作者:彭昭(物聯(lián)網(wǎng)智庫(kù)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(dá)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(chǎng)層、控制層、信息層等多個(gè)層級(jí)“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(jiǎn)單的流程和更智能的分析。這時(shí)如果依然沿用過(guò)去的分層架構(gòu)思路,有些不合時(shí)宜。

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物女皇:PLC不再是當(dāng)年那個(gè)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(shì)是不可逆轉(zhuǎn)的。市場(chǎng)、需求和技術(shù)的迭代,推動(dòng)產(chǎn)品的演進(jìn),一切只是時(shí)間問(wèn)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(dá)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(chǎng)層、控制層、信息層等多個(gè)層級(jí)“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(jiǎn)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(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理,被賦予了跳出原有層級(jí)束縛的能力。

這時(shí)如果依然沿用過(guò)去的分層架構(gòu)思路,有些不合時(shí)宜。

偉大的冰球選手韋恩·格雷茨基,保持著40項(xiàng)常規(guī)賽紀(jì)錄、15項(xiàng)季后賽紀(jì)錄和6項(xiàng)全明星賽紀(jì)錄,當(dāng)他被問(wèn)到如何在冰上跑位時(shí),他說(shuō):“我滑向球下一步的位置,而不是它現(xiàn)在的位置�！睂�(duì)于PLC,我們也應(yīng)該如此對(duì)待。

面向未來(lái),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(guò)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(jí)之間的數(shù)據(jù)可以相對(duì)自由的流動(dòng)

數(shù)據(jù)的來(lái)源方和使用方,都更加豐富多樣

每個(gè)節(jié)點(diǎn)具備一定的智能,就近可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步分析和處理

5年之后,PLC會(huì)變成什么樣子?思考這個(gè)問(wèn)題,更易把握工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展機(jī)遇。本文試圖呈現(xiàn)一些PLC的未來(lái)演進(jìn)路徑和方向。

01

從PLC到工業(yè)智能控制器

第一種演進(jìn)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(dòng)變革的是施耐德電氣,不僅積極推動(dòng)PLC直連到云,還大力推進(jìn)開(kāi)放自動(dòng)化體系,采納開(kāi)放環(huán)境的編程語(yǔ)言IEC 61499,成為傳統(tǒng)自動(dòng)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(jiǎn)單介紹,M262是一款集邏輯控制和運(yùn)動(dòng)控制于一體的PLC,能夠直接連接到云平臺(tái),不需要中間加一個(gè)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)。

延續(xù)直連云端、開(kāi)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(kāi)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(guò)將操作系統(tǒng)、編程環(huán)境、通信接口和用戶界面全面開(kāi)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(lái),在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)既有實(shí)時(shí)控制的PLC,又有非實(shí)時(shí)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(dòng)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(jī)器能夠識(shí)別復(fù)雜模式。羅克韋爾自動(dòng)化推出了LogixAI分析模塊,為自動(dòng)化系統(tǒng)提供了對(duì)異常情況進(jìn)行預(yù)測(cè)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(jí)的智能模塊與原有PLC可以緊密集成。基于原有的控制系統(tǒng),通過(guò)新增模塊可以實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)級(jí)的人工智能應(yīng)用,不要求用戶具備復(fù)雜繁瑣的IT知識(shí),無(wú)需部署IT網(wǎng)絡(luò),也無(wú)需切換控制平臺(tái)。

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

根據(jù)MIR睿工業(yè)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),PLC產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的整體規(guī)模大約為130億元人民幣,其中大部分以國(guó)外品牌為主。西門子占據(jù)40%左右的市場(chǎng)份額,羅克韋爾自動(dòng)化和施耐德電氣緊隨其后。他們對(duì)于PLC的演進(jìn)路徑具有較強(qiáng)的話語(yǔ)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(jìn)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(gè)過(guò)程中,可編程邏輯控制器這個(gè)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(jìn)的方式充分迎合了用戶的新使用習(xí)慣,不僅自動(dòng)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(yùn)算與控制的實(shí)時(shí)性、安全性要求,還能降低IT系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)和部署的成本,分擔(dān)管理系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷。