cun在zai的de，各ge類lei控kong製zhi要yao求qiu不bu同tong的de係xi統tong的de互hu連lian的de問wen題ti，本ben文wen作zuo者zhe提ti出chu了le設she計ji一yi個ge新xin型xing的de開kai放fang式shi控kong製zhi係xi統tong的de構gou想xiang。因yin為wei該gai係xi統tong的de目mu的de是shi要yao盡jin可ke能neng地di適shi用yong各ge類lei不bu同tong的de應ying用yong場chang合he，因yin此ci
，定ding名ming為wei開kai放fang式shi可ke編bian程cheng控kong製zhi係xi統tong
，而er英ying文wen則ze是shiOpenProgrammableLogicController，縮寫為OpenPLC。該係統從1995年開始構思，到1997年基本明確設計思想
，幾條主要的設計原則如下：

　　①OpenPLC應該是一種以PC技術為基礎的係統
，尤其是在能夠發揮出PC特色的場合（如網絡

，與外界的連接，優化
，專家係統
，操作界麵
，數據監測
，文件記錄和打印等），工作由以PC為基礎的係統來承擔；

　　②在zai底di層ceng，需xu要yao高gao可ke靠kao和he實shi時shi控kong製zhi時shi
，由you分fen散san控kong製zhi係xi統tong承cheng擔dan，但dan它ta不bu同tong於yu現xian場chang總zong線xian
，它ta不bu是shi基ji於yu儀yi表biao的de係xi統tong，而er是shi基ji於yu係xi統tong的de係xi統tong
，儀yi表biao仍reng是shi普pu通tong儀yi表biao，隻zhi是shi將jiangI/O和控製單元放在了現場

，傳回中央控製室的是數字信號
，而不是模擬的4—20mA信號
，要求原來的儀表仍然可用；

　　③在I/O點較集中的場合，可以采用類似於DCS或PLC的機櫃或機架，內部模塊用總線或網絡連接，整個係統應該具有較高的可靠性
，同時有較好的兼容性和開放性；

　　④係統應該具有真正的分布性，前端可集中，也可以延續幾百米
、幾公裏甚至幾千公裏（在地球的另一端），為此
，係統必須具備與TCP/IP兼容的協議和WEB服務器
；

　　⑤規模也可以從小至幾十點，大至幾千點甚至幾十萬點。係統I/O規模的增加不應該導致係統的大的改變。

　　OpenPLC的概念的創始人建立了德維森公司，當時公司很小，沒有開發硬件和軟件的實力
；因此他們采取了OEM的方式
，也就是利用國際上其它公司的合適的軟件和硬件來實現OpenPLC的係統理念。所幸，這時國際上也開始興起了開放式係統的浪潮，湧現出了一批熱衷於開放式係統的公司（但沒有一家是有名氣的大公司）。該係統一開始曾經受過日本橫河公司的CENTUMCS的概念的啟發，也考慮了ROSEMOUNT的DELTA-V的現場總線與PC-BASED的合一的開放概念
，也參考過美國OPTO22的SNAPI/O係統的帶有以太網接口的I/O模塊
，但上述係統的昂貴的價格使得OpenPLC不得不尋求更新的價格。最終，對OpenPLC影響最大的，是美國SOFTPLC的概念
，OpenPLC的研究小組希望將SOFTPLC的概念成功在更廣的領域內應用，為了擺脫SOFTPLC的品牌關聯，當時決定以柔性控製係統TCS(TailoredControlSystem)的名稱形成了開放式可編程控製係統的前身係統。

　　第一套TCS的誕生所采用的是台灣盟立自動化公司生產的FAMA的PLC的硬件，但在通訊方麵做了加強。1998年(nian)

，盟(meng)立(li)公(gong)司(si)準(zhun)備(bei)打(da)入(ru)大(da)陸(lu)市(shi)場(chang)，在(zai)廣(guang)州(zhou)自(zi)動(dong)化(hua)展(zhan)覽(lan)會(hui)上(shang)，德(de)維(wei)森(sen)公(gong)司(si)發(fa)現(xian)盟(meng)立(li)的(de)硬(ying)件(jian)結(jie)構(gou)比(bi)較(jiao)適(shi)合(he)實(shi)現(xian)柔(rou)性(xing)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)理(li)念(nian)，與(yu)盟(meng)立(li)公(gong)司(si)達(da)成(cheng)了(le)OEM的協議。但在係統構架和市場推廣應用方麵，OpenPLC對係統進行了重新設計。

