作為工業自動化中血脈最為純正的主流控製產品， PLC自誕生至今已近半個世紀。伴隨相關技術的發展
，PLC在性能
、功能、易用性和產品形態等方麵已曆經五代變革。技術演進的背後是需求的驅動，增效、安全、開放、整合、信息化

、智能化將成為當下工業需求趨勢。在此背景下，下一代PLC的發展趨勢成為用戶和PLC業界共同關注的課題。

　　為此，中國工控網聯袂中華工控網、控製工程網
，在三大網站的論壇同時開展了題為“下一代PLC發展趨勢”的用戶討論
，旨在發動全國PLC應用工程師和愛好者從需求和應用角度探討未來PLC的發展。自2013年1月5日至2013年3月1日，三大論壇彙集近千篇用戶主題帖，參與討論的用戶數千人，影響用戶數萬人。從用戶論題的數量
、質量以及用戶影響麵來看，本次活動充分調研了來自各地
、各行業用戶對下一代PLC的發展期望，將成為PLC發展的需求見證和參考力量。

　　用戶期望中的PLC特性

　　本次討論共分外形、體積，性能、功能，通訊性能，編程軟件
，生命周期等五個主題。通過彙總五大主題的用戶主要觀點
，我們可以概覽用戶期望中的下一代PLC的主要特點。

　　下一代PLC發展的趨勢分析

　　外觀：小型化、模塊化、集成化

　　外形、體積縮小，意味著便於安裝維護，係統集成時占用櫃體空間就越少。

　　體積小並不意味著用戶對功能的要求在降低，相反用戶對於功能的要求越來越多
，這就意味著產品的集成度要求更高。下一代PLC應集成更多的操作與維護功能，如內置CPU顯示屏
，可快速訪問各種文本信息和詳細的診斷信息，以提高設備的可用性，同時也便於全麵了解工廠的所有信息；集成短接片，方便用戶更為靈活便捷地建立電位組；集成DIN導軌
，能夠快速便捷地安裝自動斷路器、繼電器之類的其它組件
；靈活電纜存放方式
，憑借預先設計的電纜定位槽裝置
，即使存放粗型電纜，也可以輕鬆地關閉模塊前蓋板；集成屏蔽夾，對模擬量信號進行適當屏蔽
，可確保高質量地識別信號並有效防止外部電磁幹擾。

　　在結構上
，用戶充分認可PLC模塊化帶來的靈活擴展性。為滿足各種自動化應用的需求
，各種帶CPU和存儲器的智能I/O模塊
，既能擴展PLC功能
，又使用靈活
，延伸了PLC的(de)應(ying)用(yong)範(fan)圍(wei)。對(dui)於(yu)模(mo)塊(kuai)化(hua)的(de)設(she)置(zhi)
，用(yong)戶(hu)要(yao)求(qiu)模(mo)塊(kuai)間(jian)的(de)連(lian)接(jie)要(yao)可(ke)靠(kao)牢(lao)固(gu)
，具(ju)有(you)一(yi)定(ding)程(cheng)度(du)的(de)抗(kang)振(zhen)動(dong)，接(jie)線(xian)方(fang)式(shi)最(zui)好(hao)是(shi)用(yong)可(ke)插(cha)拔(ba)的(de)端(duan)子(zi)，換(huan)模(mo)塊(kuai)時(shi)無(wu)需(xu)借(jie)助(zhu)任(ren)何(he)工(gong)具(ju)即(ji)可(ke)實(shi)現(xian)快(kuai)速(su)安(an)裝(zhuang)；設置預接線位置，通過帶有定位功能轉向布線係統，無論是初次布線還是重新連接，快速便捷；插拔端子的接線最好是用螺絲刀進行而非焊接式
；標準前連接器，這樣不僅極大簡化了電纜的接線操作，同時還節省了更多的接線時間。在模塊化設計及產品的可靠性方麵，西門子PLC始終走在前列。S7-300是模塊化中型PLC係統
，各模塊之間可進行廣泛組合構成不同要求的係統。

　　性能：更快、更可靠、更智能
、更多功能

　　隨著計算機技術的快速發展並進入自動化領域
，“32位處理器
，納秒級的處理速度
，數萬I/O點”，用戶相信這些第五代PLC已經具備的特點，將以“更快”的方式體現在下一代PLC中，從而讓未來的PLC擁有PC一樣的運算能力和數據處理能力。

　　PLC以可靠性高、抗幹擾能力強而著稱，但現代工業對可靠性要求越來越高，用戶仍然希望下一代PLC的故障檢測與處理能力將會更強。據統計
，在PLC控製係統的故障中，CPU和I/O僅占20%，而輸入輸出設備、線路故障占80%。前者可通過PLC軟件本身的軟硬件實現檢測
、處理
，而外圍故障須加強研製、發展用於檢測外部故障的專用智能模塊，進一步提高係統的可靠性。

