PLC，迎接智能制造新挑戰(zhàn)

文/宋慧欣

PLC，迎接智能制造新挑戰(zhàn)

文/宋慧欣

從以水和蒸汽為代表的第一次工業(yè)革命，到以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命，世界制造業(yè)正經(jīng)歷著新一輪的產(chǎn)業(yè)整合與升級換代。而隨著近期《中國制造2025》的正式印發(fā)，中國制造走向智能時代的號角已然吹響。作為我國實施制造強國戰(zhàn)略的第一個十年行動綱領(lǐng)，這一長期戰(zhàn)略性規(guī)劃著眼于整個國際國內(nèi)的經(jīng)濟社會發(fā)展、產(chǎn)業(yè)變革大趨勢所制定，被譽為中國版的“工業(yè)4.0”規(guī)劃。而在《中國制造2025》所描繪的中國制造業(yè)發(fā)展藍(lán)圖中，智能制造成為主攻方向。

作為智能制造技術(shù)的主要特征，信息化、自動化和智能化成為關(guān)鍵所在。而作為工廠自動化技術(shù)的核心，歷經(jīng)近半個世界發(fā)展的PLC產(chǎn)品和技術(shù)在這場智能革命中無疑將面臨著新的挑戰(zhàn)。如何把握新的時代機遇，以產(chǎn)品、技術(shù)、服務(wù)的創(chuàng)新迎接未來挑戰(zhàn)，占領(lǐng)市場制高點正是每一個PLC供應(yīng)商正在探尋的問題。借此專題之機，本刊記者特別采訪了具有代表性的PLC企業(yè)，傾聽他們的分析和見解。

解讀PLC技術(shù)之未來

自1968年在美國誕生以來，伴隨著用戶需求的變化，PLC技術(shù)一直在不斷演進(jìn)中。經(jīng)歷了40多年的持續(xù)發(fā)展之后，PLC的內(nèi)涵已經(jīng)發(fā)生了天翻地覆的變化。在PLC誕生的初期，它主要是用于替代傳統(tǒng)的繼電器硬接線邏輯電路，而隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，PLC在性能、功能、易用性和產(chǎn)品形態(tài)等方面歷經(jīng)幾代變革，已經(jīng)發(fā)展成為具有運動控制功能、過程控制功能的通用控制器。技術(shù)演進(jìn)的背后是需求的驅(qū)動，作為目前信息采集和控制的主要技術(shù)手段，PLC勢必將在智能制造的發(fā)展中起到關(guān)鍵作用，而即將到來的智能時代又將對PLC技術(shù)的發(fā)展帶來怎樣的影響？

北京和利時機器控制技術(shù)有限公司產(chǎn)品渠道部經(jīng)理吳云峰認(rèn)為PLC作為一類面向未來的通用工業(yè)控制器技術(shù)平臺，在未來智能制造領(lǐng)域?qū)⒊蔀椴豢苫蛉钡暮诵模骸爱?dāng)今，PLC實際上已經(jīng)發(fā)展成一類通用工業(yè)控制器，除了當(dāng)初的邏輯控制功能，還具備了運動控制、調(diào)節(jié)控制功能，并支持開放的各類通訊協(xié)議和工業(yè)網(wǎng)絡(luò)、支持互聯(lián)網(wǎng)接入、支持與云端服務(wù)平臺的連接?？梢哉f，PLC這個傳統(tǒng)的老名稱下，其實代表了一類面向未來的通用工業(yè)控制器技術(shù)平臺，它在智能化、網(wǎng)絡(luò)化、開放化、大容量、高性能、小體積、低功耗、高可靠、高安全（含功能安全和信息安全）等方向大踏步前進(jìn)，可以預(yù)見的未來，現(xiàn)在還叫PLC的這個工業(yè)控制器或子系統(tǒng)，將以技術(shù)平臺的形式，成為未來智能工廠、智能裝備和大型公用工程監(jiān)控不可或缺的核心中樞子系統(tǒng)。”

施耐德電氣工業(yè)事業(yè)部機器解決方案M171亞太區(qū)產(chǎn)品經(jīng)理葉偉達(dá)表示高性能和專用化將成為未來PLC技術(shù)發(fā)展的大勢所趨：“未來的PLC，一方面將在控制功能上有著階躍式的提升，這意味著更快速、更集成、更高效，充分提升CPU的通訊能力，運動控制的能力及擴展性；另一方面將在有著獨特控制特點的行業(yè)上發(fā)展專用控制器，體現(xiàn)出定制化與專屬化的特點與控制優(yōu)勢?！?/p>

對于PLC的未來發(fā)展，臺達(dá)PLC產(chǎn)品事業(yè)部總經(jīng)理翟立文認(rèn)為通過提升整合性能力和易用性幫助用戶提升效率、降低成本是關(guān)鍵：“隨著全球化競爭加劇以及中國人力成本、原材料成本的上漲，客戶對提升產(chǎn)品效率提出更高要求，自動化與信息化結(jié)合是PLC技術(shù)發(fā)展的趨勢，遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程診斷和專家系統(tǒng)的應(yīng)用將越來越普遍。這就要求我們新一代的PLC速度更快，控制功能更加完善。除了要整合motion功能，還要有能力整合各種工業(yè)總線，滿足客戶二次開發(fā)界面更加友好的需求?！?/p>

而ABB PLC亞太區(qū)技術(shù)支持經(jīng)理黃曉明則認(rèn)為PLC技術(shù)發(fā)展的趨勢和整體PLC發(fā)展相符，有三個關(guān)鍵點：一體化，更安全，更綠色：“在一體化解決方案的影響下，如何便捷高效地為客戶提供解決整體化方案，同時又兼具成本控制是關(guān)鍵。”

德國惠朋（VIPA GmbH）有限公司中國區(qū)銷售總監(jiān)鄭京生則表示未來PLC技術(shù)的發(fā)展是為了滿足未來工業(yè)制造業(yè)發(fā)展的需求，不管是“工業(yè)4.0”還是“中國制造2025”，都需要未來的PLC系統(tǒng)對內(nèi)進(jìn)一步提升性能，對外實現(xiàn)更廣泛的智能互聯(lián)：“我們可以先設(shè)想一下，用戶希望未來使用的PLC具備哪些功能呢？通過無線連接輕松實現(xiàn)CPU的重啟？借助以太網(wǎng)監(jiān)控世界上任何一個CPU的運行？CPU集成有遠(yuǎn)程維護(hù)的解決方案？CPU出現(xiàn)故障時自動記錄并通知相關(guān)的維護(hù)人員？節(jié)能的CPU在系統(tǒng)暫時不工作時自動進(jìn)入空閑模式以降低能耗？……顯然，具有更高運算性能、更多通訊選擇、更加靈活和智能的控制系統(tǒng)將是大勢所趨?！?/p>

應(yīng)對信息安全之策

智能工廠的核心即“工業(yè)互聯(lián)”。雖然每個人都有不同的表述，但顯然通過網(wǎng)絡(luò)化、開放化不斷提升網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)能力成為智能制造對于PLC產(chǎn)品提出的必然需求，而這顯然將使PLC企業(yè)面臨另一大挑戰(zhàn)。當(dāng)前，隨著信息化與工業(yè)化的深度融合以及物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，工業(yè)控制系統(tǒng)產(chǎn)品越來越多地采用通用協(xié)議、通用硬件和通用軟件，以各種方式與互聯(lián)網(wǎng)等公共網(wǎng)絡(luò)連接，然而工業(yè)自動化領(lǐng)域在享受開放、互聯(lián)技術(shù)帶來的技術(shù)進(jìn)步、生產(chǎn)率提高與競爭實力大大增強的利益的同時，也面臨著越來越嚴(yán)峻的信息安全挑戰(zhàn)，病毒、木馬等威脅正在向工業(yè)控制系統(tǒng)擴散，工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全問題日益突出。面對這樣的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，各大PLC產(chǎn)品供應(yīng)商采取了哪些應(yīng)對之策？

葉偉達(dá)表示：“在這個命題上，施耐德電氣是走在市場最前端的品牌。我們在國際范圍間有著豐富的相關(guān)經(jīng)驗，并在國內(nèi)率先推廣信息安全的理念。對于PLC的網(wǎng)絡(luò)化管理、信息安全傳輸?shù)确矫?，我們在軟件、硬件上的研發(fā)之初已將理念輸入，并伴隨穩(wěn)定可靠的后續(xù)保障。隨著這一趨勢需求的提升，我們會一如既往地支持、推進(jìn)并身先一步?！?/p>

針對信息安全問題，翟立文表示臺達(dá)PLC本身就提供多種密碼保護(hù)與防護(hù)機制，以保護(hù)程序本身的安全性及聯(lián)機的過濾功能：“在未來隨著需求的不斷變化臺達(dá)會更強化這方面的設(shè)計功能，期望能在不影響便利性的前提下提供更安全的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境?！?/p>

黃曉明表示ABB針對此信息安全問題給出了三大策略，確保給用戶提供高性能且安全可靠的產(chǎn)品：“第一，工程代碼一經(jīng)下載到處理器中后將無法上載，確保未授權(quán)用戶試圖解密代碼，保護(hù)用戶知識產(chǎn)權(quán)；第二，訪問保護(hù)功能防止對應(yīng)用進(jìn)行未經(jīng)授權(quán)的配置修改，可以通過給不同的用戶組不同的授權(quán)級別實現(xiàn)這一功能；第三，工程組態(tài)軟件從今年開始將需要相應(yīng)的獨立授權(quán)，未經(jīng)授權(quán)的工程組態(tài)軟件只能使用其最基礎(chǔ)的簡單應(yīng)用?！?/p>