　　TCS的(de)第(di)一(yi)個(ge)實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)是(shi)馬(ma)鋼(gang)第(di)一(yi)煉(lian)鐵(tie)廠(chang)的(de)高(gao)爐(lu)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)

，該(gai)套(tao)係(xi)統(tong)實(shi)際(ji)上(shang)是(shi)一(yi)個(ge)過(guo)程(cheng)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)
，但(dan)又(you)加(jia)入(ru)了(le)過(guo)程(cheng)燃(ran)燒(shao)優(you)化(hua)和(he)專(zhuan)家(jia)係(xi)統(tong)
，同(tong)時(shi)，高(gao)爐(lu)的(de)所(suo)有(you)數(shu)據(ju)都(dou)在(zai)第(di)一(yi)時(shi)間(jian)通(tong)過(guo)LAN和WEBSERVER送到了生產調度和廠長辦公室等管理部門
，形成了信息化製造係統的雛形。隨後
，隨著TCS在雲南個舊化肥廠、攀鋼熱電廠、邯鄲鋼鐵廠、深圳高科豫電廠
、水廠等行業的應用，確立了在連續流程中作為過程控製係統的技術基礎。2001年，OpenPLC在廣東中山彎管機上實現了與機械的NC技術和運動控製技術的結合，進入了CAM應用領域。

　　因為TCS的概念的先進性和實用性，中國儀器儀表學會於2000年8月對該係統進行了專家鑒定和評審，會議由中國的原子彈和氫彈元勳、中國政府高技術863計劃的倡議人、中國科學院和中國工程院兩院院士楊嘉墀主持，係統被認為具有國際先進水平，隨後
，在2001和2002年，TCS獲得廣東省和深圳市科學技術進步一等獎。

　　與此同時，OpenPLC的研究小組認為TCS的概念仍然太過籠統

，並且試圖用一種係統涵蓋所有的應用的想法有些不切實際。因此，重新審視OpenPLC的概念，認為開始以開放式PLC的概念從PLC的產品向其它控製係統的應用領域延伸是比較好的想法。隨後成立的加拿大在線控製有限公司和中國的合控電氣（深圳）有限公司繼續在OpenPLC這個概念上研發
，新一代的OpenPLC產品於2003年底終於重新麵世。隨後，OpenPLC在數控切割機、注塑機、機車監控係統、汙水處理設備的應用，開辟了在機械OEM係統等離散製造業中的應用。

　　2004年

，OpenPLC在加拿大阿爾伯達省的LANDPETROLEUM公司的一個天然氣處理廠和天然氣田作為SCADA係統得到應用。該係統除了通過無線數字電台將井口的數據傳到氣處理廠的中央控製室外（這是標準的SCADA係統的功能），另外增加了兩個引人注目的功能，一個是將所有的數據通過北美移動公司的網絡上連互聯網
，使油田的業主在300公(gong)裏(li)外(wai)的(de)卡(ka)加(jia)利(li)總(zong)部(bu)可(ke)以(yi)看(kan)到(dao)一(yi)分(fen)鍾(zhong)以(yi)前(qian)的(de)現(xian)場(chang)數(shu)據(ju)和(he)流(liu)量(liang)數(shu)據(ju)
，不(bu)僅(jin)可(ke)以(yi)了(le)解(jie)氣(qi)田(tian)的(de)實(shi)時(shi)銷(xiao)售(shou)狀(zhuang)況(kuang)，也(ye)便(bian)於(yu)總(zong)部(bu)的(de)工(gong)程(cheng)師(shi)隨(sui)時(shi)了(le)解(jie)井(jing)口(kou)和(he)廠(chang)區(qu)的(de)狀(zhuang)況(kuang)，對(dui)生(sheng)產(chan)情(qing)況(kuang)進(jin)行(xing)診(zhen)斷(duan)
；另一個是在井口的控製器中，結合采油增產工藝對栓塞式增產工藝進行了控製
，將增產工藝成功地以軟件功能塊的方式存儲在OpenPLC的井口生產控製器中，達到了增產20%的效果。該套係統的成功使用，標誌著OpenPLC作為E-PRODUCTION的基礎係統得到了實踐的驗證。同年，OpenPLC在美國通用汽車的別克轎車的大燈開關的壽命測試儀上進行投入使用，該項目由美國EMERSON公司在深圳的工廠招標采用，考慮到世界第一台PLC就是通用汽車使用的
，這一台OpenPLC在通用汽車的開關生產線的測試設備上使用，也具有特殊的意義。