　　據統計，基於PLC的運動控製器占據了通用運動控製器的半壁江山

，這些產品是通過在PLC的de平ping台tai上shang，添tian加jia驅qu動dong步bu進jin電dian機ji或huo伺si服fu電dian機ji的de單dan軸zhou或huo多duo軸zhou位wei置zhi控kong製zhi模mo塊kuai，在zai為wei各ge種zhong機ji械xie設she備bei提ti供gong邏luo輯ji控kong製zhi的de同tong時shi，提ti供gong運yun動dong控kong製zhi功gong能neng。未wei來lai

，用yong戶hu建jian議yi下xia一yi代daiPLC能夠將運動控製功能直接集成到PLC中
，而無需使用其他模塊
，建議運動控製的功能越來越強，能夠連接各種模擬量驅動
，支持轉速軸和定位軸等。

　　多種自動化技術的深入應用，已經為各種控製融合創造了條件。為適合更多設備的應用，用戶展望下一代PLC將具有更高的硬件軟件的集成度。比如，PLC實現與CIM、機器人、CAD/CAM、個人計算機
、MIS結合，使PLC在工廠自動化的未來發展中占有更加重要地位。

　　此外
，用戶要求新一代產品具備更好的向上兼容性
，便於係統的無縫升級，從而在最大程度上確保投資回報和投資安全性。

　　如今PLC應用領域早已超越了開關量、邏輯控製和離散量監控
，已發展成為具有邏輯控製功能
、過程控製功能、運動控製功能
、數據處理功能、聯網通信功能的多功能控製器，具有越來越強的模擬處理能力
，以及其他過去隻有在計算機才能具有的高級處理能力，如浮點數運算、PID調節、溫度控製、精確定位、步進驅動、報表統計等。從這種意義上說
，未來的PLC將從“控製器”晉升為新一代多功能控製平台。羅克韋爾的LOGIX平台、歐姆龍的NJ平台都這種趨勢的代表。

　　通訊：開放化、網絡化

、無線化

　　為適應信息化發展趨勢，如今PLC網絡係統已經不再是自成體係的封閉係統

，而是迅速向開放式係統發展，各大品牌PLC除了形成自己各具特色的PLCwangluoxitong，wanchengshebeikongzhirenwuzhiwai，haikeyiyushangweijisuanjiguanlixitonglianwang，shixianxinxijiaoliu，chengweizhenggexinxiguanlixitongdeyibufen。lingyifangmian，xianchangzongxianjishudedaoguangfandeyingyong
，PLC與其他安裝在現場的智能化設備
，比如智能化儀表、傳感器、zhinengxingqudongzhixingjigoudeng
，tongguoyigenchuanshujiezhilianjie
，binganzhaotongyitongxinguiyuehuxiangchuanshuxinxi，youcigouchengyigexianchanggongyekongzhiwangluo，gaiwangluoyudanchundePLC遠程網絡相比，配置更靈活，擴容更方便，造價更低，性能價格也更好，更具有開放意義。

　　隨著多種控製設備協同工作的迫切需求，對PLC的Ethernet擴展功能以及進一步兼容Web技術提出了更高的要求。通過集成Web Server

，用戶可以無需親臨現場，即可通過Internet瀏覽器隨時查看CPU狀態，過程變量以圖形化方式進行顯示
，簡化了信息的采集操作。基於此要求

，用戶認為S7-1200為代表的新一代小型PLC，以太網接口已成標配，工業網絡已經不再是初期的奢侈品
，而是現代工業控製係統的基礎，這代表著以PLC為代表的控製係統正在從基於控製的網絡
，發展成為基於網絡的控製。

　　甚而有用戶認為，“銅退光進”、“銅退無線進”的網絡通訊時代應引發新一代PLC硬件上的革命，那就是輸入輸出部分應該與PLC分離
，直接留在現場底層，通過光纖或無線與PLC以一種新標準的工業信號連接，這樣的PLC將回歸它的“可編程邏輯過程控製”本質功能。未來，PLC與智能手機的互聯，甚至配置WIFI
，更會帶來工業現場的無線化變革。

