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PLC與智慧工廠
什么叫PLC？這個(gè)問(wèn)題，相信我答復(fù)的還不如在座的各位專業(yè)，由于我之前不知道PLC，僅僅我從IT職業(yè)來(lái)到工控職業(yè)，才知道原來(lái)在計(jì)算機(jī)范疇還有一個(gè)PLC。那么，PLC簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō)，叫做可編程操控器。我們公認(rèn)的是1969年DEC公司發(fā)明晰PLC，我們知道PLC單任務(wù)循環(huán)，梯形圖或者其它幾種言語(yǔ)的一個(gè)編程環(huán)境，PLC在全球使用十分廣泛。為什么 PLC能風(fēng)行工業(yè)界，這個(gè)問(wèn)題也困擾了我良久，我是做計(jì)算機(jī)身世的，工業(yè)界拿個(gè)計(jì)算機(jī)就能做操控，為什么必定是要PLC？事實(shí)上是PLC之父，Dick Morley先生說(shuō)過(guò)一句很經(jīng)典的話：PLC實(shí)際上是一個(gè)概念。由于PLC是給工人現(xiàn)場(chǎng)編程用的，沒(méi)學(xué)過(guò)計(jì)算機(jī)的也能夠用來(lái)編程，這個(gè)我認(rèn)為是PLC十分成功的一點(diǎn)，第二，像梯形圖我們應(yīng)該用的許多，接近電氣圖，學(xué)習(xí)也比較容易，并且與底層硬件基本無(wú)關(guān)。所以有人統(tǒng)計(jì)過(guò)，在歐洲70%-80%的操控器都是用PLC的形式，所以，為什么PLC能風(fēng)行工業(yè)界？就是方才唐總說(shuō)的，用戶的體會(huì)很重要，PLC就是把計(jì)算機(jī)變成一個(gè)能讓用戶很好體會(huì)的一個(gè)產(chǎn)品。
去年7月11日，我們中科院計(jì)算地點(diǎn)濟(jì)寧開(kāi)了一次院士大會(huì)，就是計(jì)算機(jī)把各個(gè)職業(yè)計(jì)算機(jī)化。其中讓我來(lái)講PLC，當(dāng)時(shí)阿里巴巴，聯(lián)想，華為的人都在場(chǎng)，我們一起來(lái)討論這個(gè)問(wèn)題。后來(lái)得到的結(jié)論，1969年發(fā)明的PLC在思維和形態(tài)上，領(lǐng)先了我們IT界整整40年，由于工業(yè)界的人，絕大多數(shù)沒(méi)有學(xué)過(guò)計(jì)算機(jī)，所以當(dāng)年做PLC的這些專家，就是讓這些沒(méi)學(xué)過(guò)計(jì)算機(jī)的人也能編程，這就是PLC的成功之處。今日來(lái)看PLC的成功，反而呼應(yīng)了互聯(lián)網(wǎng)年代的概念，要讓一件事成功，就得讓用戶體會(huì)做到極佳。
現(xiàn)在看來(lái)，我們的機(jī)械配備不僅僅是邏輯操控，包含機(jī)器人，數(shù)控加工，紡織機(jī)械，造紙機(jī)械，還有十分復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)伺服，邏輯操控簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)是做不到的。所以，今世PLC發(fā)生了一個(gè)富麗的回身，為什么是富麗回身呢？由于今世的機(jī)械配備對(duì)操控系統(tǒng)的需求已經(jīng)發(fā)生了本質(zhì)的變化，榜首要求硬件渠道的高度通用化，第二是可靠性，第三是規(guī)范化，第四是軟件模塊化，第五渠道具有必定的敞開(kāi)性，第六是要融合多種功能：PLC的功能，運(yùn)動(dòng)操控的功能，數(shù)據(jù)通信的功能，都要能融合。PLC是一個(gè)與時(shí)俱進(jìn)的產(chǎn)品，PLC當(dāng)年有先進(jìn)的思維和理念，并且它的作業(yè)形式也決議了它的可靠性比一般的計(jì)算機(jī)要可靠，所以今世的軟PLC是融合了今世的計(jì)算機(jī)軟件和信息技術(shù)開(kāi)展的最新成果，這是年代的產(chǎn)品，就是把PLC的優(yōu)勢(shì)和計(jì)算機(jī)的最新成果做了一個(gè)真實(shí)的整合，這就是軟PLC。
