關(guān)于下一代控制系統(tǒng)的幾點(diǎn)思考
一：PLC與PAC
我們知道微處理器上未問世時(shí)，最早期的自動(dòng)控制清一色都是繼電器，機(jī)電工程師以繼電器設(shè)計(jì)成控制線路圖，而其形狀像樓梯，這些梯階圖就是一大堆而且復(fù)雜邏輯 (AND/or) 運(yùn)算，去完成特定的控制 ，所以這些工程師，不需要有任何電子常識(shí)，只要具備目的物的自動(dòng)化控制專業(yè)知識(shí)就可以完成設(shè)計(jì)任務(wù)。
由于繼電器受到體積大、接點(diǎn)有限、處理時(shí)間每個(gè)繼電器最少35ms等先天限制，并且無法執(zhí)行流程控制，數(shù)值運(yùn)算處理、以及橫向的系統(tǒng)聯(lián)合控制設(shè)計(jì)不容易等等的缺點(diǎn)。TTL IC的發(fā)明，終于有了解決方案，工程師運(yùn)用Boolean數(shù)學(xué)技術(shù)將原來的梯階圖設(shè)計(jì)成TTL邏輯運(yùn)算回路，解決了體積與運(yùn)算速度的問題，但TTL IC必須制作電路板，一旦完成后，無法對(duì)產(chǎn)品功能作修改，而且TTL回路設(shè)計(jì)已經(jīng)牽涉到電子技術(shù)領(lǐng)域，絕大多數(shù)的過程控制工程師無法勝任。
微處理器問世，PLC廠商看準(zhǔn)了這個(gè)廣大市場(chǎng)，設(shè)法以微處理器軟件，先以計(jì)算機(jī)讀取工程師傳統(tǒng)的梯形圖，經(jīng)過編譯，然后交給PLC執(zhí)行編譯后的程序代碼，他提供一個(gè)不需要配線不需要制作電路板，透過PLC所提供的編程語言輕易的完成自動(dòng)化控制處理，而工程師也不需要研究PLC與計(jì)算機(jī)原理，就可以進(jìn)入為計(jì)算機(jī)化時(shí)代，因此PLC深受工程界的寵愛。
PLC于市面至少風(fēng)光了二十年，而且后來的PLC的梯形圖中可以加入數(shù)值運(yùn)算功能塊可以處理數(shù)值運(yùn)算，以及提供專用的通信接口，使機(jī)電工程師跟上自動(dòng)化控制腳步，可以完成今日的系統(tǒng)化與復(fù)雜化的自動(dòng)控制技術(shù)。
微處理器技術(shù)在近二十年得到了飛速發(fā)展，我們可以從下圖inbbb公司的處理器更新?lián)Q代示意圖上了解到這種速度。
今天機(jī)電工業(yè)界也面臨日益普遍的PC-Based與通信技術(shù)的用于機(jī)電整合之要求，如要求提供系統(tǒng)集成整合平臺(tái) (最重要的是標(biāo)準(zhǔn)通信接口)、因特網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控、PDA直接存取等等。實(shí)際上PLC業(yè)界也注意到PC-Based優(yōu)勢(shì)，目前已經(jīng)有許多PAC產(chǎn)品，以PC技術(shù)于PLC上面直接提供OPC Server與Web Server、IE標(biāo)準(zhǔn)通信接口。
也許不久的幾年后，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)還是熟悉的PLC、PAC，但是他們有統(tǒng)一的控制引擎、統(tǒng)一的開發(fā)平臺(tái)但是有不同的硬件平臺(tái)。
二：工控機(jī)
中國工控機(jī)技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了80年代的第一代STD總線工控機(jī)，90年代的第二代IPC工控機(jī)，現(xiàn)在進(jìn)入了第三代CompactPCI總線工控機(jī)時(shí)期，而每個(gè)時(shí)期大約要持續(xù)15年左右的時(shí)間。STD總線工控機(jī)解決了當(dāng)時(shí)工控機(jī)的有無問題；IPC工控機(jī)解決了低成本和PC兼容性問題；CompactPCI總線工控機(jī)解決的是可靠性和可維護(hù)性問題。