　　編程軟件：簡單化
、平台化

　　用戶對於編程軟件反映最多的問題是沒有統一的標準。一位工程師訴苦說：“踏(ta)入(ru)工(gong)控(kong)行(xing)業(ye)，天(tian)天(tian)和(he)各(ge)種(zhong)工(gong)控(kong)產(chan)品(pin)打(da)交(jiao)道(dao)，電(dian)腦(nao)上(shang)安(an)裝(zhuang)了(le)很(hen)多(duo)的(de)軟(ruan)件(jian)，很(hen)不(bu)方(fang)便(bian)
，更(geng)加(jia)煩(fan)惱(nao)的(de)是(shi)每(mei)次(ci)重(zhong)新(xin)安(an)裝(zhuang)係(xi)統(tong)的(de)時(shi)候(hou)
，都(dou)要(yao)把(ba)所(suo)有(you)的(de)軟(ruan)件(jian)重(zhong)新(xin)安(an)裝(zhuang)一(yi)次(ci)，浪(lang)費(fei)很(hen)多(duo)的(de)時(shi)間(jian)。”在實際工作中
，有工程師反映前幾天用PLC的編程軟件寫一個程序，過幾天又要用上位機組態軟件開發SCADA係xi統tong，到dao了le現xian場chang還hai要yao使shi用yong驅qu動dong軟ruan件jian設she置zhi和he調tiao試shi驅qu動dong設she備bei。這zhe樣yang不bu但dan需xu要yao安an裝zhuang和he學xue習xi不bu同tong軟ruan件jian平ping台tai，還hai要yao在zai不bu同tong軟ruan件jian平ping台tai之zhi間jian配pei置zhi複fu雜za的de通tong訊xun，重zhong複fu輸shu入ru相xiang關guan數shu據ju並bing進jin行xing傳chuan送song數shu據ju，這zhe樣yang既ji直zhi接jie影ying響xiang到dao工gong作zuo效xiao率lv的de提ti升sheng也ye容rong易yi出chu現xian人ren為wei的de錯cuo誤wu。因yin此ci，希xi望wang自zi動dong化hua廠chang商shang推tui出chu的de軟ruan件jian平ping台tai可ke以yi兼jian容rong其qi相xiang關guan的de自zi動dong化hua和he驅qu動dong產chan品pin
，以yi減jian少shao複fu雜za應ying用yong的de問wen題ti。

　　在軟件完善與改進方麵，軟件視圖、增zeng加jia幫bang助zhu提ti示shi及ji軟ruan件jian操cao作zuo太tai過guo繁fan瑣suo都dou是shi用yong戶hu麵mian臨lin的de問wen題ti。工gong程cheng師shi在zai調tiao試shi設she備bei的de時shi候hou通tong常chang使shi用yong筆bi記ji本ben電dian腦nao，但dan是shi筆bi記ji本ben電dian腦nao的de屏ping幕mu太tai小xiao，從cong而er影ying響xiang圖tu像xiang顯xian示shi，為wei用yong戶hu瀏liu覽lan程cheng序xu帶dai來lai不bu便bian。在zai軟ruan件jian視shi圖tu優you化hua上shang
，用yong戶hu希xi望wang廠chang商shang能neng夠gou提ti供gong全quan麵mian的de視shi圖tu大da小xiao調tiao整zheng方fang式shi，並bing可ke以yi靈ling活huo的de自zi定ding義yi界jie麵mian上shang的de布bu局ju。除chu此ci之zhi外wai，軟ruan件jian上shang添tian加jia幫bang助zhu提ti示shi功gong能neng，對dui用yong戶hu使shi用yong不bu熟shu悉xi的de功gong能neng，能neng夠gou幫bang助zhu工gong程cheng師shi們men提ti高gao編bian程cheng的de效xiao率lv。工gong程cheng師shi們men認ren為wei

，目mu前qian西xi門men子zi在zai這zhe方fang麵mian做zuo的de比bi較jiao到dao位wei，尤you其qi是shi對dui於yu一yi些xie不bu熟shu悉xi西xi門men子zi的de用yong戶hu來lai說shuo
，使shi用yong幫bang助zhu提ti示shi功gong能neng能neng夠gou提ti高gao編bian程cheng的de效xiao率lv。

　　簡易編程、軟件互通
，呼喚的是軟件的一體化和平台化
，用戶甚至表示
，“PLC的軟件在等待一個類似於微軟視窗那樣的突破，才能說開創一個全新的PLC時代”。在(zai)硬(ying)件(jian)主(zhu)導(dao)市(shi)場(chang)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)領(ling)域(yu)，已(yi)經(jing)可(ke)以(yi)看(kan)到(dao)跨(kua)硬(ying)件(jian)的(de)一(yi)體(ti)化(hua)設(she)計(ji)軟(ruan)件(jian)，這(zhe)是(shi)軟(ruan)件(jian)平(ping)台(tai)化(hua)的(de)開(kai)端(duan)
，隨(sui)著(zhe)軟(ruan)件(jian)價(jia)值(zhi)在(zai)自(zi)動(dong)化(hua)係(xi)統(tong)中(zhong)的(de)提(ti)升(sheng)，未(wei)來(lai)真(zhen)正(zheng)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)平(ping)台(tai)化(hua)軟(ruan)件(jian)或(huo)可(ke)預(yu)期(qi)。

