PLC，迎接智能制造新挑战

文/宋慧欣

PLC，迎接智能制造新挑战

文/宋慧欣

从以水和蒸汽为代表的第一次工业革命，到以智能制造为主导的第四次工业革命，世界制造业正经历着新一轮的产业整合与升级换代。而随着近期《中国制造2025》的正式印发，中国制造走向智能时代的号角已然吹响。作为我国实施制造强国战略的第一个十年行动纲领，这一长期战略性规划着眼于整个国际国内的经济社会发展、产业变革大趋势所制定，被誉为中国版的“工业4.0”规划。而在《中国制造2025》所描绘的中国制造业发展蓝图中，智能制造成为主攻方向。

作为智能制造技术的主要特征，信息化、自动化和智能化成为关键所在。而作为工厂自动化技术的核心，历经近半个世界发展的PLC产品和技术在这场智能革命中无疑将面临着新的挑战。如何把握新的时代机遇，以产品、技术、服务的创新迎接未来挑战，占领市场制高点正是每一个PLC供应商正在探寻的问题。借此专题之机，本刊记者特别采访了具有代表性的PLC企业，倾听他们的分析和见解。

解读PLC技术之未来

自1968年在美国诞生以来，伴随着用户需求的变化，PLC技术一直在不断演进中。经历了40多年的持续发展之后，PLC的内涵已经发生了天翻地覆的变化。在PLC诞生的初期，它主要是用于替代传统的继电器硬接线逻辑电路，而随着相关技术的发展，PLC在性能、功能、易用性和产品形态等方面历经几代变革，已经发展成为具有运动控制功能、过程控制功能的通用控制器。技术演进的背后是需求的驱动，作为目前信息采集和控制的主要技术手段，PLC势必将在智能制造的发展中起到关键作用，而即将到来的智能时代又将对PLC技术的发展带来怎样的影响？

北京和利时机器控制技术有限公司产品渠道部经理吴云峰认为PLC作为一类面向未来的通用工业控制器技术平台，在未来智能制造领域将成为不可或缺的核心：“当今，PLC实际上已经发展成一类通用工业控制器，除了当初的逻辑控制功能，还具备了运动控制、调节控制功能，并支持开放的各类通讯协议和工业网络、支持互联网接入、支持与云端服务平台的连接。可以说，PLC这个传统的老名称下，其实代表了一类面向未来的通用工业控制器技术平台，它在智能化、网络化、开放化、大容量、高性能、小体积、低功耗、高可靠、高安全（含功能安全和信息安全）等方向大踏步前进，可以预见的未来，现在还叫PLC的这个工业控制器或子系统，将以技术平台的形式，成为未来智能工厂、智能装备和大型公用工程监控不可或缺的核心中枢子系统。”

施耐德电气工业事业部机器解决方案M171亚太区产品经理叶伟达表示高性能和专用化将成为未来PLC技术发展的大势所趋：“未来的PLC，一方面将在控制功能上有着阶跃式的提升，这意味着更快速、更集成、更高效，充分提升CPU的通讯能力，运动控制的能力及扩展性；另一方面将在有着独特控制特点的行业上发展专用控制器，体现出定制化与专属化的特点与控制优势。”

对于PLC的未来发展，台达PLC产品事业部总经理翟立文认为通过提升整合性能力和易用性帮助用户提升效率、降低成本是关键：“随着全球化竞争加剧以及中国人力成本、原材料成本的上涨，客户对提升产品效率提出更高要求，自动化与信息化结合是PLC技术发展的趋势，远程监控、远程诊断和专家系统的应用将越来越普遍。这就要求我们新一代的PLC速度更快，控制功能更加完善。除了要整合motion功能，还要有能力整合各种工业总线，满足客户二次开发界面更加友好的需求。”

而ABB PLC亚太区技术支持经理黄晓明则认为PLC技术发展的趋势和整体PLC发展相符，有三个关键点：一体化，更安全，更绿色：“在一体化解决方案的影响下，如何便捷高效地为客户提供解决整体化方案，同时又兼具成本控制是关键。”

德国惠朋（VIPA GmbH）有限公司中国区销售总监郑京生则表示未来PLC技术的发展是为了满足未来工业制造业发展的需求，不管是“工业4.0”还是“中国制造2025”，都需要未来的PLC系统对内进一步提升性能，对外实现更广泛的智能互联：“我们可以先设想一下，用户希望未来使用的PLC具备哪些功能呢？通过无线连接轻松实现CPU的重启？借助以太网监控世界上任何一个CPU的运行？CPU集成有远程维护的解决方案？CPU出现故障时自动记录并通知相关的维护人员？节能的CPU在系统暂时不工作时自动进入空闲模式以降低能耗？……显然，具有更高运算性能、更多通讯选择、更加灵活和智能的控制系统将是大势所趋。”

