20AD014A3AYNANC0  Allen Bradley
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德國制造業(yè)是上具競爭力的制造業(yè)之一，在制造裝備領(lǐng)域擁有領(lǐng)頭羊的地位。這在很大程度上源于德國專注于創(chuàng)新工業(yè)科技產(chǎn)品的科研和開發(fā)，以及對復(fù)雜工業(yè)過程的管理。德國擁有強大的設(shè)備和車間制造工業(yè)，在信息技術(shù)領(lǐng)域擁有很高的能力水平，在嵌入式系統(tǒng)和自動化工程方面也有很專業(yè)的技術(shù)，這些因素共同奠定了德國在制造工程工業(yè)上的地位。通過工業(yè)4.0戰(zhàn)略的實施，將使德國成為新一代工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的供應(yīng)國和主導(dǎo)市場，會使德國在繼續(xù)保持國內(nèi)制造業(yè)發(fā)展的前提下再次提升它的競爭力。

　　工業(yè)4.0體現(xiàn)了生產(chǎn)模式從“集中型”到“分散型”的范式轉(zhuǎn)變，正是因為有了讓傳統(tǒng)生產(chǎn)過程理論發(fā)生顛覆的技術(shù)進步，這才成為可能。同時，分散型智能利用，代表了生產(chǎn)制造過程的虛擬與現(xiàn)實之間的交互關(guān)系，在構(gòu)建智能物體網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮重要作用。未來，工業(yè)生產(chǎn)機械不再只是“加工”產(chǎn)品，取而代之的是，產(chǎn)品通過通信向機械傳達如何采取正確操作。

　　當前，作為“工廠”的中國，正受到雙重的挑戰(zhàn)：發(fā)達國家正在進行“再工業(yè)化”運動，東盟國家、印度和拉美國家則擁有更低的勞動力和資源成本。在這樣的形勢之下，如何在保持增長的同時，產(chǎn)業(yè)升級，是中國制造業(yè)不得不思考的問題。

　　中國制造業(yè)未來如何適應(yīng)市場的變化，有各種不同的意見。一種是強調(diào)更迅速、靈活地適應(yīng)市場，用“貿(mào)工技”的方法跟上時代，還有一種則是“技工貿(mào)”的方法。比如，同樣是家用電器，海爾走的是貿(mào)工技的路子，格力則是技工貿(mào)。

　　“我們從德國的工業(yè)4.0概念得到的啟示是，格力這條路子也是可行的路子。我們和德國相比，研發(fā)投入不足。而格力強調(diào)核心技術(shù)在創(chuàng)新中所發(fā)揮的作用，這對于我們從制造業(yè)大國到強國的轉(zhuǎn)變，是有意義的。因此，德國的工業(yè)4.0，可以作為兩化深度融合的一個可選的方向?！庇袠I(yè)內(nèi)專家這樣表示。

　　同時，以工業(yè)4.0為代表的新一輪工，也是中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要契機。2013年1月，中國工程院啟動并開展了《制造強國戰(zhàn)略研究》重大咨詢項目，提出了在2025年進入制造強國行業(yè)的指導(dǎo)方針和優(yōu)先行動。有相關(guān)專家指出，新一輪的工業(yè)，對于當今中國，尤其是對于中國的制造業(yè)，既是極為嚴峻的挑戰(zhàn)，更是一個技術(shù)上趕超發(fā)展、結(jié)構(gòu)上加快升級的重大機遇。對此，高度重視、密切跟蹤、迎頭趕上。

　　中國是制造大國，在走向工業(yè)強國的路上，應(yīng)該高度關(guān)注、借鑒以德國工業(yè)4.0“項目計劃為代表的先進理念與做法，未雨綢繆，及早制定戰(zhàn)略，采取行動，以確立后發(fā)優(yōu)勢。編程序控制器的英文為ProgrammableController，在二十世紀70-80年代一直簡稱為PC。

　　1、引言

　　由于到90年代，個人計算機發(fā)展起來，也簡稱為PC；加之可編程序的概念所涵蓋的范圍太大，所以美國AB公司將可編程序控制器定名為可編程序邏輯控制器(PLC-ProgrammableLogicController)，為了方便，仍簡稱PLC為可編程序控制器。有人把可編程序控制器組成的系統(tǒng)稱為PCS可編程序控制系統(tǒng)，強調(diào)可編程序控制器生產(chǎn)廠商向人們提供的已是完整的系統(tǒng)了。

　　2、PLC的發(fā)展和市場情況

　　2.1PLC的發(fā)展歷史

　　1968年美國GM(通用汽車)公司提出取代繼電器控制裝置的要求，第二年美國數(shù)字公司研制出了第一代可編程序控制器，滿足了GM公司裝配線的要求。隨著集成電路技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在已有第五代PLC產(chǎn)品了。

　　在以改變幾何形狀和機械性能為特征的制造工業(yè)和以物理變化和化學變化將原料轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品為特征的過程工業(yè)中，除了以連續(xù)量為主的反饋控制外，特別在制造工業(yè)中存在了大量的開關(guān)量為主的開環(huán)的順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作號按照時序動作；另外還有與順序、時序無關(guān)的按照邏輯關(guān)系進行連鎖保護動作的控制；以及大量的開關(guān)量、脈沖量、計時、計數(shù)器、模擬量的越限報警等狀態(tài)量為主的-離散量的數(shù)據(jù)采集監(jiān)視。由于這些控制和監(jiān)視的要求，所以PLC發(fā)展成了取代繼電器線路和進行順序控制為主的產(chǎn)品。在多年的生產(chǎn)實踐中，逐漸形成了PLC、DCS與IPC三足鼎立之勢，還有其它的單回路智能式調(diào)節(jié)器等在市場上占的百分比。

