PLC,即我們熟知的可編程邏輯控制器,它是種專(zhuān)門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數字運算操作電子系統。
PLC融計算機系統構架、CPU平臺、嵌入式軟件、信號處理、通訊、監控軟件、行業(yè)應用等技術(shù)于一體,具有較高的技術(shù)門(mén)檻,研發(fā)PLC產(chǎn)品需要擁有較雄厚的技術(shù)積累。
近年來(lái),PLC技術(shù)得到不斷發(fā)展。新推出的PLC系統功能更強大,處理速度更快,I/O擴展能力更強。在吸收DCS優(yōu)點(diǎn)的過(guò)程中,高端PLC模擬量處理能力更強。隨著(zhù)芯片技術(shù)和行業(yè)應用技術(shù)的發(fā)展,PLC在運動(dòng)控制方面的功能更加強大。在物聯(lián)網(wǎng)應用中,PLC不僅可作為現場(chǎng)設備的控制中心,也可作為數據通訊的載體,為遠程監控系統和云數據平臺提供技術(shù)支撐。
新一輪科技革命中的核心產(chǎn)品
上海工業(yè)自動(dòng)化儀表研究院彭瑜教授曾提出:PLC可謂是工業(yè)自動(dòng)化控制的常青樹(shù),即使是在工業(yè)轉型升級的智能制造年代,或者是“工業(yè)4.0”時(shí)代,它仍然足夠勝任各種控制要求和通信要求。但它早已不再是三、四十年前只能完成邏輯控制、順序控制的繼電邏輯系統的替代物,它已完成了由經(jīng)典PLC向現代PLC的蛻變。繼承了高性?xún)r(jià)比、高可靠性、高易用性的特點(diǎn),再具有了分布式I/O、嵌入式智能和無(wú)縫聯(lián)接的性能,尤其是在強有力的PLC軟件平臺的支持下,我們完全可以相信PLC將持久不衰地活躍在工業(yè)自動(dòng)化的世界中。
今天,在中國的工業(yè)自動(dòng)化世界中,“智能制造”無(wú)疑是最受人關(guān)注的話(huà)題。正如《中國制造2025》戰略中所表述,制造業(yè)是國民經(jīng)濟的主體,是立國之本、興國之器、強國之基。因此,智能制造的發(fā)展將影響著(zhù)中國經(jīng)濟的發(fā)展。
習近平總書(shū)記在“關(guān)于促進(jìn)經(jīng)濟持續健康發(fā)展系列重要講話(huà)”中指出,新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革與我國加快轉變經(jīng)濟發(fā)展方式形成歷史性交匯,為我們實(shí)施創(chuàng )新驅動(dòng)發(fā)展戰略提供了難得的重大機遇。這是一個(gè)極為深刻的論斷,也指出了中國制造業(yè)創(chuàng )新驅動(dòng)、轉型升級的發(fā)展方向。新一輪工業(yè)革命對中國是極大的挑戰,同時(shí)也是極大的機遇。
PLC是新一輪科技革命中的控制部分的核心產(chǎn)品,是智能工廠(chǎng)中的關(guān)鍵環(huán)節。在智能制造系統中,PLC不僅是機械裝備和生產(chǎn)線(xiàn)的控制器,還是制造信息的采集器和轉發(fā)器。發(fā)展PLC能更好地促進(jìn)我國工業(yè)轉型、升級,實(shí)現工業(yè)化和信息化的深度融合。
臺達表示,用戶(hù)在使用PLC時(shí)最大的需求就是實(shí)現設備的控制和數據通訊。近期,臺達幫助某大型電子加工企業(yè)實(shí)施了“全自動(dòng)化電極生產(chǎn)線(xiàn)”的改造。該項目采用臺達模塊化中型PLC AH500系列和DVW無(wú)線(xiàn)路由器等工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品和相應的咨詢(xún)管理軟件,控制AGV、RGV、機械臂、CNC、CMM等智能設備,實(shí)現電極生產(chǎn)中的自動(dòng)掃碼、加工、清洗、檢測和分揀等過(guò)程。臺達的控制方案,使用IPC/PPC并通過(guò)開(kāi)發(fā)和運行定制化的軟件來(lái)實(shí)現電極加工、檢測和分揀所需的資訊管理(設備動(dòng)作控制部分完全交給PLC),另有1臺或多臺IPC/PPC用于監控CNC狀態(tài)。
羅克韋爾自動(dòng)化認為,如今用戶(hù)更為關(guān)注PLC的性能,特別是可靠性、安全性、網(wǎng)絡(luò )擴展能力。其一直致力于高性能系統的研發(fā),不斷推陳出新。
