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作為工業(yè)自動化的一種典型應(yīng)用，PLC最初是作為取代繼電器線路、進(jìn)行順序控制為主而產(chǎn)生的，后來PLC廠家逐步增加了模擬量運(yùn)算、PID功能以及更可靠的工業(yè)抗干擾技術(shù)等功能，并隨著網(wǎng)絡(luò)化的需求增加了各種通信接口，同時伴隨著現(xiàn)場總線技術(shù)和以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，PLC的應(yīng)用范圍越來越廣泛。

水利部機(jī)電研究所工控網(wǎng)絡(luò)安全測評中心技術(shù)部長饒志波

本土PLC發(fā)展現(xiàn)狀

當(dāng)前PLC技術(shù)的應(yīng)用范圍，幾乎涵蓋了所有工業(yè)行業(yè)。然而，目前在我國PLC應(yīng)用市場中，95%以上被國外產(chǎn)品占領(lǐng)，本土企業(yè)處于劣勢。這主要是因?yàn)樵谖覈钥禺a(chǎn)業(yè)鏈的兩頭——底層的現(xiàn)場儀表（尤其是變送器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)）、上層的綜合自動化軟件基礎(chǔ)最為薄弱。我國自行設(shè)計制造的智能變送器只占國內(nèi)市場的9%。頂層綜合控制軟件能力弱，一方面是因?yàn)楣た仄髽I(yè)對用戶的工藝特征理解不深刻，經(jīng)驗(yàn)積累不足，從而制約了頂層集成能力和快速進(jìn)入細(xì)分市場的能力（工控企業(yè)受制于國家關(guān)于設(shè)計企業(yè)資質(zhì)門檻的規(guī)定也是一方面原因）。此外用戶市場對本國工控技術(shù)、產(chǎn)品的不認(rèn)同，也制約了自主研發(fā)的工控產(chǎn)品實(shí)踐提高的機(jī)會。基于上述原因，國產(chǎn)控制系統(tǒng)難以進(jìn)入重大工程的關(guān)鍵、核心、主體裝備，這一市場的大部分仍被國外工控系統(tǒng)壟斷。尤其用于廣大離散型工廠自動化的PLC系統(tǒng)，情況不容樂觀。

PLC具有眾多優(yōu)點(diǎn)，如功能齊全并不斷提升；應(yīng)用上靈活簡便、維護(hù)方便；不斷提高可靠性和抗干擾能力；價格便宜等，這些優(yōu)點(diǎn)是PLC產(chǎn)品能夠持久占有市場的根本原因。PLC之所以能夠在眾多的IT產(chǎn)品競爭中長盛不衰，主要還是因?yàn)槠淇煽康姆€(wěn)定性。國內(nèi)制造商們在追求成本的同時，也要保持品質(zhì)的優(yōu)良和穩(wěn)定性這兩個基本條件，除此以外，本土PLC制造商需要做的還有很多。

面對工業(yè)自動化和OEM的逐漸發(fā)展、PLC的應(yīng)用和技術(shù)需求越來越多的現(xiàn)狀，通用性PLC產(chǎn)品已經(jīng)難以滿足多樣化的客戶需求，OEM客戶已經(jīng)不僅僅關(guān)注PLC產(chǎn)品的成本和價格，更注重其企業(yè)形象、PLC與自身核心技術(shù)的完美融合，因此PLC定制化會越來越頻繁地出現(xiàn)在各PLC廠家的市場需求中。同時用戶對PLC網(wǎng)絡(luò)化的需求也愈發(fā)旺盛。隨著智能制造的發(fā)展，大大推動傳統(tǒng)自動化與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的密切結(jié)合。在現(xiàn)有的傳統(tǒng)應(yīng)用上，隨著智能工廠以及物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，工廠設(shè)備聯(lián)控、PLC與上位機(jī)及其他智能產(chǎn)品的數(shù)據(jù)交互、大數(shù)據(jù)應(yīng)用等領(lǐng)域，對PLC的技術(shù)發(fā)展提出了新的要求，這是新的機(jī)遇同時也是極大的挑戰(zhàn)。這要求PLC產(chǎn)品在維持高性價比的前提下，具備超強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力、穩(wěn)定可靠，并且能夠簡便地接入各種網(wǎng)絡(luò)，充分發(fā)揮PLC產(chǎn)品在數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)交互方面的作用。

在服務(wù)方面，國內(nèi)PLC制造商需要根據(jù)用戶的要求量身定做，實(shí)現(xiàn)專門化的服務(wù)策略。對于用戶來說，需求具有差異性，特別是裝備制造商，對電控的成本尤為重視，根據(jù)客戶的需求進(jìn)行量身定做，不僅可以降低產(chǎn)品成本，也可以讓用戶感受到獨(dú)有的服務(wù)。而在售前服務(wù)方面，本土制造商可以對用戶的PLC、人機(jī)界面、變頻器乃至低壓電器進(jìn)行全方位的咨詢和配套服務(wù)，提供一體化的產(chǎn)品和一站式的服務(wù)，發(fā)揮自己的本土優(yōu)勢。