　　在80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展快的時期，年增長率一直保持為30~40%。由于PLC機聯(lián)系處理模擬能力和網(wǎng)絡(luò)方面功能的進步，擠占了一部分DCS的市場(過程控制)并逐漸壟斷了污水處理等行業(yè)，但是由于工業(yè)PC(IPC)的出現(xiàn)，特別是近年來現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展，IPC和FCS也擠占了一部分PLC市場，所以近年來PLC增長速度，總的說是漸緩。目前全有200多廠家生產(chǎn)300多品種PLC產(chǎn)品，主要應(yīng)用在汽車(23%)、糧食加工(16.4%)、化學/制藥(14.6%)、金屬/礦山(11.5%)、紙漿/造紙(11.3%)等行業(yè)。

　　2.2PLC的市場情況

　　國內(nèi)PLC生產(chǎn)廠約30家，但沒有形成頗具規(guī)模的生產(chǎn)能力和產(chǎn)品，還有一部分是以仿制、來件組裝或“貼牌”方式生產(chǎn)，因此可以說PLC在我國未形成制造產(chǎn)業(yè)。作為原理、技術(shù)和工藝均無技術(shù)難度的產(chǎn)品，只要努力，是能形成制造產(chǎn)業(yè)的。PLC應(yīng)用方面，我國是很活躍的，近年來每年約新投入10萬臺套PLC產(chǎn)品，年銷售額30億元人民幣，應(yīng)用的行業(yè)也很廣。但是與其它國家相比，在機械加工及生產(chǎn)線方面的應(yīng)用，還需要加大投入。我國市場上流行的有如下幾家PLC產(chǎn)品：

　　(1)施耐德公司，包括早期天津儀表廠引進莫迪康公司的產(chǎn)品，目前有Quantum、Premium、Momentum等產(chǎn)品；(2)羅克韋爾公司(包括AB公司)PLC產(chǎn)品，目前有SLC、MicroLogix、ControlLogix等產(chǎn)品；(3)西門子公司的產(chǎn)品，目前有SIMATICS7-400/300/200系列產(chǎn)品；(4)GE公司的產(chǎn)品；日本歐姆龍、三菱、富士、松下等公司產(chǎn)品。

　　PLC的市場的潛力是巨大的，不僅在我國，即使在工業(yè)發(fā)達的日本也有調(diào)查表明，PLC配套的機電一體化產(chǎn)品的比例占42%，采用繼電器、接觸器控制尚有24%。所以說，需要應(yīng)用PLC的場合還很多，在我國就更是如此了。

　　從技術(shù)創(chuàng)新的角度看，我國大中型企業(yè)還要大力發(fā)展CIMS(計算機集成制造系統(tǒng))，在機械制造廠要形成FMS柔性制造系統(tǒng)，PLC是基礎(chǔ)，所以PLC市場是廣闊的。

　　PLC具有穩(wěn)定可*、價格便宜、功能、應(yīng)用靈活方便、操作維護方便的優(yōu)點，這是它能持久的占有市場的根本原因，我們下面重點闡述幾個問題，并研究其發(fā)展趨勢。

　　3、PLC的硬件和軟件

　　3.1PLC的分類

　　PLC在90年代已經(jīng)形成微、小、中、大、巨型多種PLC。按I/O點數(shù)分，可分為：

　　*微型PLC：32I/O

　　*小型PLC：256I/O

　　*中型PLC：1024I/O

　　*大型PLC：4096I/O

　　*巨型PLC：8195I/O

　　近年來有單機支持300回路和65000點I/O的大型系統(tǒng)對應(yīng)中型PLC以上，均采用16位~32位CPU，微、小型PLC原采用8位CPU，現(xiàn)在根據(jù)通訊等方面要求，有的也改用16位~32位CPU。由于I/O64點以下PLC銷售額占整個PLC的47%，64點~256點的占31%，合計位整個PLC銷售額的78%，所以對微、小型PLC應(yīng)多加研究。

　　3.2PLC的硬件

　　PLC控制器本身的硬件采用積木式結(jié)構(gòu)，各廠家產(chǎn)品結(jié)構(gòu)大同小異。以日本歐姆龍C200HE為例，為總線模板框式結(jié)構(gòu)，基本框架(CPU母板)上裝有CPU模板，其它槽位裝有I/O模板；如果I/O模板多時，可由CPU母板經(jīng)I/O擴展電纜連接I/O擴展母板，在其上裝I/O模板；另一種方法是配備遠程I/O從站等。這些都說明了PLC廠家將硬件各部件均向用戶開發(fā)，便于用戶選用，配置成規(guī)模不等的PLC，而且這種硬件配置的開放性，為制造商、分銷商(代理商)、系統(tǒng)集成商、終用戶帶來很多方便，為營銷供應(yīng)鏈帶來很大便利，這是一大成功經(jīng)驗。

