話說西門子、艾默生、施耐德等老牌工業自動化企業，擁抱起最新技術趨勢來，那可比初創企業還生猛。

在文章《麥肯錫最新報告解讀工業自動化:未來屬於老牌企業西門子/ABB,還是互聯網巨頭亞馬遜/微軟?》中，我曾經提到如果虛擬PLC
、工業人工智能
、工(gong)業(ye)無(wu)線(xian)等(deng)技(ji)術(shu)取(qu)得(de)突(tu)破(po)性(xing)增(zeng)長(chang)
，那(na)麼(me)工(gong)業(ye)自(zi)動(dong)化(hua)可(ke)能(neng)會(hui)快(kuai)速(su)跨(kua)越(yue)臨(lin)界(jie)點(dian)
，從(cong)過(guo)去(qu)那(na)個(ge)緩(huan)慢(man)演(yan)進(jin)的(de)賽(sai)道(dao)，邁(mai)入(ru)即(ji)將(jiang)快(kuai)速(su)發(fa)展(zhan)的(de)康(kang)莊(zhuang)大(da)道(dao)。

現在臨界點的信號越來越強烈，自從今年4月份在德國舉辦的漢諾威工博會以來，市場方向正在快速變化，軟硬件解耦形成共識，發展勢頭強勁。

大量的知名企業，包括西門子
、施耐德電氣、博世力士樂、倍福等公司，都認為軟硬件解耦是大勢所趨，推出了與硬件完全解耦的虛擬PLC產品。

尤其是西門子在漢諾威上正式展示的首款虛擬工業控製器Simatic S7-1500V，可以認為是行業風向標。

而且這種變化不僅發生在離散製造領域，艾默生身先士卒，在流程工業也掀起了一股解耦浪潮。

多家老牌工控企業帶頭，用行動說明：踐行“開放自動化”，大家是認真噠~~

可(ke)想(xiang)而(er)知(zhi)
，如(ru)果(guo)西(xi)門(men)子(zi)們(men)的(de)控(kong)製(zhi)軟(ruan)件(jian)可(ke)以(yi)在(zai)任(ren)何(he)第(di)三(san)方(fang)標(biao)準(zhun)硬(ying)件(jian)上(shang)運(yun)行(xing)，那(na)麼(me)企(qi)業(ye)的(de)競(jing)爭(zheng)優(you)勢(shi)將(jiang)會(hui)發(fa)生(sheng)快(kuai)速(su)變(bian)遷(qian)。這(zhe)將(jiang)造(zao)成(cheng)工(gong)業(ye)自(zi)動(dong)化(hua)發(fa)展(zhan)範(fan)式(shi)的(de)劇(ju)烈(lie)變(bian)化(hua)。

因此今天這篇文章
，我們來一起探討這一波愈演愈烈的工業自動化軟硬件解耦浪潮。

開放自動化成為新共識

西門子最新發布的這款虛擬PLC：Simatic S7-1500V，在國內目前鮮有報道。

這款PLC雖然沿用了Simatic S7-1500這個產品編號
，但它是與硬件解耦的，也就是說，它不需要在特定的硬件中運行。

虛擬PLC超脫於傳統PLC的軟硬件強製綁定
，實現了PLC的數字孿生。解耦之後，虛擬PLC可以通過雲端完成部署和管理

，遠程控製更加簡便。虛擬PLC更容易擴展，開放的數據接口意味著它可以輕鬆被集成到其它IT係統之中。

這樣做的好處很多：

首先，虛擬PLC能夠在很大程度上提高OT的靈活性。它讓工廠可以采用通用的IT設備進入生產線的控製環節，讓低成本的硬件也有可能采用更先進的自動化控製係統；

其次，最終用戶不用再被供應商鎖定，可以根據需求進行硬件的選擇和更換；

第三，由此用戶也就擺脫了授權經銷商的束縛
，不必在經過指定渠道購買硬件，減少了設備采購的中間環節；

第四，用戶可以通過工業邊緣係統訪問虛擬PLC，更加便捷的實現遠程控製。

虛擬PLC讓OT與IT之間的橋梁更為清晰和貫通。IT工程師可以在自己熟悉的環境中完成PLC的操作，打通OT與IT之間的隔閡，讓兩者的融合真正發生。

雖然這款虛擬PLC是西門子的首款，但是西門子並不是第一個擁抱開放自動化的企業。施耐德電氣、博世力士樂、倍福等公司，都認為軟硬件解耦是大勢所趨，推出了與硬件完全解耦的虛擬PLC產品。