當(dāng)今的軟PLC的處理器渠道，能夠是手機(jī)的處理器，也能夠電腦處理器，乃至能夠是中科院的龍芯。第二，今世新型的PLC的I/O基本上都是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線，工業(yè)以太網(wǎng)來(lái)完成的。第三，是集成開(kāi)發(fā)渠道，集成開(kāi)發(fā)渠道遵循國(guó)際上IEC 61131-3的規(guī)范，并且必須用C或C++或高檔言語(yǔ)來(lái)編程。另外，還有一些根底的工業(yè)庫(kù)，就是說(shuō)，如果底下的這層是工業(yè)計(jì)算機(jī)層的話，那么這個(gè)工業(yè)庫(kù)的話就是面向職業(yè)的使用，比如說(shuō)，PLCOPEN組織，它們發(fā)布了許多關(guān)于運(yùn)動(dòng)操控和PLC的一些技術(shù)規(guī)范，在這個(gè)根底之上，用戶拿到這個(gè)軟PLC渠道之后，會(huì)在上面開(kāi)發(fā)自己的職業(yè)庫(kù)，以職業(yè)庫(kù)和這些根底做支撐的話，實(shí)際上最后才是面向自己產(chǎn)品的使用。其實(shí)在PLC渠道里，有一部分在今世已經(jīng)完成了規(guī)范化。在用戶的職業(yè)庫(kù)里，有的是客戶自己開(kāi)發(fā)的，有的是第三方的，所以實(shí)際上當(dāng)今的軟PLC渠道，榜首把機(jī)械配備軟件化，第二，關(guān)于用戶來(lái)講，使用軟PLC做它的機(jī)械配備，只需關(guān)懷它的使用部分，底層的都已徹底完成規(guī)范化。
根底軟硬件渠道、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、包含開(kāi)發(fā)環(huán)境、根底軟件庫(kù)、I/O通道，這些形成了軟PLC的結(jié)構(gòu)。我們有機(jī)會(huì)去看一下德國(guó)倍福、庫(kù)卡等等的操控器，徹底是按照這樣的一個(gè)系統(tǒng)和架構(gòu)來(lái)做的，僅僅不同廠家挑選的操作系統(tǒng)、處理器有差異，但是整個(gè)系統(tǒng)是一致的。當(dāng)然在軟PLC里，仍是英特爾的處理器優(yōu)勢(shì)更加顯著，由于我們現(xiàn)在做的許多機(jī)械配備都是高端配備，客戶的需求是能否提供一個(gè)的整線的處理方案，所以在這種情況下，對(duì)計(jì)算能力的要求十分高，并且在許多設(shè)備里，有數(shù)控、有視覺(jué)，一般的處理器做不到這么強(qiáng)的功能。X86的處理器做軟PLC，現(xiàn)在在國(guó)際是這樣做的了，為什么呢？由于硬件渠道是能夠多樣化挑選的，如西門子，研華等買一個(gè)工控機(jī)，裝個(gè)軟件就能夠。
第三是操作系統(tǒng)，真實(shí)用在軟PLC里的實(shí)時(shí)系統(tǒng)是比較多的，包含實(shí)時(shí)Linux系統(tǒng)，windows+實(shí)時(shí)補(bǔ)丁。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是軟PLC的一個(gè)根底，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的挑選，考慮更多的是實(shí)時(shí)性、開(kāi)發(fā)的敞開(kāi)程度、費(fèi)用問(wèn)題?，F(xiàn)在來(lái)講，在國(guó)際上比較多的三個(gè)操作系統(tǒng)，實(shí)時(shí)Linux、windows、Vxworks,像史陶比爾公司機(jī)器人用的是QNX，實(shí)際上在Linux、windows的渠道上，從理論上來(lái)講，這兩個(gè)操作系統(tǒng)實(shí)際上不是實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，但是，它們兩個(gè)操作系統(tǒng)打完補(bǔ)丁以后，能夠滿足絕大多數(shù)的使用需求，包含數(shù)控機(jī)床的需求都能夠滿足的，只要精度要求不是特別的極端，都是能夠做到的。實(shí)時(shí)Linux，關(guān)于許多做配備的來(lái)說(shuō)，有優(yōu)越性，不要錢，第二，Linux有個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是病毒少，有的客戶訴苦，由于機(jī)床是由windows系統(tǒng)插著運(yùn)動(dòng)操控卡，開(kāi)機(jī)床的工人，用數(shù)控界面來(lái)看電影，客戶要求說(shuō)陳博士，能不能換掉這個(gè)windows系統(tǒng)？挑選Linux軟PLC，就處理了。
第四，是工業(yè)以太網(wǎng)，關(guān)于現(xiàn)代的軟PLC來(lái)講，已經(jīng)不是插運(yùn)動(dòng)操控卡的年代了，所有的模塊都是軟件化，不需要卡制式的了。全球各種工業(yè)以太網(wǎng)許多，如Profinet、EtherCAT等。實(shí)際上這兩年EtherCAT開(kāi)展的十分快，不是說(shuō)EtherCAT的技術(shù)必定是最牛的，但是有一點(diǎn)，全球支持它的用戶數(shù)量是最多的，現(xiàn)在有2700個(gè)會(huì)員，I/O、伺服、驅(qū)動(dòng)、變頻，你能夠在全球選，當(dāng)你用EtherCAT這個(gè)規(guī)范的時(shí)候，你能夠把全球的工控配件集成在一起，做成合適你用的工控系統(tǒng)處理方案。