　　PLC內(nèi)的I/O模板，除一般的DI/DO、AD/DA模板外，還發(fā)展了一系列特殊功能的I/O模板，這為PLC用于各行各業(yè)打開了出路，如用于條形碼識別的ASCII/BASIC模板，用于反饋控制的PID模板，用于運行控制、機械加工的高速計數(shù)模板、單軸位置控制模板、雙軸位置控制模板、凸輪定位器模板、射頻識別接口模板等，這在以后還會有很大發(fā)展。另外在輸入、輸出的相關(guān)元件、強干擾場合的輸入、輸出電隔離、地隔離等方面也會更加完善。

　　PLC中的CPU與存儲器配合，完成控制功能。它與DCS系統(tǒng)處理溫度、壓力、流量等參數(shù)的系統(tǒng)不同，采用快速的巡回掃描周期，一般為0.1~0.2s，更快的則選用50ms或更小的掃描周期。它是一個數(shù)字采樣控制系統(tǒng)。

　　3.3PLC的軟件

　　為了完成控制策略，為了替代繼電器，使用戶等完成類似繼電器線路的控制系統(tǒng)梯形圖，而編制了一套控制算法功能塊(或子程序)，稱為指令系統(tǒng)，固化在存貯器ROM中，用戶在編制應(yīng)用程序時可以調(diào)用。指令系統(tǒng)大致可以分為兩類，即基本指令和擴展指令。細分一般PLC的指令系統(tǒng)有：基本指令、定時器/計數(shù)器指令、移位指令、傳送指令、比較指令、轉(zhuǎn)換指令、BCD運算指令、二進制運算指令、增量/減量指令、邏輯運算指令、特殊運算指令等，這些指令多是類似匯編語言。另外PLC還提高了充足的計時器、計數(shù)器、內(nèi)部繼電器、寄存器及存貯區(qū)等內(nèi)部資源，為編程帶來方便。

　　4、基于Windows的編程語言標準-IEC61131-3

　　由于各PLC廠家產(chǎn)品在指令系統(tǒng)上的差異及編程方法上用戶要求不同，近年來IEC制訂了基于Windows的編程語言標準IEC61131-3(1993年IEC頒布可編程序控制器的國際標準IEC1131)，它規(guī)定了指令表(IL)、梯形圖(LD)、順序功能圖(SFC)、功能塊圖(FBD)、結(jié)構(gòu)化文本(ST)五種編程語言。這包括了文本化編程(IL、ST)和圖形編程(LD、FBD)兩個方面，而SFC則在兩類編程語言中均可使用。IEC技術(shù)委員會(TC65)進來開展了IEC61499項目，將IEC61131-3進行了擴展，它是針對通過通信網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的模塊化分布系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)的標準，將對IEC61131-3有所改善。這是以數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)的可編程序邏輯控制裝置在高層次上走向開放性的標準化文件，是PLC發(fā)展的一大趨勢。

　　5、PLC的網(wǎng)絡(luò)及發(fā)展趨勢

　　一個或若干PLC與PC機聯(lián)出系統(tǒng)，PC機起到原編程器及人機界面操作站的作用，這20世紀90年代的新潮流，這樣為系統(tǒng)集成帶來了商機，同時編程軟件和人機界面軟件(監(jiān)控軟件或稱組態(tài)軟件)及軟件接口(或稱驅(qū)動軟件)也得到了發(fā)展。

　　近年來，PLC廠家在原來CPU模板上提供物理層RS232/422/485接口的基礎(chǔ)，逐漸增加了各種通訊接口，而且提供完整的通訊網(wǎng)絡(luò)。由于近來數(shù)據(jù)通訊技術(shù)發(fā)展很快，用戶對開放性要求很強烈，現(xiàn)場總線技術(shù)及以太網(wǎng)技術(shù)也同步發(fā)展，所以PLC構(gòu)成的PCS系統(tǒng)比DCS的開放性所處的現(xiàn)狀稍好一些。目前羅克韋爾AB公司已形成了多層結(jié)構(gòu)體系，即EtherNet、ControlNet、DeviceNet及Asi等現(xiàn)場總線(原DH+網(wǎng)也可兼容)。西門子公司在Profibus-DP通訊網(wǎng)絡(luò)及Profibus-FMS網(wǎng)絡(luò)以外，提出了S7Routing網(wǎng)絡(luò)，即Profibus-DP和IndustrialEnternet兩層結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)還在發(fā)展，我國應(yīng)已積極的姿態(tài)投入其中。

　　2001年我國機械工業(yè)成為工業(yè)發(fā)展新亮點，總產(chǎn)值比上年增長17.15%，汽車產(chǎn)量為前10位，機床產(chǎn)量為第5位。機械工業(yè)利潤增長33.35%，占整個工業(yè)新增利潤六成多。出口同樣出現(xiàn)可喜的增長?，F(xiàn)在機械工業(yè)提出要實施網(wǎng)絡(luò)化，對這一點，PLC從業(yè)人員應(yīng)有清醒的認識，應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)化的開放性、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的性能/價格比和網(wǎng)絡(luò)的可*性、性、先進性上特別下功夫。