而和利時也針對工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全問題做了周密部署，吳云峰詳細(xì)介紹道：“（1）工業(yè)控制系統(tǒng)部署網(wǎng)絡(luò)時，隔離工業(yè)控制系統(tǒng)與其他企業(yè)網(wǎng)絡(luò)。通常這兩類網(wǎng)絡(luò)的流量不同，且企業(yè)網(wǎng)對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備變更沒有指定嚴(yán)格的控制規(guī)程；如果工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)流量存在于企業(yè)網(wǎng)上，可能會遭受拒絕服務(wù)式攻擊。網(wǎng)絡(luò)隔離可以通過采用防火墻等技術(shù)實現(xiàn)。（2）工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)與企業(yè)網(wǎng)之間盡可能地只允許建立一個連接，且連接通過防火墻實現(xiàn)。企業(yè)網(wǎng)絡(luò)與PLC之間通訊可以通過身份認(rèn)證、訪問控制、審計與核查等保護(hù)措施。（3）增強協(xié)議的安全性，工業(yè)通訊協(xié)議，如MODBUS協(xié)議等，協(xié)議設(shè)計時未采取安全措施。隨著控制系統(tǒng)與外部網(wǎng)絡(luò)的連接增多，需要增加通信雙方的認(rèn)證過程。協(xié)議的安全性可以通過兩種方式提高，一是直接修改協(xié)議，增加認(rèn)證功能；二是在不修改現(xiàn)有協(xié)議的基礎(chǔ)上，增加信息安全層。”

直面市場競爭之略

經(jīng)過近30年的發(fā)展，在中國市場PLC產(chǎn)品已經(jīng)覆蓋到主要工業(yè)領(lǐng)域的自動控制應(yīng)用。中國PLC市場格局日趨成熟，同時市場競爭日趨白熾化，整體價格呈逐年下降趨勢，利潤空間不斷縮小。在這樣的市場環(huán)境中，各大PLC供應(yīng)商如何應(yīng)對日益激烈的市場競爭？

鄭京生認(rèn)為以用戶需求為導(dǎo)向?qū)⑹沟肰IPA贏得更多市場機會：“隨著PLC技術(shù)的發(fā)展，自動化廠商也在不斷升級著自己的產(chǎn)品，在此過程中如何處理好新產(chǎn)品和老產(chǎn)品的兼容性、新增市場推廣與存量市場維護(hù)的平衡關(guān)系，是每個廠商必須面對的難題。如果跨越性地更新產(chǎn)品系列和編程平臺，用戶難以在短時間內(nèi)熟悉并接受，特別是最終用戶，將直接面臨維護(hù)和改造成本的大幅提升，VIPA本著以用戶需求為導(dǎo)向的服務(wù)理念，結(jié)合自身產(chǎn)品融合與開放的技術(shù)特點，為廣大存量市場用戶提供了低投入可持續(xù)的PLC升級方案，相信隨著越來越多的用戶了解到VIPA產(chǎn)品，我們會得到越來越多的市場機會。”

黃曉明表示：“無論是項目型市場還是OEM市場，國內(nèi)客戶對PLC的需求不再局限于單一的產(chǎn)品貿(mào)易，更多的是基于實際需求的有競爭力的系統(tǒng)解決方案和行業(yè)增值服務(wù)。PLC廠商提供的解決方案的深度，以及基于產(chǎn)品提供整體解決方案的能力決定了市場格局的不同。”

吳云峰則認(rèn)為面對新的機遇PLC廠商更要不斷尋找新的市場空間：“中國正處于經(jīng)濟轉(zhuǎn)型期，人工成本優(yōu)勢越來越不明顯，制造業(yè)面臨用工荒難題，制造業(yè)急需提升自動化程度減少人工來解決這一問題，因此，從這方面來講，市場潛力巨大。另外，PLC除了用于工業(yè)自動化外，與生活相關(guān)的自動化市場也值得關(guān)注，如智能清掃、智能空調(diào)、家居安全等?！?/p>

翟立文顯然對此也深感認(rèn)同：“工業(yè)4.0將帶動智能工廠的普及，今天我們的機會和挑戰(zhàn)應(yīng)該是如何在過去三十年的基礎(chǔ)上發(fā)展和提升自動化技術(shù)和應(yīng)用水平。如一座工廠已經(jīng)采用先進(jìn)自動化設(shè)備，如何將這些設(shè)備串起來，完成先進(jìn)管理，做到無人值守，促進(jìn)節(jié)能減排，優(yōu)化能源管理，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控排放指標(biāo)？諸如此類，我們將迎來巨大的市場機會?！?/p>