實(shí)際上軟PLC的系統(tǒng)架構(gòu)，一個(gè)最基本的出發(fā)點(diǎn)，就是機(jī)械架構(gòu)軟件化。為什么機(jī)械能夠軟件化，就是由于今日我們的計(jì)算機(jī)計(jì)算功能已經(jīng)很高了。軟PLC軟件開(kāi)發(fā)高度規(guī)范化，軟件高度的模塊化，模塊可重用，合作廣泛的工業(yè)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)的支持。
去年7月11日，我們中科院計(jì)算地點(diǎn)濟(jì)寧開(kāi)了一次院士大會(huì)，就是計(jì)算機(jī)把各個(gè)職業(yè)計(jì)算機(jī)化。其中讓我來(lái)講PLC，當(dāng)時(shí)阿里巴巴，聯(lián)想，華為的人都在場(chǎng)，我們一起來(lái)討論這個(gè)問(wèn)題。后來(lái)得到的結(jié)論，1969年發(fā)明的PLC在思維和形態(tài)上，領(lǐng)先了我們IT界整整40年，由于工業(yè)界的人，絕大多數(shù)沒(méi)有學(xué)過(guò)計(jì)算機(jī)，所以當(dāng)年做PLC的這些專家，就是讓這些沒(méi)學(xué)過(guò)計(jì)算機(jī)的人也能編程，這就是PLC的成功之處。今日來(lái)看PLC的成功，反而呼應(yīng)了互聯(lián)網(wǎng)年代的概念，要讓一件事成功，就得讓用戶體會(huì)做到極佳。
現(xiàn)在看來(lái)，我們的機(jī)械配備不僅僅是邏輯操控，包含機(jī)器人，數(shù)控加工，紡織機(jī)械，造紙機(jī)械，還有十分復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)伺服，邏輯操控簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)是做不到的。所以，今世PLC發(fā)生了一個(gè)富麗的回身，為什么是富麗回身呢？由于今世的機(jī)械配備對(duì)操控系統(tǒng)的需求已經(jīng)發(fā)生了本質(zhì)的變化，榜首要求硬件渠道的高度通用化，第二是可靠性，第三是規(guī)范化，第四是軟件模塊化，第五渠道具有必定的敞開(kāi)性，第六是要融合多種功能：PLC的功能，運(yùn)動(dòng)操控的功能，數(shù)據(jù)通信的功能，都要能融合。PLC是一個(gè)與時(shí)俱進(jìn)的產(chǎn)品，PLC當(dāng)年有先進(jìn)的思維和理念，并且它的作業(yè)形式也決議了它的可靠性比一般的計(jì)算機(jī)要可靠，所以今世的軟PLC是融合了今世的計(jì)算機(jī)軟件和信息技術(shù)開(kāi)展的最新成果，這是年代的產(chǎn)品，就是把PLC的優(yōu)勢(shì)和計(jì)算機(jī)的最新成果做了一個(gè)真實(shí)的整合，這就是軟PLC。
當(dāng)今的軟PLC的處理器渠道，能夠是手機(jī)的處理器，也能夠電腦處理器，乃至能夠是中科院的龍芯。第二，今世新型的PLC的I/O基本上都是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線，工業(yè)以太網(wǎng)來(lái)完成的。第三，是集成開(kāi)發(fā)渠道，集成開(kāi)發(fā)渠道遵循國(guó)際上IEC 61131-3的規(guī)范，并且必須用C或C++或高檔言語(yǔ)來(lái)編程。另外，還有一些根底的工業(yè)庫(kù)，就是說(shuō)，如果底下的這層是工業(yè)計(jì)算機(jī)層的話，那么這個(gè)工業(yè)庫(kù)的話就是面向職業(yè)的使用，比如說(shuō)，PLCOPEN組織，它們發(fā)布了許多關(guān)于運(yùn)動(dòng)操控和PLC的一些技術(shù)規(guī)范，在這個(gè)根底之上，用戶拿到這個(gè)軟PLC渠道之后，會(huì)在上面開(kāi)發(fā)自己的職業(yè)庫(kù)，以職業(yè)庫(kù)和這些根底做支撐的話，實(shí)際上最后才是面向自己產(chǎn)品的使用。其實(shí)在PLC渠道里，有一部分在今世已經(jīng)完成了規(guī)范化。在用戶的職業(yè)庫(kù)里，有的是客戶自己開(kāi)發(fā)的，有的是第三方的，所以實(shí)際上當(dāng)今的軟PLC渠道，榜首把機(jī)械配備軟件化，第二，關(guān)于用戶來(lái)講，使用軟PLC做它的機(jī)械配備，只需關(guān)懷它的使用部分，底層的都已徹底完成規(guī)范化。