　　網(wǎng)絡(luò)向上連是互聯(lián)網(wǎng)問題，向下連是現(xiàn)場總線問題，另外現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)能否用以太網(wǎng)“e網(wǎng)到底”方式、網(wǎng)絡(luò)采用客戶器/服務(wù)器方式、瀏覽器/服務(wù)器方式、生產(chǎn)者/消費者方式、接口軟件采用OPC方式等問題都有待進一步落實。PLC與智能MCC馬達控制中心、與數(shù)控機床配套的NC/CNC數(shù)控設(shè)備，以及與其它運行控制系統(tǒng)、電控設(shè)備、變頻器和軟起動器等連成系統(tǒng)；PLC要與DCS分工合作，充當DCS的遠程I/O站等；PLC要與IPC分工合作，除用IPC作人機界面外，作軟件PLC的I/O部件也是可行的；此外還有PLC與緊急停車系統(tǒng)(ESD，EmergencyShutDownSystems)的關(guān)系、與立體倉庫、機器人、CAD/CAM等等都要處理好關(guān)系?？傊?，PLC要兼容各種新技術(shù)，使PLC成為真正意義上的“電腦”。

　　PLC的應(yīng)用領(lǐng)域是寬闊的，還有許多領(lǐng)域急待開拓，如用于海關(guān)過境車輛認證(深圳鹽田)、自動售藥(若干中藥店)在我國已有實例。另外，在離散事件系統(tǒng)中，如公路網(wǎng)交通流(車輛計數(shù)、乘客計數(shù)及停留時間計量)、物流系統(tǒng)、柔行制造系統(tǒng)(敏捷制造系統(tǒng))及非標準隨服務(wù)系統(tǒng)中，均可以采用PLC，進而建模和采取對策并優(yōu)化。PLC的前途一片美好，悲觀的論點是站不住腳的。至于技術(shù)進步，PLC與其它技術(shù)融合以至消失，那還需要的時間！

觀看虛擬現(xiàn)實游戲的好奇者眼鏡、將數(shù)字鍵改為家人頭像按鈕的老人電話機、基于法國人工智能機器人NAO的軟件開發(fā)、能記錄體能消耗的智能跳繩……在15日至17日舉辦于深圳會展中心的第四屆深圳國際嵌入式系統(tǒng)展上，開源創(chuàng)客坊、深圳DIY社區(qū)、北航創(chuàng)業(yè)邦等創(chuàng)客群體集中展示他們的創(chuàng)新成果。

　　開源創(chuàng)客坊的展位前吸引了不少中外人士體驗人工智能機器人NAO和增強現(xiàn)實游戲。開源創(chuàng)客坊管理員劉肖告訴記者，如今深圳起碼有10個以上創(chuàng)客空間且各具特色。開源創(chuàng)客坊成立于2014年12月，是由多位海歸共同創(chuàng)辦的，更具國際化特色，會員中有部分外籍創(chuàng)客，在領(lǐng)域上則更專注于機器人、無人機、虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實（AR）等，偏重于軟件開發(fā)。

　　隨著無人機、無人駕駛、可穿戴設(shè)備、智能家居、智慧城市等物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)產(chǎn)品的創(chuàng)新應(yīng)用及需求的不斷涌現(xiàn)，對基礎(chǔ)芯片、軟件、嵌入式系統(tǒng)提出了更多新的需求和挑戰(zhàn)。

　　第四屆深圳國際嵌入式系統(tǒng)展ntel、飛思卡爾、瑞薩、ADI、研華、華北工控、安勤、博來、華擎、中興物聯(lián)等近200家嵌入式生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)企業(yè)共同參展，為大家呈現(xiàn)了新的嵌入式技術(shù)及各行業(yè)智能化解決方案。

　　深圳被稱為“硬件硅谷”，而嵌入式系統(tǒng)的快速發(fā)展是智能硬件網(wǎng)與物聯(lián)產(chǎn)業(yè)爆發(fā)的基礎(chǔ)，MCU/CPU、傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換、信息傳遞、存儲器、無線通信、軟件系統(tǒng)是物聯(lián)網(wǎng)與智能硬件關(guān)鍵的基礎(chǔ)技術(shù)，周邊的電源、顯示、連接器、機箱鍵盤等也對系統(tǒng)運行起著重要作用。在本屆嵌入式系統(tǒng)展中，從硬件到軟件、從芯片/模塊到應(yīng)用方案，整個嵌入式生態(tài)圈都得到了完整呈現(xiàn)。

　　在此次展會期間，英特爾攜手國內(nèi)外合作伙伴展示了基于英特爾架構(gòu)的新技術(shù)、產(chǎn)品和解決方案，同時舉辦了面向物聯(lián)網(wǎng)的重要應(yīng)用領(lǐng)域舉辦智能零售、智能交通、智慧能源、智能安防、工業(yè)自動化等5場解決方案峰會，與業(yè)內(nèi)人士一起探討在物聯(lián)網(wǎng)浪潮下的戰(zhàn)略部署和生態(tài)系統(tǒng)調(diào)整，并就具體項目和合作機會進行充分討論。

　　展覽同期，主辦方還組織了涵蓋智慧工業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、智能家居、云計算、醫(yī)療電子、智能計量、運動控制、可穿戴技術(shù)等熱點市場的10余場論壇，邀請業(yè)內(nèi)數(shù)十位專家高層輪番登臺。在今年新推出的國產(chǎn)MCU發(fā)展沙龍上，ARM、兆易創(chuàng)新、芯唐電子、華虹等代表嘉賓也對國產(chǎn)MCU面向新形勢下的機遇與挑戰(zhàn)，物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)的建立與發(fā)展等問題展開了深入討論。

