尽管基于标准的技术是互联工厂的支柱,但许多传统或“主力”可编程逻辑控制器(PLC)的软硬件能力却存在局限,阻碍了工程师快速实施全厂更新以充分利用工业物联网(IIoT)。更复杂的是,工程师面临风险:昂贵的工厂升级可能基于即将过时或缺乏支持的技术。从智能家居等其他物联网领域汲取的教训表明,开放系统、协作平台和易用的软件能更好地推动面向未来的智能解决方案落地,工业自动化厂商正积极借鉴这些经验。
作为工厂的基石,PLC自20世纪60年代末发明以来,旨在替代继电器逻辑系统。其核心优势在于能在恶劣环境中长期稳定运行,且故障时能快速恢复生产。传统PLC由输入模块、电源、可编程CPU及输出模块组成,通常采用IEC 61131-3标准定义的五种编程语言,其中梯形图(LD)最为普及。随着工业以太网(Industrial Ethernet)的普及,现代PLC已普遍集成以太网接口,通过PROFINET、Modbus TCP等协议确保高确定性,而老旧设备则需通过网关桥接。
面对混合新旧系统的挑战,新一代PLC应运而生。以菲尼克斯电气(Phoenix Contact)的PLCnext Control为例,它基于Linux操作系统,既兼容传统的IEC 61131-3语言,又支持C++、C#、Java、Python等高级语言,大幅降低了开发门槛。其硬件搭载Intel Atom处理器,配备1GB闪存和2GB内存,支持PROFINET及HTTP、HTTPS、SQL等开放协议,并可通过PROFICLOUD平台轻松连接云端。这种架构使得工程师能像开发智能手机应用一样,从互联网下载并安装自动化应用,同时利用任务管理功能将高级代码自动转化为确定性执行逻辑。
在提升工厂决策能力方面,新一代PLC展现出独特优势。传统PLC难以直接获取传感器和IIoT摄像头的海量数据,而PLCnext只需连接系统中3%至5%的模拟或数字输入输出点,即可全面映射制造流程。通过连接AWS、Azure或菲尼克斯自家的Proficloud.io等云服务,工厂能获得强大的算力支持,优化运营与维护流程,从而显著提升生产力、产品质量并降低成本。此外,菲尼克斯还推出了PLCnext启动套件,配合PLCnext Engineer软件及Eclipse、Visual Studio等集成开发环境,支持多开发者并行工作,加速复杂应用的开发。
对于中国制造业从业者而言,菲尼克斯PLCnext的案例表明,打破封闭系统、拥抱开源生态与高级编程语言,是解决工业设备“数据孤岛”、加速数字化转型的关键。随着中国“智能制造2025”战略的深入,借鉴此类开放架构经验,将有助于本土企业构建更具灵活性和扩展性的工业物联网平台。