　　2．OpenPLC的技術優勢

　　①傳統係統的不開放帶來的不便

　　目前
，市場上的PLC產品基本上由十幾家公司占據，這些公司大部分是著名的跨國公司，包括SIEMENS
、ROCKWELL、GE、三菱、SCHNEIDER
、ABB
、KOYOdengdeng。muqian，jihusuoyoudexitongdoushiyouyuanchangjiakaifadebujianrongxitong
，dangchudoushiyouqigezidulianzijidebiaozhunkaifachulaide
，huxiangzhijianbunenghulian。suiranzuijingechangjiadoukaifaletongxunmojian，dandoujiageanggui，erqieyuwaijiedetongxunyouyugezhongyuanyindouweizuodaowanquantongchang。xuduozhizaoyeyonghutebieshidaxingqiyeweilebimianguofenyilaiyijiaxitongtigongshangerxingchengdeshangyehejishufengxian，tongchanghuitongshicaiyongjijiabutongdekongzhixitong。erchuantongxitongdebukaifanghebujianronglingqiyenanyichongfenliyongzidonghuajishu，duiqiyeneibudexitongjicheng
、係統升級和管理帶來了極大的困難。如何將控製係統互連以及與ERP和MESxitongxianglian，xingchengyoushengchanguochengdezuidicengshengchanxianchangdaoguanlijuecerenyuandewufengdeshuangxiangxinxiliu，shixuduoqiyezidonghuahexinxirenyuanyijilingdaocengguanxindewenti
，erduiyuzhegewenti，chuantongdefengbishidekongzhixitongshiwufajiejuede。

　　此外，各廠家的PLC係統在硬件結構、控製指令、通信標準都不能共用，這樣，一旦用戶購買了某一種專用係統，就被迫繼續采用，因為當他們由於某些原因想改換PLC時，工程師不得不學習另外的新的編程語言。這是為什麼要指定IEC61131-3，為所有的可編程控製器訂立編程語言標準的原因。專用係統的開發
、設計、生產

、工程、維護都需要專門進行
，造成其生產成本以及售價都居高不下。

　　今(jin)天(tian)製(zhi)造(zao)企(qi)業(ye)對(dui)自(zi)動(dong)化(hua)係(xi)統(tong)的(de)維(wei)護(hu)升(sheng)級(ji)等(deng)技(ji)術(shu)支(zhi)持(chi)的(de)要(yao)求(qiu)很(hen)高(gao)，同(tong)時(shi)要(yao)求(qiu)係(xi)統(tong)供(gong)應(ying)商(shang)了(le)解(jie)工(gong)廠(chang)的(de)製(zhi)造(zao)工(gong)藝(yi)
，並(bing)需(xu)要(yao)一(yi)個(ge)專(zhuan)業(ye)的(de)技(ji)術(shu)支(zhi)持(chi)
，對(dui)製(zhi)造(zao)專(zhuan)用(yong)係(xi)統(tong)的(de)公(gong)司(si)來(lai)說(shuo)
，在(zai)一(yi)個(ge)區(qu)域(yu)性(xing)市(shi)場(chang)要(yao)保(bao)持(chi)一(yi)支(zhi)經(jing)過(guo)良(liang)好(hao)訓(xun)練(lian)的(de)維(wei)護(hu)隊(dui)伍(wu)成(cheng)本(ben)很(hen)高(gao)

