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市场动态
工业4.0如何影响PLC发展方向

工业4.0如何影响PLC发展方向

2019.11.15

PLC由于其在自动化控制系统的重要地位,被誉为工业控制领域“皇冠上的明珠”,而当今社会不断的发展,科技不断攀升至新的高度,各行各业都在谋求进步,工控领域也不例外,而对于PLC的发展方向,往往每个时代都会有不同的声音,从PLC诞生至今,发展方向始终在一个较为平和的阶段,而当“工业4.0”这个概念逐渐被人熟知,PLC的下一发展方向也被人们津津乐道。

PLC,可编程逻辑控制器,为工业控制的核心部分,万物皆有高有低,PLC也不列外,PLC在不同品牌中,主要可以分为“大型、中型、小型”三个阶级,当然,新技术在不断推出,功能在不断优化,而个别厂家例如西门子,其产品项目树中“LOGO简易逻辑模块,通常是为了满足特定用户群体而设计的新系列,类型虽然归纳为小型PLC,但论其功能丰富性的话,甚至是一些中型PLC旧版型号都不能企及

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西门子LOGO!小型控制器


在工业“4.0”时代,各领域都在飞速发展,各类应用场景越来越复杂,工业控制领域中高端PLC所需要适应的各种功能越来越多,那么如今有哪些功能能够让PLC在各类品牌的激烈竞争中脱颖而出呢。

1.    性能稳定性

性能稳定可以说是PLC设备基本性能需求,而现如今的“稳定性”同时伴随着生产的是各类精细工艺和不断提升的工程效率,工业控制技术从1935年第一套控制系统问世发展近八年,在进入信息化时代的步伐中,会有人疑问:工业控制往后的发展优化方向在何处?当处理性能达到天花板时,我们现如今的以PLC为代表的工控设备,在某些程度上已经进入了性能过剩时期,当然,一些特定领域仍然对PLC的处理速度、响应时间、负载能力仍有提升的必要,但对于绝大多数应用行业,中高端PLC现已能够满足所有的生产需求目的,至此我们可以把眼光放在生产工作流程细化、协调稳定性方面,这是一个多样性的考虑,可以简而言之:我现在不需要你继续发展极低的通信及时响应,不需要你超高的运算速度,我只需要你能够在我设定的工程中持久、高效、稳定、安全的运行,这将会是往后中高端PLC发展的一个必然的需求。

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2.    通信方式

工业以太网是近些年来通信发展的新方向,为什么越来越多的PLC品牌厂家和用户越来越青睐于此类产品? 以往前几年衡量PLC最重要的指标就是带点能力,既一个PLC能连带现场多少信号点的能力,能连带的点位越多,性能越高,在前几年一些行业对点位和工程工艺没有过多复杂的要求,带点能力成为衡量性能指标也无可厚非,但是如今单纯的带点能力不足以作为区分设备能力的条件了,而现如今工业以太网的覆盖能力和适用多样性,能够直接决定PLC设备的控制能力。


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以前以太网是在PLC与上位管理机软件之间通讯才采用的一种通讯手段,它的优势是可以传输更大的数据量,可以有更多的控制站点能连在这个网络上去。但是对于现场控制来说,现场I/O站即使再多、设备即使再多,其实它的通讯量并没有那么大,它不会像PLC与上位机之间通讯量那么大。但是它对实时性、可靠性要求更高,丢包率很重要,实时性和数据传递可验证性的很重要。

现在一些工厂为了追求工程工艺的精细化管理,趋于采用MES系统控制工厂车间内的各个流程,而工业以太网的连接、传输速率、稳定性,都是上佳之选,越来越多的工艺客户开始为了追求更精益化的控制,要寄希望于通过PLC系统向下取一些现场的数据,来直接使用,提高效率和实时性,从而提升整体运营的效率、管理的能力。

3.    PLC的信息安全成为不可或缺

随着以太网的使用普及就伴随着一个问题:网络连通了以后,现场生产工艺设备和上面的管理软件甚至云端连在一起,就意味着管理和数据分析的系统和工业控制的专用系统通道打开了,那么它的信息安全的保障要求就更高了。一旦从现场设备做数据交互的时候,意味着整个通讯网络被打通,打通过程中如果信息安全在任何一个节点出现问题,都有可能造成相互之间的影响。如果上层软件信息安全没做好,它有可能从这个地方侵入然后延续下来,如果控制网络与管理网络之间衔接的地方信息安全部署没做好,就有可能从把上面的或者下面的侵入,会造成一系列连锁。

那么PLC这一侧也一样需要做好信息安全。过去的PLC在研发时在信息安全这部分是没做任何的考虑的,因为主流的高端PLC都是20年前的技术研发的,那时候没有信息安全,后面想去补这块就只能外面加罩子,要么有厂商通过底层操作系统更新补丁,或者就是现在很多信息安全公司和信息安全小组在做的事,添加防火墙,加一些网络安全的交换机。纵深防御可以起到层层隔离防护的作用,但真正安全还是需要各控制层级自身就做好,这个也是一大问题,新一代的高端控制器必须要考虑的,自身开始,在建立起相对开放的连接平台之上,要保证PLC自身不要受到侵害,具备PLC本体的安全防护能力。

4.    结构小型化

早期的PLC外形设计主要考虑到内部电路、接口设计和拓展功能,过去是设计对于技术方面的妥协,体积无法考虑缩减问题。当一个工业产品越来越容易被用户接收,那么他的发展方向一定是向民用领域进发,其中代表性的就例如以太网、PLC控制,归结为一点就是拓展性高,适用性强,不用考虑施加的使用条件,而回到PLC的产品结构设计上:必须要在更小的电路板上面,放上原来功能高端的芯片,或者说将比功能更强大的芯片集成到一个更小的电路板上,这需要专业的设计和制造的能力传统的重工业,它对于控制系统的分布式安装要求越来越高,而不断发展的技术使得PLC在不断在设计上容纳诸如以太网这种技术的同时,体积也是不断缩减,这是技术发展的必然趋势,

在一个更小的尺寸里面解决EMC电磁干扰、解决电路排布的问题、解决散热问题,来实现一个比原来更强大的一个控制器,这就是高端的一个体现。

 



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