　　據(jù)悉，除了深圳主場之外，第四屆嵌入系統(tǒng)展將攜中國國際醫(yī)療電子技術(shù)大會CMET、MCU技術(shù)創(chuàng)新與嵌入式應(yīng)用大會MCU。MCU！、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和應(yīng)用大會于4月22日在北京國家會議中心舉辦。第五屆嵌入系統(tǒng)展將于2016年8月在深圳、北京兩地舉辦。

：“中國制造2025”指出要順應(yīng)“互聯(lián)網(wǎng)+”的發(fā)展趨勢，以信息化與工業(yè)化深度融合為主線，并將重點發(fā)展新一代信息技術(shù)、數(shù)控機床和機器人等領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)作為一個新興的產(chǎn)業(yè)近年得到了迅速的發(fā)展，并在不同行業(yè)廣泛應(yīng)用開來。在第四屆深圳國際嵌入式系統(tǒng)展上，能看到了眾多物聯(lián)網(wǎng)嵌入式系統(tǒng)解決方案。

　　嵌入式系統(tǒng)作為智能化產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)，是物聯(lián)網(wǎng)，智能交通、智慧城市，智能制造與智能硬件產(chǎn)業(yè)爆發(fā)的基礎(chǔ)。未來“十三五”計劃大力推進中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型智能化，同時也將給嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)帶來巨大的發(fā)展機會。

　　在近日深圳國際嵌入式系統(tǒng)展上，研華、華北工控、祈飛、英特爾、飛思卡爾、瑞薩、安勤等企業(yè)分別展示了應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)、自動化、運動控制、安防監(jiān)控、軌道交通、金融零售、數(shù)字標牌等領(lǐng)域的嵌入式運算與控制技術(shù)。
據(jù)悉，第四屆深圳國際嵌入式系統(tǒng)展EMBEDDEDEXPO2015由創(chuàng)意時代會展主辦，以“助力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用落地”為主題，是國內(nèi)具規(guī)模的嵌入式系統(tǒng)行業(yè)盛會。展覽同期，主辦方還精心組織了涵蓋智慧工業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、智能家居、云計算、醫(yī)療電子、智能計量、運動控制、可穿戴技術(shù)等熱點市場的十余場論壇。

上大的半導(dǎo)體公司英特爾攜手國內(nèi)研華、研祥、研揚等合作伙伴，共同推出了基于英特爾架構(gòu)的新技術(shù)、產(chǎn)品和解決方案。據(jù)了解，英特爾還同期舉行物聯(lián)網(wǎng)解決方案峰會，涉及智能零售、智能交通、智慧能源、智能安防、工業(yè)自動化等面向物聯(lián)網(wǎng)的重要應(yīng)用領(lǐng)域。

　　隨著智能家居，智能醫(yī)療，智慧交通等領(lǐng)域的興起，基于嵌入式系統(tǒng)的行業(yè)解決方案得到進一步的發(fā)展。英特爾中國嵌入式消費電子事業(yè)部總監(jiān)曾明透露，英特爾智能系統(tǒng)針對未來市場布局，將重點關(guān)注通信、汽車(主要是車載娛樂系統(tǒng))、零售和醫(yī)療等四個領(lǐng)域。

　在深圳國際嵌入式系統(tǒng)展上，半導(dǎo)體及解決方案供應(yīng)商瑞薩電子重裝上陣，分別帶來了多協(xié)議工業(yè)以太網(wǎng)、遠程I/O解決方案、可見光通信、直流無刷電動工具等解決方案。

　　其中，瑞薩R-IN32M3通信芯片能支持多種工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，可以為工業(yè)網(wǎng)關(guān)、I/O控制器、PLC/PACs、嵌入多控制器、工業(yè)驅(qū)動等應(yīng)用提供，率的通信解決方案。

　　隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的逐步發(fā)展，未來工廠的所有設(shè)備都需要加上網(wǎng)絡(luò)功能進行交互連接，網(wǎng)絡(luò)化趨勢將對工控產(chǎn)品的通信功能提出更多的要求。由此分析，未來工業(yè)領(lǐng)域通信芯片的市場是很有潛力的。