作為新一代工控機(jī)技術(shù)，CompactPCI總線工控機(jī)將不可阻擋地占據(jù)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化層，IPC將逐漸由生產(chǎn)過程自動(dòng)化層向管理信息化層移動(dòng)，而STD總線工控機(jī)必將退出歷史舞臺(tái)，這是技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。同時(shí)，新一代工控機(jī)技術(shù)也是下一代網(wǎng)絡(luò)（NGN）技術(shù)設(shè)備的基礎(chǔ)。因此，覆蓋CompactPCI總線、PXI總線以及AdvancedTCA技術(shù)的新一代工控機(jī)技術(shù)具有巨大的市場(chǎng)潛力和廣闊的應(yīng)用前景。
三：系統(tǒng)
從整個(gè)系統(tǒng)看，我們將會(huì)在下圖的幾個(gè)方面感受到這種變化：
實(shí)時(shí)處理、嵌入式智能控制器、工業(yè)以太網(wǎng)、無線接入、XML/SOAP、Sever架構(gòu)、Web服務(wù)等等不同方面的新的技術(shù)和產(chǎn)品將會(huì)越來越多的應(yīng)用于實(shí)際的工控系統(tǒng)中。
我們會(huì)發(fā)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的架構(gòu)會(huì)發(fā)生很大的變化，原先提出的多層系統(tǒng)架構(gòu)的層數(shù)會(huì)明顯減少，我們會(huì)在一臺(tái)控制器上完成過去一個(gè)小系統(tǒng)完成的功能。我們可以快速完成HMI開發(fā)監(jiān)控、數(shù)據(jù)庫、FA/PA控制算法、運(yùn)動(dòng)控制、遠(yuǎn)程通訊、數(shù)據(jù)挖掘等等復(fù)雜的功能。
以上僅僅從幾個(gè)方面進(jìn)行了分析，我將繼續(xù)在其他的方面和大家探討。
歡迎大家把自己認(rèn)為的下一代控制系統(tǒng)描述出來，歡迎大家討論。
我們知道微處理器上未問世時(shí)，最早期的自動(dòng)控制清一色都是繼電器，機(jī)電工程師以繼電器設(shè)計(jì)成控制線路圖，而其形狀像樓梯，這些梯階圖就是一大堆而且復(fù)雜邏輯 (AND/or) 運(yùn)算，去完成特定的控制 ，所以這些工程師，不需要有任何電子常識(shí)，只要具備目的物的自動(dòng)化控制專業(yè)知識(shí)就可以完成設(shè)計(jì)任務(wù)。
由于繼電器受到體積大、接點(diǎn)有限、處理時(shí)間每個(gè)繼電器最少35ms等先天限制，并且無法執(zhí)行流程控制，數(shù)值運(yùn)算處理、以及橫向的系統(tǒng)聯(lián)合控制設(shè)計(jì)不容易等等的缺點(diǎn)。TTL IC的發(fā)明，終于有了解決方案，工程師運(yùn)用Boolean數(shù)學(xué)技術(shù)將原來的梯階圖設(shè)計(jì)成TTL邏輯運(yùn)算回路，解決了體積與運(yùn)算速度的問題，但TTL IC必須制作電路板，一旦完成后，無法對(duì)產(chǎn)品功能作修改，而且TTL回路設(shè)計(jì)已經(jīng)牽涉到電子技術(shù)領(lǐng)域，絕大多數(shù)的過程控制工程師無法勝任。
微處理器問世，PLC廠商看準(zhǔn)了這個(gè)廣大市場(chǎng)，設(shè)法以微處理器軟件，先以計(jì)算機(jī)讀取工程師傳統(tǒng)的梯形圖，經(jīng)過編譯，然后交給PLC執(zhí)行編譯后的程序代碼，他提供一個(gè)不需要配線不需要制作電路板，透過PLC所提供的編程語言輕易的完成自動(dòng)化控制處理，而工程師也不需要研究PLC與計(jì)算機(jī)原理，就可以進(jìn)入為計(jì)算機(jī)化時(shí)代，因此PLC深受工程界的寵愛。
PLC于市面至少風(fēng)光了二十年，而且后來的PLC的梯形圖中可以加入數(shù)值運(yùn)算功能塊可以處理數(shù)值運(yùn)算，以及提供專用的通信接口，使機(jī)電工程師跟上自動(dòng)化控制腳步，可以完成今日的系統(tǒng)化與復(fù)雜化的自動(dòng)控制技術(shù)。