，這(zhe)個(ge)原(yuan)因(yin)導(dao)致(zhi)了(le)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)技(ji)術(shu)服(fu)務(wu)難(nan)以(yi)令(ling)人(ren)滿(man)意(yi)，即(ji)使(shi)有(you)服(fu)務(wu)，其(qi)備(bei)件(jian)和(he)人(ren)工(gong)費(fei)也(ye)都(dou)很(hen)昂(ang)貴(gui)。由(you)於(yu)係(xi)統(tong)是(shi)專(zhuan)用(yong)的(de)，用(yong)戶(hu)對(dui)這(zhe)種(zhong)狀(zhuang)況(kuang)沒(mei)有(you)其(qi)它(ta)選(xuan)擇(ze)。大(da)家(jia)知(zhi)道(dao)，設(she)備(bei)所(suo)造(zao)成(cheng)的(de)停(ting)產(chan)代(dai)價(jia)是(shi)非(fei)常(chang)之(zhi)大(da)的(de)，而(er)且(qie)現(xian)代(dai)工(gong)廠(chang)需(xu)要(yao)對(dui)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)不(bu)斷(duan)進(jin)行(xing)調(tiao)節(jie)，因(yin)此(ci)製(zhi)造(zao)企(qi)業(ye)迫(po)切(qie)需(xu)要(yao)一(yi)個(ge)高(gao)靈(ling)活(huo)性(xing)的(de)、兼容能力強、低成本、可靠並具有強大的通信能力的係統和良好的技術支援服務
，傳統的PLC公司在解決這方麵的問題上尚未做到令人滿意。

　　②OpenPLC的開放性給用戶的好處

　　OpenPLC就(jiu)是(shi)因(yin)應(ying)這(zhe)種(zhong)需(xu)求(qiu)而(er)產(chan)生(sheng)的(de)一(yi)種(zhong)開(kai)放(fang)式(shi)的(de)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)平(ping)台(tai)，其(qi)長(chang)處(chu)在(zai)於(yu)具(ju)有(you)開(kai)放(fang)性(xing)和(he)通(tong)用(yong)性(xing)的(de)特(te)點(dian)，它(ta)並(bing)非(fei)專(zhuan)為(wei)某(mou)一(yi)個(ge)或(huo)兩(liang)個(ge)行(xing)業(ye)所(suo)設(she)計(ji)的(de)，而(er)是(shi)可(ke)以(yi)適(shi)合(he)許(xu)許(xu)多(duo)多(duo)不(bu)同(tong)的(de)行(xing)業(ye)，並(bing)應(ying)用(yong)在(zai)不(bu)同(tong)的(de)場(chang)合(he)。而(er)且(qie)，由(you)於(yu)它(ta)所(suo)具(ju)有(you)的(de)開(kai)放(fang)性(xing)特(te)點(dian)，還(hai)可(ke)以(yi)和(he)目(mu)前(qian)的(de)傳(chuan)統(tong)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)混(hun)合(he)使(shi)用(yong)，並(bing)不(bu)斷(duan)地(di)升(sheng)級(ji)和(he)延(yan)伸(shen)，因(yin)此(ci)受(shou)到(dao)市(shi)場(chang)的(de)歡(huan)迎(ying)。

　　OpenPLC的(de)自(zi)動(dong)化(hua)平(ping)台(tai)也(ye)是(shi)最(zui)徹(che)底(di)的(de)開(kai)放(fang)式(shi)方(fang)案(an)
，國(guo)際(ji)上(shang)的(de)各(ge)大(da)競(jing)爭(zheng)對(dui)手(shou)雖(sui)然(ran)也(ye)推(tui)出(chu)了(le)開(kai)放(fang)式(shi)係(xi)統(tong)的(de)概(gai)念(nian)
，但(dan)通(tong)常(chang)都(dou)是(shi)在(zai)原(yuan)有(you)的(de)係(xi)統(tong)上(shang)層(ceng)加(jia)上(shang)一(yi)些(xie)接(jie)口(kou)，實(shi)現(xian)局(ju)部(bu)的(de)互(hu)連(lian)和(he)通(tong)信(xin)，並(bing)非(fei)真(zhen)正(zheng)意(yi)義(yi)上(shang)的(de)開(kai)放(fang)
；而OpenPLC把PC兼容的技術引入到現場控製器內部
，係統采用WINTEL芯片和軟件結構
，通訊采用全球通用的Ethernet協議TCP/IP作為網絡協議和現場控製總線協議，並且內部可以內置Web-Server因此具有很大的競爭優勢。用戶還可以通過互聯網或公司內部的Intranet網絡來訪問任何現場數據並實行控製，反過來，供應商也可以通過Internet對用戶的係統進行遠程診斷，從而實現全天候的低成本的24小時的技術支持服務。