应对信息安全之策

智能工厂的核心即“工业互联”。虽然每个人都有不同的表述，但显然通过网络化、开放化不断提升网络互联能力成为智能制造对于PLC产品提出的必然需求，而这显然将使PLC企业面临另一大挑战。当前，随着信息化与工业化的深度融合以及物联网的快速发展，工业控制系统产品越来越多地采用通用协议、通用硬件和通用软件，以各种方式与互联网等公共网络连接，然而工业自动化领域在享受开放、互联技术带来的技术进步、生产率提高与竞争实力大大增强的利益的同时，也面临着越来越严峻的信息安全挑战，病毒、木马等威胁正在向工业控制系统扩散，工业控制系统信息安全问题日益突出。面对这样的严峻挑战，各大PLC产品供应商采取了哪些应对之策？

叶伟达表示：“在这个命题上，施耐德电气是走在市场最前端的品牌。我们在国际范围间有着丰富的相关经验，并在国内率先推广信息安全的理念。对于PLC的网络化管理、信息安全传输等方面，我们在软件、硬件上的研发之初已将理念输入，并伴随稳定可靠的后续保障。随着这一趋势需求的提升，我们会一如既往地支持、推进并身先一步。”

针对信息安全问题，翟立文表示台达PLC本身就提供多种密码保护与防护机制，以保护程序本身的安全性及联机的过滤功能：“在未来随着需求的不断变化台达会更强化这方面的设计功能，期望能在不影响便利性的前提下提供更安全的网络环境。”

黄晓明表示ABB针对此信息安全问题给出了三大策略，确保给用户提供高性能且安全可靠的产品：“第一，工程代码一经下载到处理器中后将无法上载，确保未授权用户试图解密代码，保护用户知识产权；第二，访问保护功能防止对应用进行未经授权的配置修改，可以通过给不同的用户组不同的授权级别实现这一功能；第三，工程组态软件从今年开始将需要相应的独立授权，未经授权的工程组态软件只能使用其最基础的简单应用。”

而和利时也针对工业控制系统信息安全问题做了周密部署，吴云峰详细介绍道：“（1）工业控制系统部署网络时，隔离工业控制系统与其他企业网络。通常这两类网络的流量不同，且企业网对网络设备变更没有指定严格的控制规程；如果工业控制系统网络流量存在于企业网上，可能会遭受拒绝服务式攻击。网络隔离可以通过采用防火墙等技术实现。（2）工业控制系统网络与企业网之间尽可能地只允许建立一个连接，且连接通过防火墙实现。企业网络与PLC之间通讯可以通过身份认证、访问控制、审计与核查等保护措施。（3）增强协议的安全性，工业通讯协议，如MODBUS协议等，协议设计时未采取安全措施。随着控制系统与外部网络的连接增多，需要增加通信双方的认证过程。协议的安全性可以通过两种方式提高，一是直接修改协议，增加认证功能；二是在不修改现有协议的基础上，增加信息安全层。”

直面市场竞争之略

经过近30年的发展，在中国市场PLC产品已经覆盖到主要工业领域的自动控制应用。中国PLC市场格局日趋成熟，同时市场竞争日趋白炽化，整体价格呈逐年下降趋势，利润空间不断缩小。在这样的市场环境中，各大PLC供应商如何应对日益激烈的市场竞争？

郑京生认为以用户需求为导向将使得VIPA赢得更多市场机会：“随着PLC技术的发展，自动化厂商也在不断升级着自己的产品，在此过程中如何处理好新产品和老产品的兼容性、新增市场推广与存量市场维护的平衡关系，是每个厂商必须面对的难题。如果跨越性地更新产品系列和编程平台，用户难以在短时间内熟悉并接受，特别是最终用户，将直接面临维护和改造成本的大幅提升，VIPA本着以用户需求为导向的服务理念，结合自身产品融合与开放的技术特点，为广大存量市场用户提供了低投入可持续的PLC升级方案，相信随着越来越多的用户了解到VIPA产品，我们会得到越来越多的市场机会。”

黄晓明表示：“无论是项目型市场还是OEM市场，国内客户对PLC的需求不再局限于单一的产品贸易，更多的是基于实际需求的有竞争力的系统解决方案和行业增值服务。PLC厂商提供的解决方案的深度，以及基于产品提供整体解决方案的能力决定了市场格局的不同。”

吴云峰则认为面对新的机遇PLC厂商更要不断寻找新的市场空间：“中国正处于经济转型期，人工成本优势越来越不明显，制造业面临用工荒难题，制造业急需提升自动化程度减少人工来解决这一问题，因此，从这方面来讲，市场潜力巨大。另外，PLC除了用于工业自动化外，与生活相关的自动化市场也值得关注，如智能清扫、智能空调、家居安全等。”

翟立文显然对此也深感认同：“工业4.0将带动智能工厂的普及，今天我们的机会和挑战应该是如何在过去三十年的基础上发展和提升自动化技术和应用水平。如一座工厂已经采用先进自动化设备，如何将这些设备串起来，完成先进管理，做到无人值守，促进节能减排，优化能源管理，实现远程监控排放指标？诸如此类，我们将迎来巨大的市场机会。”