在推出虛擬PLC的同時，已經有客戶積極嚐試並為其買單。比如奧迪
，正在工廠中使用虛擬PLC實現更加靈活的工業控製。

奧迪工廠中有數百個PLC，由大量工程師來對它們進行管理。而部署了虛擬PLC之後
，工業控製器硬件位於統一的機房運行，升級和維護更加便利，成本也更加可控。以前PLC如果出現問題或者需要安裝更新
，工程師往往到現場才能解決
，現在奧迪的工程師們“躺平”在家就能應對多種PLC疑難雜症。

從傳統PLC切換到虛擬PLC的過程也並不複雜，如果是之前使用過全集成自動化博途（TIA Portal）的用戶，按照奧迪和西門子的說法，隻需要點擊10次（據稱工程師們掰著手指數過）就能實現切換，業務不會中斷。

未來工廠的終極目標是實現機器設備的自主生產，虛擬PLC讓我們朝向這一願景又更近一步。

虛擬化的潘多拉之盒一旦開啟
，更多可能就會發生
，看到了這一趨勢
，流程工業的企業也在蠢蠢欲動。

比如艾默生就公布了“無界自動化”的架構願景。艾默生的軟件定義自動化架構，建立在Plantweb數字生態係統的基礎上。

艾默生對行業的判斷與西門子、麥肯錫
、施耐德等極為一致
，他們認為目前工業正處於一個關鍵的臨界點邊緣
，一個遵循“老辦法”還是勇敢擁抱“技術驅動未來”的十字路口。在這個關鍵期，OT與IT應該更加緊密的結合，艾默生打破了過去的自動化分層，允許用戶可以跨層訪問數據，並由此提出軟件定義自動化的新架構，跨越雲端
、邊緣和現場，消除功能孤島，形成“無界自動化”平台。

不僅工業自動化領域的企業看到了虛擬PLC的價值，IT公司也在積極響應。

英特爾正與VMware合作，優化工廠底層的基礎設施，讓虛擬PLC能夠處理確定性控製周期時間<1ms的場景，使得虛擬PLC能夠更加貼近工廠實踐。

PLC即服務，一個新階段的開啟

硬件的標準化
、軟件的通用化…很多在IT領域看似輕而易舉的事情，放到OT就變成難於上青天。這與行業本身對技術、對結果以及行業全局的嚴苛屬性高度相關。

好在，這種局麵正在快速改觀。

開放自動化，意味著過去各大廠商引以為傲的各種絕技，需要重塑。

過去，在大型工業控製係統中，往往存在數百甚至上千個異構的硬件模塊單元
，他們分別來自不同自動化廠商。

西門子、施耐德
、三菱、歐姆龍…他們使用的操作係統五花八門
，比如各種經過裁剪的實時操作係統，VxWorks、Lynx

、QNX、RT-Linux…還有Windows Embedded。

各家的編程軟件也不相同
，比如西門子用TIA Portal、施耐德用Unity、TwidoSuite、羅克韋爾用Studio 5000
、三菱用GX Developer、歐姆龍用Sysmac Studio。

這些控製器擔任著工廠生產線上“大腦”的重任，可以說是自動化的穩定性之基礎和智能化之核心。

就像過去我們將Microsoft Office
、金山文檔等辦公軟件逐一安裝在PC上的情況一樣，更甚的是，不同工業軟件對於其被安裝的硬件更加挑剔，符合“脾氣”才能運行。

而且現在
，Office等辦公軟件是訂閱服務
，不用在PC上安裝任何程序
，就可以隨心所欲的調用Office
、Google Doc、WPS

、飛書…軟件和硬件完全解耦，進入“X即服務”的階段。

這種趨勢終將覆蓋到工業自動化領域
，隻是時間問題。“PLC即服務”正在發生

，可能將會成為主流。

工業控製器可以稱作是工業領域的“PC”，雖然沒有鼠標、鍵盤和屏幕，但它屬於廣義計算機的範疇。工程師們每天用它控製電梯、交通信號燈
、工廠生產線…

虛擬PLC基於通用硬件完成各種功能，對於OT工程師們來說，他們可以繼續沿用自己習慣的環境和架構，同時享受IT係統的優勢；對於IT工程師們來說，他們也並不再對OT的係統感到陌生，OT與IT的融合自然而然的發生。

因此，推進虛擬PLC並不是企業們一時興起
，而是長期趨勢：

首先，控製器最大限度的采用通用化的硬件，盡可能解除了傳統專用設備的綁定和局限。

其次，工程不再需要依賴任何特定的硬件和拓撲
，實現硬件與軟件解耦
，兩者相互獨立。

工程師隻使用一種工具就能配置所有的控製應用
、HMI/SCADA係統和I/O連接，為工業互聯網IIoT應用程序提供所需的基礎架構。控製器相關的軟件和程序可以實現規模化管理
，尤其在迭代或升級過程中