　　OpenPLC的特點是開放性，是將電子
、通信
、計算機、網絡等信息技術（IT）方麵的國際最新技術成果在自動控製係統領域的應用。目前，全球的IT業(ye)都(dou)有(you)一(yi)個(ge)標(biao)準(zhun)化(hua)的(de)趨(qu)勢(shi)，也(ye)就(jiu)是(shi)任(ren)何(he)一(yi)家(jia)公(gong)司(si)隻(zhi)要(yao)按(an)照(zhao)標(biao)準(zhun)來(lai)設(she)計(ji)產(chan)品(pin)，都(dou)可(ke)以(yi)和(he)世(shi)界(jie)上(shang)任(ren)何(he)一(yi)家(jia)大(da)公(gong)司(si)的(de)產(chan)品(pin)兼(jian)容(rong)或(huo)競(jing)爭(zheng)。所(suo)以(yi)有(you)關(guan)的(de)技(ji)術(shu)目(mu)前(qian)在(zai)國(guo)際(ji)各(ge)種(zhong)媒(mei)體(ti)包(bao)括(kuo)互(hu)聯(lian)網(wang)上(shang)可(ke)以(yi)方(fang)便(bian)地(di)得(de)到(dao)，這(zhe)就(jiu)使(shi)OpenPLC的製造商和係統集成商可以借助國際上所有的IT行業的最新成果，包括INTEL、MICROSOFT
、IBM等國際眾多巨型公司的技術和力量來和傳統控製係統的專業公司抗衡，相當於是借助了全球IT行業的技術力量來進行產品的開發。同時
，這些技術雖然是通信、電腦、網絡、軟件等行業的通用技術
，但也並不是可以直接用在自動化行業的，必須對之進行加工、改造
，尤其是在抗幹擾和可靠性方麵以及如何適應工業控製的具體情況等方麵進行大量細致的工作。

　　另外

，通過采用通用的產品與技術標準，使OpenPLC的製造商可以低成本地利用標準器件和現有技術
，如大量的通用軟件如通訊軟件、網絡軟件
、圖形軟件、數據庫軟件使開發成本大大降低
，研發周期大大縮短
，所用的元器件也由於是與主流技術兼容的產品而可以低成本方便地得到。使OpenPLC可以做到在價格比傳統控製係統的價格低三到五成的情況下仍然能夠保證較高的邊際利潤。OpenPLC由於其所具有的開放性和靈活的通訊特點，可以構成足以令人眼花繚亂的各種各樣的控製係統，但是
，OpenPLC的基本單元是十分簡單的。除了前述的開放性特點之外
，OpenPLC還有一個最為重要的特點，那就是簡單。簡單就是美，OpenPLC所有的解決方案
，從設計到應用，從軟件到硬件，從集成到組態
，處處都體現出“簡單”的特點。

　　六、結束語

　　PLC的未來發展不僅取決於產品本身的發展，還取決於PLC與其它控製係統和工廠管理設備的集成情況。PLC通過網絡，被集成到計算機集成製造（CIM）係統中，把他們的功能和資源與數控技術
、機器人技術

、CAD/CAM技術
、個人計算機係統、管理信息係統以及分層軟件係統結合起來
，在工廠的未來發展中，將占據重要的地位。

　　新的PLC的技術進展包括：更好的操作員界麵，圖形用戶界麵（GUI）

，人機界麵
；也包括與設備、硬件和軟件的接口；並支持人工智能，比如邏輯I/O係統等。

　　軟件進展將采用廣泛使用的通訊標準提供不同設備的連接，新的PLC指令將立足於增加PLC的智能性，基於知識的學習型的指令也將逐步被引入，以增加係統的能力。

　　用戶對於柔性製造係統的需求將決定未來的控製哲學。可以肯定的是，未來的工廠自動化中，PLC將肯定占據重要的地位，控製策略將被智能地分布開來，而不是集中
，超級PLC將在需要複雜運算、網絡通信和對小型PLC和機器控製器的監控的應用中獲得使用。

　　所有上述的發展，都取決於一個因素：PLC的開放性。隻有開放了，PLC才能與其它控製係統集成
；隻有開放了
，PLC才能與CIM
、機器人
、CAD/CAM、個人計算機、MIS結合，在工廠的未來發展中占有重要地位
；隻有開放了，PLC才可能發展更好的人機界麵

，才能與其它設備具備更靈活的接口；隻有開放了，PLC才能適應更多的通訊標準；隻有開放了，才能采用更多
、更複雜的控製策略。

　　因此

，OpenPLC將是PLC的未來的主要發展方向。