PLC未來技術(shù)趨勢

隨著IT與OT技術(shù)的融合發(fā)展，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)已成為大勢所趨，未來PLC通信和物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)將備受歡迎。通常的PLC控制器通信含有PLC控制器間的通信及PLC控制器與其它智能設(shè)備間的通信。隨著工控自動化的發(fā)展，各PLC控制器廠商都十分重視PLC控制器的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，新的PLC控制器都具有通信接口，通信非常方便。微型化、集成度會越來越高，隨著市場對微型、集成度的要求，PLC技術(shù)更多的集成到工業(yè)、汽車、通訊等產(chǎn)品當(dāng)中。PLC產(chǎn)品的特性是控制和數(shù)據(jù)處理，在滿足功能的同時，工藝上的要求也更加精細(xì)化。隨著智能工廠以及物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，工廠設(shè)備聯(lián)控、PLC與上位機(jī)及其他智能產(chǎn)品的數(shù)據(jù)交互、大數(shù)據(jù)應(yīng)用等領(lǐng)域，對PLC的技術(shù)發(fā)展提出了新的要求，這是新的機(jī)遇同時也是極大的挑戰(zhàn)。這要求PLC產(chǎn)品在維持高性價比的前提下，具備超強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力、穩(wěn)定可靠，并且能夠簡便地接入各種網(wǎng)絡(luò)，充分發(fā)揮PLC產(chǎn)品在數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)交互方面的作用。

人工智能是一門極富挑戰(zhàn)性的科學(xué)，從事這項(xiàng)工作的人必須懂得計算機(jī)知識、心理學(xué)和哲學(xué)。人工智能是內(nèi)涵十分廣泛的科學(xué)，它有不同的領(lǐng)域組成，如機(jī)器學(xué)習(xí)、計算機(jī)視覺等。總的來說，人工智能研究的一個主要目標(biāo)是使機(jī)器能夠勝任一些通常需要人類智能才能完成的復(fù)雜工作。但不同時代不同的人對這種復(fù)雜的工作理解是不同的，當(dāng)前我們說兩化融合，工業(yè)化和信息化的融合其中就包含了PLC和AI的融合，當(dāng)前看似涇渭分明的技術(shù)隨著科技的進(jìn)步，必將逐步融合。PLC有集中控制和分布式控制，AI也有集中的大數(shù)據(jù)智能分析信息平臺和分布式的智能化產(chǎn)品。智能PLC技術(shù)也會得到進(jìn)一步應(yīng)用，隨著AI技術(shù)的發(fā)展，更多的產(chǎn)品被賦予智能功能，PLC也不例外。如應(yīng)用在工控的PLC的智能I/O模塊和汽車上的智能溫度控制模塊等，未來智能PLC技術(shù)還將有更多的應(yīng)用場景。

PLC作為工業(yè)自動化的核心產(chǎn)品，從誕生那天起就是為了解放勞動力、發(fā)展生產(chǎn)力，穩(wěn)定性是PLC乃至整個工控界首要的原則。因此，在安全防護(hù)方面或多或少都會做出犧牲。上個世紀(jì)，PLC的安全問題沒有得到太大重視，但是隨著時代的發(fā)展，PLC的通訊方式逐漸網(wǎng)絡(luò)化，安全問題應(yīng)運(yùn)而生，而解決這些安全問題就顯得迫在眉睫。從目前的發(fā)展情況看，從根源上去解決漏洞——升級固件，這種方式是不可取的，也是不現(xiàn)實(shí)的。我們能夠做的就是做好控制器的安全防護(hù)，從邊界防護(hù)入手，安裝工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全防火墻、工業(yè)隔離網(wǎng)閘；從通訊內(nèi)部入手，安裝工控網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測審計系統(tǒng)、工控入侵檢測系統(tǒng)；從管理源頭入手，安裝工控主機(jī)衛(wèi)士、態(tài)勢感知系統(tǒng)。目前對工控網(wǎng)絡(luò)以及PLC通訊網(wǎng)絡(luò)的安全防護(hù)，這基本算是一種比較成熟的解決方案。

經(jīng)過多年的發(fā)展，我國PLC技術(shù)并不存在瓶頸。當(dāng)前PLC技術(shù)正在由封閉走向開放，在硬件設(shè)計和軟件平臺上大量采用通用技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)，使得PLC的設(shè)計和開發(fā)不再存在技術(shù)壁壘。這為后來者提供了開放的技術(shù)平臺，降低了進(jìn)入門檻。中國PLC市場的高速增長，為國產(chǎn)PLC產(chǎn)業(yè)化提供了良好的市場基礎(chǔ)。其實(shí)，PLC產(chǎn)業(yè)難題在于如何解決規(guī)模化生產(chǎn)和市場現(xiàn)狀的問題。我認(rèn)為，當(dāng)前PLC產(chǎn)業(yè)需要集中力量做好出路、研發(fā)、制造與應(yīng)用四個方面，形成產(chǎn)業(yè)鏈，以突破當(dāng)前的現(xiàn)狀。國產(chǎn)PLC產(chǎn)業(yè)化的外部環(huán)境越來越成熟，在市場需求、技術(shù)水平和生產(chǎn)工藝等方面，我國企業(yè)已經(jīng)完全具備規(guī)模化生產(chǎn)PLC的條件。

摘自《自動化博覽》2020年4月刊