安裝、維修簡單與計算機系統(tǒng)相比，PLC安裝不需要特殊機房和嚴格的屏蔽。使用時只要各種器件連接無誤，系統(tǒng)便可工作，各個模件上設(shè)有運行和故障指示裝置，便于查找故障，大多數(shù)模件可以帶電插拔，模件可更換，使用戶可以在短的時間內(nèi)查出故障，并排除，大限度地壓縮故障停機時間，使生產(chǎn)迅速恢復(fù)。然后再對故障模件進行修復(fù)，這對大規(guī)模生產(chǎn)場合尤為適宜。一些PLC外殼由可在不良工作環(huán)境下工作的合金組成，結(jié)構(gòu)簡單，上面帶有散熱槽，在高溫下，該外殼不像塑料制品那樣變形，還可抗無線電頻率(RF高頻)電磁干擾、防火等。
　　7、運行速度快隨著微處理器的應(yīng)用，使PLC的運行速度增快，使它更符合處理高速度復(fù)雜的控制任務(wù)，它與微型計算機之間的差別不是很明顯。
　　8、總價格低PLC的重量、體積、功耗和硬件價格一直在降低，雖然軟件價格占的比重有所增加，但是各廠商為了競爭也相應(yīng)地降低了價格。另外，采用PLC還可以大大縮短設(shè)計、編程和投產(chǎn)周期，使總價格進一步降低。
　　PLC系統(tǒng)與工業(yè)總線計算機和DCS系統(tǒng)相互滲透，互為借鑒，相互競爭而發(fā)展。了工業(yè)的進步。
　　PLC產(chǎn)品面臨現(xiàn)場總線的發(fā)展，將再次革新，滿足工業(yè)與民用控制的更高需要。
　　三、PLC的通信及聯(lián)網(wǎng)PLC的通信包括PLC之間、PLC與上位計算機之間以及PLC與其他智能設(shè)備間的通信
　　PLC系統(tǒng)與通用計算機可以直接或通過通信處理單元、通信轉(zhuǎn)接器相連構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，以實現(xiàn)信息的交換，并可構(gòu)成“集中管理、分散控制”的分布式控制系統(tǒng)，滿足工廠自動化(FA)系統(tǒng)發(fā)展的需要，各PLC系統(tǒng)或遠程I/O模塊按功能各自放置在生產(chǎn)現(xiàn)場分散控制，然后采用網(wǎng)絡(luò)連接構(gòu)成集中管理的分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。　以西門子公司的SIMATICNET為例，在其提出的全集成自動化(TIA)的系統(tǒng)概念中，核心內(nèi)容即包括組態(tài)和編程的集成、數(shù)據(jù)管理的集成以及通信的集成。通信網(wǎng)絡(luò)是這個系統(tǒng)重要的、關(guān)鍵的組件，提供了部件和網(wǎng)絡(luò)間完善的工業(yè)通信。
　　SIMATICNET包含了三個主要層次：
　　AS-I網(wǎng)——傳感器和執(zhí)行器通信的國際標準，掃描時間5ms，傳輸媒體為未屏蔽的雙絞線，線路長度為300m，多為31個從站。
　　PROFIBUS——工業(yè)現(xiàn)場總線，用于車間級和現(xiàn)場級的國際標準，傳輸率大12m/s，傳輸媒體為屏蔽雙線電纜(長9.6km)或光纜(長90km)，多可接127個從站。
　　工業(yè)以太網(wǎng)——用于區(qū)域和單元聯(lián)網(wǎng)的國際標準，網(wǎng)絡(luò)規(guī)?？蛇_1024站1.5km(電氣網(wǎng)絡(luò))或200km(光學網(wǎng)絡(luò))。
　　在這一網(wǎng)絡(luò)體系中，尤其值得一提的是PROFIBUS現(xiàn)場總線，PROFIBUS是目前成功的現(xiàn)場總線之一，已得到廣泛地應(yīng)用。它是不依賴生產(chǎn)廠家的、開放式的現(xiàn)場總線，各種各樣的自動化設(shè)備均可通過同樣的接口交換信息。為數(shù)眾多的生產(chǎn)廠家提供了的PROFIBUS產(chǎn)品，用戶可以自由地選擇合適的產(chǎn)品。PROFIBUS已經(jīng)成為德國國家標準DIN19245和歐洲標準prEN50170，并在擁有了多的用戶數(shù)量。
　　四、PLC與工業(yè)控制計算機(IPC)和集散控制系統(tǒng)(DCS)的比較
　　1、各自技術(shù)發(fā)展的起源計算機是為了滿足快速大量數(shù)據(jù)處理要求的設(shè)備。硬件結(jié)構(gòu)方面，總線標準化程度高，兼容性強，軟件資源豐富，特別是有實時操作系統(tǒng)的支持，故對要求快速、實時性強、模型復(fù)雜和計算工作量大的工業(yè)對象的控制占有優(yōu)勢。　集散系統(tǒng)從工業(yè)自動化儀表控制系統(tǒng)發(fā)展到以工業(yè)控制計算機為中心的集散系統(tǒng)，所以其在模擬量處理、回路調(diào)節(jié)方面具有優(yōu)勢，初期主要用在連續(xù)過程控制，側(cè)重回路調(diào)節(jié)功能。PLC是由繼電器邏輯系統(tǒng)發(fā)展而來，主要用在離散制造、工序控制，初期主要是代替繼電器控制系統(tǒng)，側(cè)重于開關(guān)量順序控制方面。
