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PLC未来技术趋势

日期: 2020-08-14
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自动化与仪器仪表


作为工业自动化的一种典型应用,PLC最初是作为取代继电器线路、进行顺序控制为主而产生的,后来PLC厂家逐步增加了模拟量运算、PID功能以及更可靠的工业抗干扰技术等功能,并随着网络化的需求增加了各种通信接口,同时伴随着现场总线技术和以太网技术的发展,PLC的应用范围越来越广泛。


本土PLC发展现状


当前PLC技术的应用范围,几乎涵盖了所有工业行业。然而,目前在我国PLC应用市场中,95%以上被国外产品占领,本土企业处于劣势。这主要是因为在我国自控产业链的两头——底层的现场仪表(尤其是变送器和执行机构)、上层的综合自动化软件基础最为薄弱。我国自行设计制造的智能变送器只占国内市场的9%。顶层综合控制软件能力弱,一方面是因为工控企业对用户的工艺特征理解不深刻,经验积累不足,从而制约了顶层集成能力和快速进入细分市场的能力(工控企业受制于国家关于设计企业资质门槛的规定也是一方面原因)。此外用户市场对本国工控技术、产品的不认同,也制约了自主研发的工控产品实践提高的机会。基于上述原因,国产控制系统难以进入重大工程的关键、核心、主体装备,这一市场的大部分仍被国外工控系统垄断。尤其用于广大离散型工厂自动化的PLC系统,情况不容乐观。


PLC具有众多优点,如功能齐全并不断提升;应用上灵活简便、维护方便;不断提高可靠性和抗干扰能力;价格便宜等,这些优点是PLC产品能够持久占有市场的根本原因。PLC之所以能够在众多的IT产品竞争中长盛不衰,主要还是因为其可靠的稳定性。国内制造商们在追求成本的同时,也要保持品质的优良和稳定性这两个基本条件,除此以外,本土PLC制造商需要做的还有很多。


面对工业自动化和OEM的逐渐发展、PLC的应用和技术需求越来越多的现状,通用性PLC产品已经难以满足多样化的客户需求,OEM客户已经不仅仅关注PLC产品的成本和价格,更注重其企业形象、PLC与自身核心技术的完美融合,因此PLC定制化会越来越频繁地出现在各PLC厂家的市场需求中。同时用户对PLC网络化的需求也愈发旺盛。随着智能制造的发展,大大推动传统自动化与网络技术的密切结合。在现有的传统应用上,随着智能工厂以及物联网的发展,工厂设备联控、PLC与上位机及其他智能产品的数据交互、大数据应用等领域,对PLC的技术发展提出了新的要求,这是新的机遇同时也是极大的挑战。这要求PLC产品在维持高性价比的前提下,具备超强的环境适应能力、稳定可靠,并且能够简便地接入各种网络,充分发挥PLC产品在数据采集、数据交互方面的作用。


在服务方面,国内PLC制造商需要根据用户的要求量身定做,实现专门化的服务策略。对于用户来说,需求具有差异性,特别是装备制造商,对电控的成本尤为重视,根据客户的需求进行量身定做,不仅可以降低产品成本,也可以让用户感受到独有的服务。而在售前服务方面,本土制造商可以对用户的PLC、人机界面、变频器乃至低压电器进行全方位的咨询和配套服务,提供一体化的产品和一站式的服务,发挥自己的本土优势。



PLC未来技术趋势


随着IT与OT技术的融合发展,工业物联网已成为大势所趋,未来PLC通信和物联网的相关技术将备受欢迎。通常的PLC控制器通信含有PLC控制器间的通信及PLC控制器与其它智能设备间的通信。随着工控自动化的发展,各PLC控制器厂商都十分重视PLC控制器的通信功能,纷纷推出各自的网络系统,新的PLC控制器都具有通信接口,通信非常方便。微型化、集成度会越来越高,随着市场对微型、集成度的要求,PLC技术更多的集成到工业、汽车、通讯等产品当中。PLC产品的特性是控制和数据处理,在满足功能的同时,工艺上的要求也更加精细化。随着智能工厂以及物联网的发展,工厂设备联控、PLC与上位机及其他智能产品的数据交互、大数据应用等领域,对PLC的技术发展提出了新的要求,这是新的机遇同时也是极大的挑战。这要求PLC产品在维持高性价比的前提下,具备超强的环境适应能力、稳定可靠,并且能够简便地接入各种网络,充分发挥PLC产品在数据采集、数据交互方面的作用。


人工智能是一门极富挑战性的科学,从事这项工作的人必须懂得计算机知识、心理学和哲学。人工智能是内涵十分广泛的科学,它有不同的领域组成,如机器学习、计算机视觉等。总的来说,人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂工作。但不同时代不同的人对这种复杂的工作理解是不同的,当前我们说两化融合,工业化和信息化的融合其中就包含了PLC和AI的融合,当前看似泾渭分明的技术随着科技的进步,必将逐步融合。PLC有集中控制和分布式控制,AI也有集中的大数据智能分析信息平台和分布式的智能化产品。智能PLC技术也会得到进一步应用,随着AI技术的发展,更多的产品被赋予智能功能,PLC也不例外。如应用在工控的PLC的智能I/O模块和汽车上的智能温度控制模块等,未来智能PLC技术还将有更多的应用场景。



PLC作为工业自动化的核心产品,从诞生那天起就是为了解放劳动力、发展生产力,稳定性是PLC乃至整个工控界首要的原则。因此,在安全防护方面或多或少都会做出牺牲。上个世纪,PLC的安全问题没有得到太大重视,但是随着时代的发展,PLC的通讯方式逐渐网络化,安全问题应运而生,而解决这些安全问题就显得迫在眉睫。从目前的发展情况看,从根源上去解决漏洞——升级固件,这种方式是不可取的,也是不现实的。我们能够做的就是做好控制器的安全防护,从边界防护入手,安装工业网络安全防火墙、工业隔离网闸;从通讯内部入手,安装工控网络监测审计系统、工控入侵检测系统;从管理源头入手,安装工控主机卫士、态势感知系统。目前对工控网络以及PLC通讯网络的安全防护,这基本算是一种比较成熟的解决方案。


经过多年的发展,我国PLC技术并不存在瓶颈。当前PLC技术正在由封闭走向开放,在硬件设计和软件平台上大量采用通用技术和标准化技术,使得PLC的设计和开发不再存在技术壁垒。这为后来者提供了开放的技术平台,降低了进入门槛。中国PLC市场的高速增长,为国产PLC产业化提供了良好的市场基础。其实,PLC产业难题在于如何解决规模化生产和市场现状的问题。我认为,当前PLC产业需要集中力量做好出路、研发、制造与应用四个方面,形成产业链,以突破当前的现状。国产PLC产业化的外部环境越来越成熟,在市场需求、技术水平和生产工艺等方面,我国企业已经完全具备规模化生产PLC的条件。

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