智能制造大環(huán)境下PLC的發(fā)展趨勢(shì)和路徑
在智能制造系統(tǒng)中，PLC不僅僅是機(jī)械裝備和生產(chǎn)線的控制器，而且還是制造信息的采集器和轉(zhuǎn)發(fā)器。從這個(gè)意義上講，只有PLC具有面向服務(wù)架構(gòu)（SOA）的功能，才有可能完成這些重要任務(wù)。譬如PLC調(diào)用視覺系統(tǒng)的攝像頭所攝制的圖像服務(wù)，或者PLC調(diào)用某個(gè)RFID讀取器的服務(wù)，都需要視覺系統(tǒng)或RFID讀取器直接與PLC通信，或者當(dāng)PLC要傳送大數(shù)據(jù)應(yīng)用的數(shù)據(jù)給云端。圖4所描述的是今年德國(guó)漢諾威博覽會(huì)上SAP公司展示的系統(tǒng)：3D打印系統(tǒng)所制造的零件信息由視頻系統(tǒng)的圖像采集，通過OPC UA送到機(jī)器人控制器，再由機(jī)器人將零件抓取后放置在傳送帶上。還可以把有關(guān)信息送至SAP云中。
目前，在MES級(jí)與PLC的數(shù)據(jù)交換通常是通過一個(gè)耗時(shí)的握手過程。例如MES系統(tǒng)發(fā)出一個(gè)信號(hào)要向PLC傳送一個(gè)配方數(shù)據(jù)，等待PLC確認(rèn)信號(hào)返回；接著MES系統(tǒng)向PLC傳送該配方數(shù)據(jù)，當(dāng)PLC接收到這一組數(shù)據(jù)后向MES發(fā)出接收確認(rèn)信號(hào)。如果PLC同時(shí)具有OPC UA的服務(wù)端功能和客戶端的功能，這種PLC就是一種面向服務(wù)架構(gòu)的PLC（也可簡(jiǎn)稱為SOA-PLC）。這時(shí)MES系統(tǒng)向PLC傳送一個(gè)配方數(shù)據(jù)就是執(zhí)行一次通信服務(wù)，這次服務(wù)的輸入?yún)?shù)是配方，輸出數(shù)據(jù)是PLC的確認(rèn)信號(hào)，再也不需要MES系統(tǒng)和PLC之間的多次握手過程。實(shí)際上就是OPC UA遠(yuǎn)程調(diào)用了PLC的功能塊，大大縮短了MES與PLC之間通信來往過程，提高了生產(chǎn)調(diào)度安排的效率。同時(shí)顯著減少了工程成本，極大地加強(qiáng)了工廠層與上位執(zhí)行調(diào)度和管理層的數(shù)據(jù)通信能力。
一臺(tái)SOA-PLC實(shí)際上是把支持確保信息安全的虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（VPN）的Web服務(wù)權(quán)植入PLC。這種服務(wù)權(quán)執(zhí)行面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)通信，包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)、報(bào)警數(shù)據(jù)和其它服務(wù)。PLC通過這類服務(wù)把對(duì)應(yīng)的大量數(shù)據(jù)連接至上級(jí)的服務(wù)和數(shù)據(jù)層，供信息模型的建模能力使用和處理。
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