　　近年來隨著微電子技術(shù)、大規(guī)模集成電路技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)等的發(fā)展，PLC在技術(shù)和功能上發(fā)生了飛躍。在初期邏輯運算的基礎(chǔ)上，增加了數(shù)值運算、閉環(huán)調(diào)節(jié)等功能，增加了模擬量和PID調(diào)節(jié)等功能模塊；運算速度提高，CPU的能力趕上了工業(yè)控制計算機；通信能力的提高發(fā)展了多種局部總線和網(wǎng)絡(luò)(LAN)，因而也可構(gòu)成為一個集散系統(tǒng)。特別是個人計算機也被吸收到PLC系統(tǒng)中。PLC在過程控制的發(fā)展將是一智能變送器和現(xiàn)場總線，暨向下拓展功能，開放總線。
　　2、相同點在微電子技術(shù)發(fā)展的背景下，從硬件的角度來看，PLC、工業(yè)計算機、集散系統(tǒng)(DCS)之間的差別正在縮小，都將由類似的一些微電子元件、微處理器、大容量半導(dǎo)體存儲器和I/O模件組成。編程方面也有很多相同點。
　　3、區(qū)別點由于PLC和計算機屬于兩類產(chǎn)品，經(jīng)過幾十年的發(fā)展都形成了自身的裝置特點和軟件工具。實際上的區(qū)別繼續(xù)存在。
　　PLC用編程器或計算機編程，編程語言是梯形圖、功能塊圖、順序功能表圖和指令表等。集散系統(tǒng)自身或用計算機結(jié)構(gòu)形成組態(tài)構(gòu)成開發(fā)系統(tǒng)環(huán)境。特別提出的是與STD總線工控機的區(qū)別，無論從維修、安裝和模件功能都很相似。PLC更適用于黑模式下運行，但在線運行時若要進行較大的程序修改，其能力略遜于STD工控機，但是從開關(guān)量控制而言，PLC的性能優(yōu)于STD工控機。
　　總的來說，在選擇控制器時，首先要從工程要求、現(xiàn)場環(huán)境和經(jīng)濟性等方面考慮。沒有什么控制器完善，也沒有哪種產(chǎn)品差，只能說選擇更適用的產(chǎn)品。
隨著信息被提升到國家的層面，工業(yè)控制系統(tǒng)作為關(guān)系國之命脈的重要體系，其防御也日益成為信息領(lǐng)域關(guān)注的熱點。
　　自2010年震網(wǎng)病毒爆發(fā)后，全的工業(yè)大國都紛紛將工控及其問題提到戰(zhàn)略級別，比如德國工業(yè)4.0就將工控作為重要環(huán)節(jié)單獨考量。我國也不例外，工信部曾下發(fā)《關(guān)于加強工業(yè)控制系統(tǒng)信息管理的通知》的通知，強調(diào)加強工業(yè)信息的重要性、緊迫性，同時加強國家主要工業(yè)領(lǐng)域基礎(chǔ)控制設(shè)施與SCADA系統(tǒng)的保障工作也是當務(wù)之急。
　　據(jù)對電力、石油石化、鋼鐵、煤炭、煙草、軌道交通、先進制造、燃氣等各行業(yè)的調(diào)研，各行業(yè)的工控系統(tǒng)均有需求。這其中，電力行業(yè)、石油石化行業(yè)、煙草行業(yè)及先進制造業(yè)的需求尤為突出。
　　公司敏捷科技的專家表示，對電力行業(yè)來說，無論是發(fā)電還是輸變電，早在接下生產(chǎn)任務(wù)到生產(chǎn)線，而MES系統(tǒng)在管理網(wǎng)，需要與工控系統(tǒng)連接，需要有隔離的網(wǎng)關(guān)設(shè)備進行防護。從先進制造的行業(yè)如發(fā)動機生產(chǎn)、汽車、飛機等角度來看，一方面是直接在從MES層下發(fā)計劃到生產(chǎn)車間，另一方面需要從DNC系統(tǒng)中或工藝室直接下發(fā)NC程序到數(shù)控機床，一旦程序被非法下發(fā)，將導(dǎo)致成批產(chǎn)品報廢。
　　對于工控的發(fā)展方向，敏捷科技預(yù)計主要有以下幾點發(fā)展趨勢：
　　自動化系統(tǒng)逐漸IT化是發(fā)展趨勢，威脅逐漸增多，網(wǎng)關(guān)隔離是第一道防護。德國工業(yè)4.0已經(jīng)將工業(yè)化向互聯(lián)網(wǎng)方向發(fā)展，隨著工業(yè)自動化技術(shù)的發(fā)展，各行業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的智能化、生產(chǎn)業(yè)務(wù)的可視化、過程監(jiān)控的實時化、全部過程的化、決策需求的全景化需求，信息技術(shù)(包括硬件技術(shù)、操作系統(tǒng)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等)逐步滲入到電力、化工、冶金、交通等各種行業(yè)的日常運行中，這些系統(tǒng)的正常運行保證了國民經(jīng)濟的正常健康運行，同時保證了人民享受舒適的生活環(huán)境；而針對工業(yè)自動化系統(tǒng)的事件頻發(fā)則為自動系統(tǒng)正常穩(wěn)定運行蒙上了陰影，此類事件往往會影響與國民經(jīng)濟和人民生活密切相關(guān)的設(shè)施，帶來巨大的破壞性，為了抵御此類事件的發(fā)生，進行工業(yè)自動化系統(tǒng)控制技術(shù)。
