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随着工业互联网应用场景的不断落地,以传统PLC/DCS为代表的第三代控制系统已经不能满足工业智能化的需求。一方面,现在的控制系统不仅要处理传统的温度、压力、流量和液位等四大传感信号,而且还要能够处理视觉、语音等以前没有的信号,要支持5G等无线通信,这些对于传统的PLC是无法做到的。另一方面,传统的PLC厂家都有各自的通信协议,不开放、不可扩展、不可兼容,这对于未来按需生产的智能制造是不相适应的。
软件定义其实并不是一个新词,从早先的“软件定义网络”,到后来的“软件定义一切”,其实软件定义已经走过了概念论证阶段,在IT领域已经一个成熟的技术。一种基于软件定义的PLC控制系统开始受到业界的关注和重视,甚至被誉为“工业互联网时代的新一代控制系统”。那么,软PLC是一种什么样的控制系统呢?为何更加适合工业互联网的要求呢?
软PLC(SoftPLC,也称软逻辑SoftLogic)是一种基于PC机开发结构的控制系统,它具有硬PLC在功能、可靠性、速度、故障查找等方面的特点,利用软件技术可以将标准的工业PC转换成全功能的PLC过程控制器。现有的工业互联网平台还无法做到直达PLC的互操作,因此只有采用软件定义的PLC才能够与工业互联网平台直接相通,比如实现PLC与互联网的连接,将APP和分析结果嵌入机器和云端,实现智能化和自我感知,无需更换PLC硬件即可改变和升级PLC,通过API和生态系统扩大工业互联网平台应用。
基于软件定义的PLC具有与生俱来的灵活性,能够利用虚拟化技术通过软件设置即可实现控制能力的扩展,这正是未来制造最需要的控制系统。由于软件定义PLC实现了硬件和软件的分离,可以通过软件来配置硬件资源,所以有着传统PLC所不具备的优势。
首先,软件定义PLC通常没有硬件依赖性,很容易迁移和重用软件,用户可以灵活地选择不同的供应商,也允许用户更换或添加组件而不影响系统的其他部分,轻松实现可扩展性和系统模块化。软件定义PLC可以用高级语言编程,而传统PLC通常用梯形图、结构化文本等编程,需要专业的自动化工程师进行编程,十分费劲,而用C或者C++这些高级语言就能十分容易。这在传统PLC控制中并不那么容易,或者根本不可能实现。
其次,软件定义PLC由于采用最新的处理器,CPU的性能要比PLC要强很多,同时一个CPU可以虚拟出多个PLC,同时控制更多的设备。而且软件定义PLC可以处理语音、视觉及未来5G等新的数据,甚至在PLC上直接运行各类行业算法、工业APP,这样在很多场合可省去工控机、服务器,这些在传统PLC上是很难实现的。
近年来,国外许多工业控制系统开发商都在发展基于PC的控制系统,推出了符合IEC 61131-3标准的产品。在国内市场上常见的控制产品有:法国CJ In—ternational公司的ISaGRAF,德国KW公司的MULTIPROG BECK—HOFF公司的TWinCAT以及SOFTPLC公司的SoftPLC等作为典型的基于PC的控制系统,西门子公司的WinAC在国内得到了广泛的应用。
国内已有不少软PLC厂家和产品,例如东土科技的软件定义控制的MaVIEW工业控制编程平台、北京亚控自主版权的中文软PLC产品等,另外,还有一些自动化工程公司开始代理销售和推广这些商用化的软PLC产品。
软PLC技术虽然有很多优势,但是也存在一些问题,主要有工作环境、可靠性、以PC机为基础的控制引擎问题等。在未来几年,软PLC技术将得到进一步的完善和提高。但就目前来看,软PLC取代传统PLC尚待时日。
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随着工业互联网应用场景的不断落地,以传统PLC DCS为代表的第三代控制
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