作者:彭昭(物聯(lián)網(wǎng)智庫創(chuàng)始人&云和資本合伙人)

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從誕生至今,PLC出色的完成了銜接設(shè)備層與信息層的任務(wù),承擔(dān)了上傳下達的職責(zé),并收獲了易用、可靠的美名。我們將工業(yè)領(lǐng)域的架構(gòu),分為現(xiàn)場層、控制層、信息層等多個層級“金字塔”的做法,也伴隨PLC一起深入人心。但是在最近幾年,工業(yè)領(lǐng)域發(fā)生了很大的變化,工廠需要更扁平的架構(gòu)、更簡單的流程和更智能的分析。這時如果依然沿用過去的分層架構(gòu)思路,有些不合時宜。

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物女皇:PLC不再是當年那個PLC

這是我在【物女心經(jīng)】專欄寫的第236篇文章。

隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,有些變化是不可避免的,有些趨勢是不可逆轉(zhuǎn)的。市場、需求和技術(shù)的迭代,推動產(chǎn)品的演進,一切只是時間問題。

作為跨越OT與IT的橋梁,PLC的作用不容小覷。PLC連接與控制多種設(shè)備,將數(shù)據(jù)分析、處理,并傳遞到上層的信息系統(tǒng),成為工廠與車間的控制中樞。

從誕生至今,PLC出色的完成了銜接設(shè)備層與信息層的任務(wù),承擔(dān)了上傳下達的職責(zé),并收獲了易用、可靠的美名。我們將工業(yè)領(lǐng)域的架構(gòu),分為現(xiàn)場層、控制層、信息層等多個層級“金字塔”的做法,也伴隨PLC一起深入人心。

但是在最近幾年,工業(yè)領(lǐng)域發(fā)生了很大的變化,工廠需要更扁平的架構(gòu)、更簡單的流程和更智能的分析。加之PLC的功能日益完善,具備了更強大的數(shù)據(jù)處理,被賦予了跳出原有層級束縛的能力。

這時如果依然沿用過去的分層架構(gòu)思路,有些不合時宜。

偉大的冰球選手韋恩·格雷茨基,保持著40項常規(guī)賽紀錄、15項季后賽紀錄和6項全明星賽紀錄,當他被問到如何在冰上跑位時,他說:“我滑向球下一步的位置,而不是它現(xiàn)在的位置。”對于PLC,我們也應(yīng)該如此對待。

面向未來,突破“金字塔”的束縛逐漸成為一種必然,PLC的使命也有可能被重新定義。

跳出“金字塔”的架構(gòu),過去的一些基本假設(shè)需要被重置:

數(shù)據(jù)不必被分層,不同層級之間的數(shù)據(jù)可以相對自由的流動

數(shù)據(jù)的來源方和使用方,都更加豐富多樣

每個節(jié)點具備一定的智能,就近可以對數(shù)據(jù)進行初步分析和處理

5年之后,PLC會變成什么樣子?思考這個問題,更易把握工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展機遇。本文試圖呈現(xiàn)一些PLC的未來演進路徑和方向。

01

從PLC到工業(yè)智能控制器

第一種演進路徑,由OT領(lǐng)域的傳統(tǒng)巨頭主導(dǎo),他們均已推出了下一代PLC的雛形。

最早啟動變革的是施耐德電氣,不僅積極推動PLC直連到云,還大力推進開放自動化體系,采納開放環(huán)境的編程語言IEC 61499,成為傳統(tǒng)自動化巨頭中的一股清流。

知名的事件要屬在2019年漢諾威工業(yè)展上,施耐德電氣推出了面相工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的控制器M262。簡單介紹,M262是一款集邏輯控制和運動控制于一體的PLC,能夠直接連接到云平臺,不需要中間加一個網(wǎng)關(guān)進行數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)。

延續(xù)直連云端、開放易用的思路,菲尼克斯電氣推出的下一代PLC,PLCnext,也值得關(guān)注。這款PLC基于Linux的操作系統(tǒng),允許使用Node-Red等開源編程工具,它既可以用作邊緣網(wǎng)關(guān),也可以用作PLC。

PLCnext通過將操作系統(tǒng)、編程環(huán)境、通信接口和用戶界面全面開放,將傳統(tǒng)且穩(wěn)定的PLC與現(xiàn)代軟件工程的靈活性結(jié)合起來,在一個系統(tǒng)內(nèi)既有實時控制的PLC,又有非實時的可直接鏈接IT(包括云、數(shù)據(jù)中心等)的系統(tǒng),為OT與IT融合給出了一種解決方案。

西門子和羅克韋爾自動化則紛紛將人工智能引入了PLC。

西門子推出了一款S7-1500神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理模塊,使機器能夠識別復(fù)雜模式。羅克韋爾自動化推出了LogixAI分析模塊,為自動化系統(tǒng)提供了對異常情況進行預(yù)測性分析的能力。

兩家企業(yè)的做法有些相似之處,這些輕量級的智能模塊與原有PLC可以緊密集成�；�于原有的控制系統(tǒng),通過新增模塊可以實現(xiàn)基礎(chǔ)級的人工智能應(yīng)用,不要求用戶具備復(fù)雜繁瑣的IT知識,無需部署IT網(wǎng)絡(luò),也無需切換控制平臺。

從用戶的使用習(xí)慣和心智認知出發(fā),這些品牌挖掘了很深的護城河。

根據(jù)MIR睿工業(yè)的統(tǒng)計數(shù)據(jù),PLC產(chǎn)品在國內(nèi)市場的整體規(guī)模大約為130億元人民幣,其中大部分以國外品牌為主。西門子占據(jù)40%左右的市場份額,羅克韋爾自動化和施耐德電氣緊隨其后。他們對于PLC的演進路徑具有較強的話語權(quán)。

依靠前期積累的品牌壁壘,這些知名企業(yè)一般采用循序漸進的方式,將PLC中嵌入更多的智能化功能,并成為連接到云的邊緣設(shè)備。在這個過程中,可編程邏輯控制器這個名稱已經(jīng)不能涵蓋PLC的全部能力,它逐漸變成了工業(yè)智能控制器。

這種循序漸進的方式充分迎合了用戶的新使用習(xí)慣,不僅自動化系統(tǒng)可以承載更多的數(shù)據(jù)分析和處理能力,滿足運算與控制的實時性、安全性要求,還能降低IT系統(tǒng)運營和部署的成本,分擔(dān)管理系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)負荷。