　　傳統(tǒng)邊界網(wǎng)關(guān)防護設(shè)備不能滿足工業(yè)控制環(huán)境，其主要體現(xiàn)在傳統(tǒng)的連界防護網(wǎng)關(guān)可能對工業(yè)控制系統(tǒng)的性能及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境產(chǎn)生影響；控制層一般使用特殊的工業(yè)協(xié)議或介質(zhì)，傳統(tǒng)的邊界網(wǎng)關(guān)設(shè)備不能對此協(xié)議進行解析和控制；自動化系統(tǒng)設(shè)備接入點諸多，成本太高，需要使用的設(shè)備配置與為一個IT系統(tǒng)進行配置的方案具有較大差異；傳統(tǒng)的邊界防護對惡劣的工業(yè)環(huán)境的適應(yīng)性(溫度/濕度寬適應(yīng)性、抗電磁干擾、抗蝕)；而這些問題是傳統(tǒng)的IT設(shè)備無法解決的。
　　產(chǎn)業(yè)未能形成統(tǒng)一氣侯，需要整合自動化與信息公司優(yōu)勢，帶動產(chǎn)業(yè)發(fā)展。由于目前國內(nèi)的工控網(wǎng)關(guān)分兩個方向，一是自動化廠商，二是傳統(tǒng)信息廠商，二類廠家產(chǎn)品設(shè)計理念、架構(gòu)及功能均不同，國家也未出臺相關(guān)工業(yè)防護網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品的相關(guān)標準，目前行業(yè)內(nèi)未形成統(tǒng)一氣侯，需要整合實際用戶的需求對產(chǎn)品進行完善和適用性應(yīng)用。
　　專家強調(diào)，工控不但是國際國內(nèi)IT市場的關(guān)注熱點，更是中國、軍隊、大型企業(yè)未來的核心。目前工業(yè)控制方面大的隱患是很多企業(yè)還沒有意識到工控系統(tǒng)性的脆弱?！白灾骺煽?，可靠”應(yīng)該是國內(nèi)工控信息發(fā)展的技術(shù)指導(dǎo)思想。要做到“自主可控”，首先就需要從企業(yè)內(nèi)部進行防護。
　　據(jù)了解，敏捷科技自主研發(fā)的衛(wèi)士DG，其策略的出發(fā)點已經(jīng)不是防止文件被帶出，而是要做到任何人、通過任何方式帶出的文件都是處于保護狀態(tài)的，不怕文件被非法竊取，因此從源頭上保障了數(shù)據(jù)的。目前，DG已經(jīng)通過公安部、國家保密局、國家密碼管理局、中國人民解放軍信息評測認證中心的嚴格檢測，可廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。中國高科技行業(yè)門戶主辦的“2014年工業(yè)自動化年度評選活動”正在火熱的報名中，自2014年7月該活動正式啟動以來，得到了眾多企業(yè)、科研院所、行業(yè)協(xié)會學會以及廣大媒體單位的廣泛支持。目前，活動已經(jīng)有近百家企業(yè)報去名參選，其中羅克韋爾、菲尼克斯電氣、貝加萊工業(yè)自動化、艾默生、倍加福、皮爾磁、上海步科自動化、上海發(fā)那科機器人、北京騰控科技、深圳市英威騰電氣等大批國內(nèi)外企業(yè)已踴躍參與。
　　本次年度評選活動中，OFweek工控網(wǎng)、OFweek機器人網(wǎng)將攜手行業(yè)協(xié)會及專家評選出“2014工業(yè)自動化技術(shù)創(chuàng)新獎”、“2014工業(yè)自動化佳設(shè)計產(chǎn)品獎”、“工業(yè)機器人佳系統(tǒng)集成商”、“工業(yè)機器人具競爭力品牌”、“佳工程案例獎”、“佳新聞內(nèi)容獎”等獎項。評獎結(jié)果將于2014年11月5日在上海舉行的“OFweek2014年工業(yè)自動化研討會”上隆重公布，并會有多家行業(yè)媒體將對此次活動進行報道。點擊此處進入報名...國內(nèi)外的各制造行業(yè)廠商歷來重視制造過程中的與保護。隨著產(chǎn)能的不斷提升，廠商對設(shè)備自動化的要求越來越高，機器和設(shè)備也越來越復(fù)雜、速度也越來越快。因此，廠商對這些機器的要求也越來越高。我們既要能夠保證、可靠性，又要保證靈活、易維護性。這就對元器件的正確和合理的設(shè)計和選擇提出了的要求。
　　功能在工業(yè)設(shè)備上的使用在發(fā)達國家已十分普及，例如，在歐洲有強制的標準，達不到相應(yīng)等級的設(shè)備不能投產(chǎn)；在美國則依靠高額的事故賠償來強制設(shè)備的性。通常，我們可以參照以下歐洲標準進行設(shè)備的設(shè)計：
　　EN1050-1996機械風險評價
　　EN292－1：1991機器基本概念與設(shè)計通則
　　EN954-1機械控制系統(tǒng)有關(guān)部件第1部分設(shè)計通則
　　EN/IEC60204機械機械電氣設(shè)備
　　EN/ISO13894機械的控制系統(tǒng)有關(guān)的部件
　　EN/IEC61508主要涵蓋了電氣/電子/可編程電子系統(tǒng)的功能
　　EN418緊急制動設(shè)備
　　EN1088與保護裝置有關(guān)的連鎖裝置設(shè)計和選擇原則
　　EN12415機床小型數(shù)控車床和車削中心
　　EN12417機床加工中心
　　EN12478機床大型數(shù)控車床和車削中心
　　EN692：1996機械壓力機
　　EN693：2000機床液壓機
　　EN1550：1997機床工件夾緊用卡盤設(shè)計和制造的要求

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