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在过去数十年的发展进程中PLC与DCS都受到PC技术发展的深远影响,特别是DCS,目前的DCS大多采用PC_BASE结构,对PC技术的吸收也相当彻底,而PLC也在80年代未至90年代的软PLC开发浪潮中大力吸收了DCS、PC的技术,特别是在IEC61131-3标准制定出来后,产生了一系列的以开发软PLC软件的公司,这些公司以欧洲公司居多,这与欧洲公司的开放软件组织成熟有一定关系。同时IEC61131-3有很强的排它和技术壁垒特,对于日式PLC的编程方式基本是排斥的,所以相当多的欧洲企业有兴趣进军这个行业,这方面以KW、一方梯队、ISAGRAF、3S等尤为突出,这些公司对于工控软件化和标准化起到了相当重要的作用,目前的各大工控公司在开发新的软件时都会对这几家公司的产品进行深入的研究。
初的软PLC开发大多以PC_BASE为硬件平台,后来一方面PC_BASE限入了低谷,成本和可靠都很难提升,才慢慢的加入ARM、51、AVR等的支持,并一直强调开发的模块化结构,使移植变得更为容易。
目前,PLC通常按点数和价格分成了大中小微几种不同的档次,同时按内部实现技术分成了硬PLC、软编译型PLC、软解释型PLC三种,按结构分成了背板式、模块式、分布式几种。其中大中型PLC更是在功能上加入了DCS和PC的许多功能,使其可以向上吞并一些DCS的市场,如现在很多自备电厂和化工行业都不再使用DCS而改用PLC去完成。另一方面需要引起注意的是现在PLC发展出了许多专用的PLC,包括数控专用、车用、设备专用、安全的、楼宇的等。
同时DCS也向下发展了许多有个的产品,使其可以代替一部分PLC的产品,如淅大中控、淅大中自的某系列产品就做得比较小,只有几个回路,带显示屏,可以满足一些行业的单回路控制需要。
从目前来看,PLC与DCS必定将相互交融,在十年后我们一定不会再为控制器选DCS还是PLC而苦恼,因为它们其实是一样的,现在大多数厂商都已认识到了这一点(大多数主流厂商新系统中都将这两者合二为一了),只是大多数用户因为厂商的宣传没到位而没有改变习惯。
1.2、现场总线和FCS
在软PLC出现后不久后,一场全新的技术浪潮狠狠的撞了一下工控行业的腰,这就是现场总线。同时基于现场总线派生出了FCS的理念(全分布式的基于现场总线的控制系统),在当初,我也是FCS的拥护者和开发者,深信在芯片能力价格越来越低的FCS才是未来的控制系统。可在实际的开发和应用过程中,我们发现全分散之后不光成本升高了,维护也变得更困难,因为所有的节点都依赖网络,而网络的可靠就变成了一个瓶颈。这么长的网线,有任何一段出现短路或者开路都会有致命的损伤,如果采用冗余的网络和系统,则会导致成本大增。并且分散后的逻辑,会因为一个中间节点的故障导致整个系统的重大错误,当然如果用户对分布式控制理念有很深的理解当然没有太大的问题,但事实上让用户工程师理解这么复杂的拓朴结构和考虑这么复杂的现场结构是越来越强,不现实的。
除非是在未来的神经元网络芯片研发方面有新的发展,可以在某一个逻辑运算节点损坏后自动由另一个逻辑节点替代,同时需要更好的基于网络的逻辑编程软件,这个软件可以对于分布式的控制器进行合理的逻辑切分,并且对任一个节点损坏后出现的状况能有合理的处理方式,或是保护或是不理。FCS发展的理想地步是只有传感器和执行器而没有单独的控制器,所有的传感器将自己的参数传给需要的执行器,各个执行器根据网络得到的参数运算并进行控制,同时将自己运算得到的中间值传给其它的执行器。因为有了中间值的问题,所以整个控制网络将变得相当复杂,每个有中间值的点都必需有合理的处理策略,理想的情况下,是当中间逻辑点出现问题后,能由任一个逻辑点进行替代,或者进行合理的保护策略。在可以预见的时间内我们将很到满足所有要求的全新的FCS出现,在通信方面也会变得更灵活和更可靠,但我们有理由相信FCS不会在五年内真正的成为主流控制系统,但FCS的理念会被传统的PLC吸收并消化。
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