根底軟硬件渠道、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、包含開(kāi)發(fā)環(huán)境、根底軟件庫(kù)、I/O通道，這些形成了軟PLC的結(jié)構(gòu)。我們有機(jī)會(huì)去看一下德國(guó)倍福、庫(kù)卡等等的操控器，徹底是按照這樣的一個(gè)系統(tǒng)和架構(gòu)來(lái)做的，僅僅不同廠家挑選的操作系統(tǒng)、處理器有差異，但是整個(gè)系統(tǒng)是一致的。當(dāng)然在軟PLC里，仍是英特爾的處理器優(yōu)勢(shì)更加顯著，由于我們現(xiàn)在做的許多機(jī)械配備都是高端配備，客戶的需求是能否提供一個(gè)的整線的處理方案，所以在這種情況下，對(duì)計(jì)算能力的要求十分高，并且在許多設(shè)備里，有數(shù)控、有視覺(jué)，一般的處理器做不到這么強(qiáng)的功能。X86的處理器做軟PLC，現(xiàn)在在國(guó)際是這樣做的了，為什么呢？由于硬件渠道是能夠多樣化挑選的，如西門子，研華等買一個(gè)工控機(jī)，裝個(gè)軟件就能夠。
第三是操作系統(tǒng)，真實(shí)用在軟PLC里的實(shí)時(shí)系統(tǒng)是比較多的，包含實(shí)時(shí)Linux系統(tǒng)，windows+實(shí)時(shí)補(bǔ)丁。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是軟PLC的一個(gè)根底，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的挑選，考慮更多的是實(shí)時(shí)性、開(kāi)發(fā)的敞開(kāi)程度、費(fèi)用問(wèn)題?，F(xiàn)在來(lái)講，在國(guó)際上比較多的三個(gè)操作系統(tǒng)，實(shí)時(shí)Linux、windows、Vxworks,像史陶比爾公司機(jī)器人用的是QNX，實(shí)際上在Linux、windows的渠道上，從理論上來(lái)講，這兩個(gè)操作系統(tǒng)實(shí)際上不是實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，但是，它們兩個(gè)操作系統(tǒng)打完補(bǔ)丁以后，能夠滿足絕大多數(shù)的使用需求，包含數(shù)控機(jī)床的需求都能夠滿足的，只要精度要求不是特別的極端，都是能夠做到的。實(shí)時(shí)Linux，關(guān)于許多做配備的來(lái)說(shuō)，有優(yōu)越性，不要錢，第二，Linux有個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是病毒少，有的客戶訴苦，由于機(jī)床是由windows系統(tǒng)插著運(yùn)動(dòng)操控卡，開(kāi)機(jī)床的工人，用數(shù)控界面來(lái)看電影，客戶要求說(shuō)陳博士，能不能換掉這個(gè)windows系統(tǒng)？挑選Linux軟PLC，就處理了。
第四，是工業(yè)以太網(wǎng)，關(guān)于現(xiàn)代的軟PLC來(lái)講，已經(jīng)不是插運(yùn)動(dòng)操控卡的年代了，所有的模塊都是軟件化，不需要卡制式的了。全球各種工業(yè)以太網(wǎng)許多，如Profinet、EtherCAT等。實(shí)際上這兩年EtherCAT開(kāi)展的十分快，不是說(shuō)EtherCAT的技術(shù)必定是最牛的，但是有一點(diǎn)，全球支持它的用戶數(shù)量是最多的，現(xiàn)在有2700個(gè)會(huì)員，I/O、伺服、驅(qū)動(dòng)、變頻，你能夠在全球選，當(dāng)你用EtherCAT這個(gè)規(guī)范的時(shí)候，你能夠把全球的工控配件集成在一起，做成合適你用的工控系統(tǒng)處理方案。
實(shí)際上軟PLC的系統(tǒng)架構(gòu)，一個(gè)最基本的出發(fā)點(diǎn)，就是機(jī)械架構(gòu)軟件化。為什么機(jī)械能夠軟件化，就是由于今日我們的計(jì)算機(jī)計(jì)算功能已經(jīng)很高了。軟PLC軟件開(kāi)發(fā)高度規(guī)范化，軟件高度的模塊化，模塊可重用，合作廣泛的工業(yè)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)的支持。
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