微處理器技術(shù)在近二十年得到了飛速發(fā)展，我們可以從下圖inbbb公司的處理器更新?lián)Q代示意圖上了解到這種速度。
今天機(jī)電工業(yè)界也面臨日益普遍的PC-Based與通信技術(shù)的用于機(jī)電整合之要求，如要求提供系統(tǒng)集成整合平臺(tái) (最重要的是標(biāo)準(zhǔn)通信接口)、因特網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控、PDA直接存取等等。實(shí)際上PLC業(yè)界也注意到PC-Based優(yōu)勢(shì)，目前已經(jīng)有許多PAC產(chǎn)品，以PC技術(shù)于PLC上面直接提供OPC Server與Web Server、IE標(biāo)準(zhǔn)通信接口。
也許不久的幾年后，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)還是熟悉的PLC、PAC，但是他們有統(tǒng)一的控制引擎、統(tǒng)一的開發(fā)平臺(tái)但是有不同的硬件平臺(tái)。
二：工控機(jī)
中國工控機(jī)技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了80年代的第一代STD總線工控機(jī)，90年代的第二代IPC工控機(jī)，現(xiàn)在進(jìn)入了第三代CompactPCI總線工控機(jī)時(shí)期，而每個(gè)時(shí)期大約要持續(xù)15年左右的時(shí)間。STD總線工控機(jī)解決了當(dāng)時(shí)工控機(jī)的有無問題；IPC工控機(jī)解決了低成本和PC兼容性問題；CompactPCI總線工控機(jī)解決的是可靠性和可維護(hù)性問題。作為新一代工控機(jī)技術(shù)，CompactPCI總線工控機(jī)將不可阻擋地占據(jù)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化層，IPC將逐漸由生產(chǎn)過程自動(dòng)化層向管理信息化層移動(dòng)，而STD總線工控機(jī)必將退出歷史舞臺(tái)，這是技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。同時(shí)，新一代工控機(jī)技術(shù)也是下一代網(wǎng)絡(luò)（NGN）技術(shù)設(shè)備的基礎(chǔ)。因此，覆蓋CompactPCI總線、PXI總線以及AdvancedTCA技術(shù)的新一代工控機(jī)技術(shù)具有巨大的市場(chǎng)潛力和廣闊的應(yīng)用前景。
三：系統(tǒng)
從整個(gè)系統(tǒng)看，我們將會(huì)在下圖的幾個(gè)方面感受到這種變化：
實(shí)時(shí)處理、嵌入式智能控制器、工業(yè)以太網(wǎng)、無線接入、XML/SOAP、Sever架構(gòu)、Web服務(wù)等等不同方面的新的技術(shù)和產(chǎn)品將會(huì)越來越多的應(yīng)用于實(shí)際的工控系統(tǒng)中。
我們會(huì)發(fā)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的架構(gòu)會(huì)發(fā)生很大的變化，原先提出的多層系統(tǒng)架構(gòu)的層數(shù)會(huì)明顯減少，我們會(huì)在一臺(tái)控制器上完成過去一個(gè)小系統(tǒng)完成的功能。我們可以快速完成HMI開發(fā)監(jiān)控、數(shù)據(jù)庫、FA/PA控制算法、運(yùn)動(dòng)控制、遠(yuǎn)程通訊、數(shù)據(jù)挖掘等等復(fù)雜的功能。
以上僅僅從幾個(gè)方面進(jìn)行了分析，我將繼續(xù)在其他的方面和大家探討。
歡迎大家把自己認(rèn)為的下一代控制系統(tǒng)描述出來，歡迎大家討論。
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