，降低成本和提高效率。

最後，通訊走向標準化。

通過南向接口
，化解來自不同供應商組件之間的互操作性難題；通過北向接口，開發豐富的應用和服務，創造將雲原生
、DevOps等IT技術融入OT的可能性
，享受由工藝技術更新和工業互聯網帶來的各種創新。

解耦
，催生工業互聯網生態的全新運作方式

從誕生至今
，PLC出色的完成了銜接設備層與信息層的任務
，承擔了上傳下達的職責，並收獲了易用
、可靠的美名。我們將工業領域的架構，分為現場層

、控製層

、信息層等多個層級“金字塔”的做法，也伴隨PLC一起深入人心。

但是在最近幾年，工業領域發生了很大的變化
，工廠需要更扁平的架構、更簡單的流程和更智能的分析。這時如果依然沿用過去的分層架構思路
，有些不合時宜。

跳出“金字塔”的架構，過去的一些基本假設需要被重置：

• 數據不必被分層
  ，不同層級之間的數據可以相對自由的流動
• 數據的來源方和使用方
  ，都更加豐富多樣
• 每個節點具備一定的智能，就近可以對數據進行初步分析和處理

在文章《工業互聯網時代，PLC或許該改個名字了…》中，我曾經預判過PLC的發展趨勢
，眼見著預判逐步進入現實，憧憬的心情可想而知。

過去，工業企業大多“住在”一個由不同供應商使用特定軟硬件創造，需要耗費額外的資源和財力管理各種不同設備的異構環境中。

然而，軟件正在“吞噬”世界的腳步從未停止，開放自動化是一個必然趨勢，這個趨勢逐步彙聚了一股力量：整合工業控製領域各種促進開放的力量，這種整合代表了新技術從獨立摸索走向商業化融合落地階段的轉變。

支撐開放的強大思維模式是解耦。解耦
，也就是讓軟硬件之間、各個模塊之間彼此拆解和分離，做到資源和協作的最大化分離。

解耦，並不是軟件、硬件誰強誰弱，也不是OT與IT誰重要誰不重要的問題，而是大家通過實踐形成了共同遵守的共識。

解耦
，意味著團結各種力量，共同將市場蛋糕做大。

通tong過guo解jie耦ou獲huo得de市shi場chang突tu破po的de實shi例li有you很hen多duo，比bi如ru眾zhong所suo周zhou知zhi的de以yi安an卓zhuo為wei代dai表biao的de操cao作zuo係xi統tong。安an卓zhuo通tong過guo虛xu擬ni抽chou象xiang層ceng實shi現xian了le硬ying件jian和he軟ruan件jian的de分fen離li和he解jie耦ou，即ji所suo有you的de軟ruan件jian和he應ying用yong開kai發fa者zhe隻zhi需xu根gen據ju操cao作zuo係xi統tong提ti供gong的de編bian程cheng接jie口kou
，開kai發fa出chu的de應ying用yong軟ruan件jian就jiu可ke以yi運yun行xing在zai所suo有you基ji於yu該gai操cao作zuo係xi統tong的de設she備bei上shang，而er無wu需xu考kao慮lv設she備bei中zhong各ge類lei硬ying件jian配pei置zhi。基ji於yu安an卓zhuo係xi統tong，迎ying來lai了le智zhi能neng手shou機ji市shi場chang的de爆bao發fa。

這裏所說的“解耦”，其實是在硬件抽象基礎上的標準化，不是軟件與硬件工程師之間不溝通


、不bu交jiao流liu了le，而er是shi因yin為wei他ta們men彼bi此ci已yi經jing溝gou通tong充chong分fen

，定ding義yi好hao了le彼bi此ci之zhi間jian的de溝gou通tong邊bian界jie和he交jiao互hu平ping麵mian

，形xing成cheng共gong識shi。而er這zhe種zhong共gong識shi已yi經jing固gu化hua成cheng為wei標biao準zhun和he習xi慣guan，所suo以yi不bu需xu要yao再zai重zhong複fu溝gou通tong。