綜合國內、外品牌的觀(guān)點(diǎn),在智能制造的引領(lǐng)與需求下,PLC用戶(hù)更關(guān)心的是產(chǎn)品性能是否可以滿(mǎn)足日漸提高的通信、網(wǎng)絡(luò )、數據等要求。
智能制造下的PLC
中國工程院院長(cháng)周濟在“新一代人工智能引領(lǐng)下的智能制造研究第一次研討會(huì )”中闡明,智能制造是一個(gè)大概念,包含了制造業(yè)的數字化、網(wǎng)絡(luò )化和智能化。把智能制造分成三個(gè)不同的層次:數字化制造系統(Digital Manufacture System);互聯(lián)網(wǎng)+制造系統(Smart Manufacture System);智能制造系統(Intelligent Manufacture System)。這三個(gè)層次分別是智能制造系統的初級階段、中級階段和高級階段。真正意義上的智能制造是第三個(gè)層次Intelligent Manufacture System,是用新一代人工智能技術(shù)實(shí)現制造業(yè)的數字化、網(wǎng)絡(luò )化與智能化,這是真正意義上的智能制造。
隨著(zhù)互聯(lián)網(wǎng)+的滲透、云服務(wù)的進(jìn)入,以及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的普及,PLC要從硬件和軟件上適應智能制造的需求。
施耐德電氣表示,未來(lái)PLC控制系統的互聯(lián)互通、功能和信息安全、靈活易用性以及它可以為用戶(hù)帶來(lái)的節能增效能力,必將成為用戶(hù)越來(lái)越關(guān)注的重點(diǎn)。實(shí)現智能制造和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)不是簡(jiǎn)單地把現場(chǎng)設備和云處理軟件連起來(lái),畢竟不是所有的工藝控制都適合于放在云端處理。而對于工業(yè)過(guò)程控制最迫切的需求,比如通過(guò)多種手段安全便捷地給操作人員提供信息以提升運維管理效率、實(shí)現粗昂預案規劃就緒;通過(guò)分析、繼發(fā)性監測、云數據、預防性和預測性維護來(lái)優(yōu)化資產(chǎn)管理,以降低宕機時(shí)間、減少維護費用并節省能源消耗;通過(guò)本地運營(yíng)(OT)自治,全局信息化(IT)連通實(shí)現企業(yè)級智能化控制來(lái)提升生產(chǎn)率、快速響應市場(chǎng)需求并降低投資。使用施耐德電氣的莫迪康系列PLC,可以構建專(zhuān)業(yè)的解決方案解決以上問(wèn)題。
與施耐德電氣的觀(guān)點(diǎn)不謀合而,和利時(shí)強調,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展使邊緣計算將成為未來(lái)發(fā)展的熱點(diǎn)和重點(diǎn),是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)揮價(jià)值的必要一環(huán)。邊緣設備對控制、可靠性、實(shí)時(shí)性、安全性要求很高,和利時(shí)已經(jīng)在OT方面取得豐富的經(jīng)驗,與新型的ICT結合將是一個(gè)突破口。通過(guò)在PLC產(chǎn)品中集成支持MQTT協(xié)議、http API接口,可以實(shí)現PLC設備接入互聯(lián)網(wǎng)云平臺。MQTT協(xié)議可以采用SSL進(jìn)行安全通信,使和利時(shí)LK產(chǎn)品與工業(yè)云平臺、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結合,正在打造功能更為強大的PLC產(chǎn)品平臺。
近年來(lái),隨著(zhù)工業(yè)化與信息化的不斷融合,自動(dòng)化設備在使用中逐漸向智能化發(fā)展。特別是在制造系統加入互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)后,更是如虎添翼,真正開(kāi)啟了智能制造的大門(mén)。PLC技術(shù)作為自動(dòng)化領(lǐng)域名副其實(shí)的“常青樹(shù)”,仍舊堅持創(chuàng )新、拓展性能,成為智能制造大潮中的“弄潮兒”。新工業(yè)革命的轉型升級下,PLC正在融合智能、數據分析、云計算等前沿技術(shù),向智能、高效、安全方面持續發(fā)力。