　　生命周期：前短後長

　　在傳統觀念中，用戶采購PLC重產品采購而輕總體擁有成本TOC(Total Operation Cost)
，如今，快速上市、降低運營成本成為提升市場競爭力的重要指標，PLC的生命周期成為用戶關注的新重點。

　　PLC生命周期包括設備的選型、采購、設計、安裝調試、維護維修、服務等環節，用戶希望PLC的生命周期更加趨於合理，即把設計、選型、開發、調試
、維護，變得更簡易，更人性化；而時間上
，在設計、選型、開發期間，更可靠，但是時間更短；而在運營維護期
，更簡易，而壽命更長。“我們在設計開發上少花時間，把精力放到工藝流程、優化產能
、優化節能等方麵

，豈不是更好嗎？”

　　為此
，用戶希望在未來PLC上(shang)看(kan)到(dao)更(geng)多(duo)有(you)利(li)於(yu)生(sheng)命(ming)周(zhou)期(qi)前(qian)短(duan)後(hou)長(chang)的(de)功(gong)能(neng)和(he)服(fu)務(wu)體(ti)現(xian)，比(bi)如(ru)，加(jia)入(ru)液(ye)晶(jing)麵(mian)板(ban)，在(zai)調(tiao)試(shi)期(qi)間(jian)
，更(geng)方(fang)便(bian)的(de)知(zhi)道(dao)問(wen)題(ti)在(zai)哪(na)。在(zai)維(wei)護(hu)階(jie)段(duan)
，能(neng)更(geng)直(zhi)觀(guan)的(de)看(kan)到(dao)運(yun)行(xing)狀(zhuang)況(kuang)。減(jian)少(shao)人(ren)員(yuan)的(de)成(cheng)本(ben)
，增(zeng)加(jia)可(ke)靠(kao)性(xing)
；再zai比bi如ru
，自zi診zhen斷duan功gong能neng和he遠yuan程cheng維wei護hu功gong能neng的de加jia入ru，同tong樣yang可ke以yi減jian少shao維wei護hu的de成cheng本ben。還hai有you用yong戶hu指zhi出chu，統tong一yi接jie口kou
，或huo簡jian化hua接jie口kou，這zhe些xie都dou是shi有you利li於yu生sheng命ming周zhou期qi中zhong各ge個ge環huan節jie的de優you化hua。

　　知識產權的保護

　　如今
，越來越多的企業正計劃將其所有自動化控製設備逐步連接到企業範圍內的信息係統中去。利用PLC的Web連(lian)接(jie)特(te)性(xing)
，工(gong)業(ye)用(yong)戶(hu)不(bu)但(dan)可(ke)以(yi)從(cong)任(ren)何(he)地(di)方(fang)監(jian)控(kong)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)運(yun)行(xing)狀(zhuang)況(kuang)，而(er)且(qie)還(hai)可(ke)以(yi)像(xiang)利(li)用(yong)係(xi)統(tong)手(shou)冊(ce)一(yi)樣(yang)獲(huo)取(qu)所(suo)需(xu)要(yao)的(de)任(ren)何(he)數(shu)據(ju)信(xin)息(xi)。當(dang)然(ran)，如(ru)果(guo)工(gong)業(ye)用(yong)戶(hu)正(zheng)在(zai)著(zhe)手(shou)將(jiang)其(qi)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)連(lian)接(jie)到(dao)Internet
，則必須考慮應用的安全性。隨著PLC技術的深入發展，各廠商專有技術保護措施也會越來越全麵，下一代PLCjiangyouwangshixianteyoudejiamisuanfahefangkaobeigongneng
，yibaohuzhuanlijishubuwaixiehebeidao。zaifangwenbaohuzhong
，daiyoufanghuoqianggongnengdetongxinmokuaideshiyong，yenenggoujiaqiangwangluoanquandebaohugongneng。

　　   小結

　　縱觀PLC發展變化的需求驅動因素和用戶期望，下一代PLC的發展方向已初具輪廓。性能越來越強，功能越來越多，PLC將能適應更為複雜的控製任務；網絡通訊成為標配，PLC控製係統將逐步融入全廠自動化乃至企業管理信息化係統之中；設計軟件趨向更為簡單，平台化軟件趨勢可期；安裝、調試、維護

、診斷更為便捷，PLC的使用趨於簡單化，而應用趨於智能化。因此，下一代PLC的變革不止體現在傳統的功能和性能上，更體現在產品平台理念
、企業級係統融合和全生命周期的價值之中。唯其此，新一代PLC方能夠更加滿足各種工業自動化控製應用的需要，成為百年不衰的工業控製平台。