虛擬PLC可以讓IT與OT更好的形成合力，共同推進市場的發展。

“解耦”思維體現在工業自動化領域催生了虛擬PLC，體現在工業互聯網領域便是各種平台，因為工業互聯網的操作係統就是平台。

未(wei)來(lai)將(jiang)有(you)數(shu)萬(wan)億(yi)的(de)聯(lian)網(wang)設(she)備(bei)
，網(wang)絡(luo)經(jing)濟(ji)規(gui)律(lv)將(jiang)發(fa)揮(hui)重(zhong)要(yao)作(zuo)用(yong)，盡(jin)最(zui)大(da)努(nu)力(li)獲(huo)取(qu)更(geng)多(duo)的(de)聯(lian)網(wang)設(she)備(bei)支(zhi)持(chi)是(shi)操(cao)作(zuo)係(xi)統(tong)或(huo)者(zhe)工(gong)業(ye)互(hu)聯(lian)網(wang)平(ping)台(tai)推(tui)廣(guang)的(de)關(guan)鍵(jian)，各(ge)類(lei)組(zu)件(jian)、模塊、應用的耦合度越低，其可複製性就越高。

通俗地講， jieougongyehulianjiushijiangzhenggegongyehulianwangtixihuazhengweiling，chaifenhoudegegezujiangezifazhan，xuyaodeshihouxiangdajimuyiyangzaibatamenzaixindegongyehulianwangouhekuangjializhengheqilai

，shixiangeleimokuaigongnengdegaoduneijudanhubuyingxiang。

解耦後的工業互聯網具有微型、開放、通用、獨立等特點，有助於促進各類解決方案服務商在專業領域深耕，從而充分發揮各方核心優勢，進而通過互補合作降低跨行業推廣難度。

根據《解耦工業互聯，賦能轉型升級—工業互聯網人工智能應用白皮書》的分析
，從解決方案供給的角度，“鬆耦合”應(ying)用(yong)模(mo)式(shi)可(ke)充(chong)分(fen)賦(fu)能(neng)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)服(fu)務(wu)商(shang)，促(cu)進(jin)各(ge)類(lei)服(fu)務(wu)商(shang)在(zai)領(ling)域(yu)垂(chui)直(zhi)深(shen)耕(geng)，通(tong)過(guo)互(hu)補(bu)式(shi)合(he)作(zuo)充(chong)分(fen)發(fa)揮(hui)專(zhuan)業(ye)優(you)勢(shi)，從(cong)而(er)推(tui)動(dong)項(xiang)目(mu)快(kuai)速(su)落(luo)地(di)見(jian)效(xiao)
，加(jia)速(su)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)的(de)複(fu)製(zhi)推(tui)廣(guang)。

從cong工gong業ye企qi業ye應ying用yong的de角jiao度du
，解jie耦ou有you助zhu於yu工gong業ye企qi業ye快kuai速su找zhao準zhun數shu字zi化hua轉zhuan型xing切qie入ru點dian，分fen階jie段duan按an需xu部bu署shu工gong業ye互hu聯lian網wang應ying用yong
，並bing在zai新xin耦ou合he框kuang架jia下xia加jia速su解jie決jue方fang案an創chuang新xin。

從生態構建的角度，解耦工業互聯正在推動形成“去中心化”的開放創新價值生態。

隨著工業微服務和行業知識的持續積累，廣大製造企業、初創企業、開發者不僅能獲得眾多低門檻、易操作、dichengbendejishuzhichiheyingyongfuwu
，hainengzaichongfenxiaohuaxishouyuanyoujingyandejichushangshixianjinyibutishenghechuangxin，tuidongzhenggegongyezhishitixidechuandiyanxuhegongyehulianwangyingyongdediedaigengxin，dazaoyingyongchuangxinshengtai。

寫在最後

PLC虛擬化要成為現實還麵臨著一些挑戰
，其中最關鍵的是如何解決PLC的時間確定性和IT雲服務的不確定性的問題。因為PLC常常要麵對的是高節拍
、高速度的控製要求。傳統PLC的一係列突出優勢
，諸如能在嚴酷工業環境下長期可靠運行、易於維護等，如何延續和發揚，也是工程師們正在攻克的問題。

凡是有意義的事都有挑戰，凡有挑戰的事都要經過長長的不確定性方能層層剝開。

PLC作為工廠中控製能力的源泉，位於工業互聯網的核心位置，它的前世今生值得更多關注。

無論未來如何發展
，PLC“可編程邏輯控製器”這個名稱似乎難以概括它的概念和定位，也許即將被賦予新的命名。

參考資料：

First virtual Simatic controller enables more flexible software based automation，來源：西門子官網

工業互聯網時代，PLC或許該改個名字了【物女心經】，作者：彭昭，來源：物聯網智庫

國內首次解讀，IIoT背後潛伏的遊戲規則顛覆者【物女心經】，作者：彭昭，來源：物聯網智庫

解耦工業互聯
，賦能轉型升級—工業互聯網人工智能應用白皮書

，來源：兩化融合服務聯盟、微軟