互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)頗具顛覆性和侵略性的思想和體系，從它的誕生之日起短短十多年時(shí)間，就跨界打擊多個(gè)行業(yè)并取得巨大成功。總結(jié)起來(lái)，互聯(lián)網(wǎng)的核心思想就是規(guī)模經(jīng)濟(jì)，以規(guī)模形成經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，即在初始階段，進(jìn)行大規(guī)模的資本投資，提供滿(mǎn)足基本需求的產(chǎn)品，大規(guī)模的發(fā)展客戶(hù)，以求達(dá)到規(guī)模經(jīng)濟(jì)性。并在達(dá)到一定規(guī)模后就開(kāi)始多元化批量復(fù)制這種規(guī)模經(jīng)濟(jì)，形成多元化的規(guī)模發(fā)展。因?yàn)榛ヂ?lián)網(wǎng)每新增加一種產(chǎn)品的存儲(chǔ)、營(yíng)銷(xiāo)等成本可以趨近于零，所以互聯(lián)網(wǎng)的這種特質(zhì)決定了其針對(duì)各個(gè)行業(yè)必然具有天然的侵略性和顛覆性。

在互聯(lián)網(wǎng)向工業(yè)控制系統(tǒng)領(lǐng)域逐漸***之后，誕生了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)4.0以及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)概念和體系。這些概念喧囂塵上，一時(shí)滿(mǎn)城風(fēng)雨。喧囂之后可能歸于沉寂，然而來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)的***已不可阻擋。

天下大勢(shì)，浩浩蕩蕩，順之者昌，逆之者亡。作為工業(yè)控制系統(tǒng)從業(yè)者，我們應(yīng)該拋開(kāi)市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)的概念迷霧，去追尋互聯(lián)網(wǎng)概念下工業(yè)控制系統(tǒng)的技術(shù)變革。在這樣的變革時(shí)代，工業(yè)4.0、智能工廠、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等倡導(dǎo)的理念及其技術(shù)的實(shí)現(xiàn)將不得不在短時(shí)間內(nèi)重新配置，因此需要重新靈活配置工業(yè)控制系統(tǒng)的核心設(shè)備PLC。如何來(lái)靈活配置PLC成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)真正實(shí)現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)的的背后支撐。因此本文從這樣的角度出發(fā)，描述了在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的背后核心技術(shù)。

可編程邏輯控制器，英文稱(chēng)Programmable Logic Controllers，簡(jiǎn)稱(chēng)PLC（本文在后續(xù)一律簡(jiǎn)稱(chēng)PLC）是帶有模塊化組件的小型工業(yè)計(jì)算機(jī)，旨在自動(dòng)化定制控制過(guò)程。我理解的控制過(guò)程就是通過(guò)程序?qū)ξ锢碓O(shè)備進(jìn)行控制的過(guò)程，而這個(gè)程序就是通過(guò)邏輯表達(dá)的形式實(shí)現(xiàn)的（梯形圖或其他PLC編程語(yǔ)言）。在PLC內(nèi)部，將真實(shí)物理設(shè)備通過(guò)一個(gè)符號(hào)或字符串進(jìn)行邏輯表示，因此編寫(xiě)的程序就是對(duì)這些邏輯進(jìn)行編程和組合、循序控制的過(guò)程。這個(gè)控制過(guò)程是可編程的，可自定義的。因此稱(chēng)之為可編程邏輯控制器（PLC）。

PLC一直在發(fā)展中，至今尚未對(duì)其下最后的定義。國(guó)際電工學(xué)會(huì)（IEC）曾先后于1982年11月、1985年1月和1987年2月發(fā)布了PLC標(biāo)準(zhǔn)草案的第一，二，三稿。在第三稿中，對(duì)PLC作了如下定義：可編程邏輯控制器（PLC）是一種數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用了可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊踢壿嬁刂破鳎≒LC）及其有關(guān)的外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。

在工業(yè)控制系統(tǒng)領(lǐng)域內(nèi)，工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的物理機(jī)器和生產(chǎn)線通常由硬件PLC控制，這也被認(rèn)為是當(dāng)前最優(yōu)化的解決方案并以此驅(qū)動(dòng)工業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程多年。為了更好地理解PLC的目的，讓我們看一下PLC的簡(jiǎn)史。

工業(yè)自動(dòng)化在PLC之前就已經(jīng)開(kāi)始了。在20世紀(jì)早期到中期，工業(yè)自動(dòng)化通常使用復(fù)雜的機(jī)電式繼電器電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。機(jī)電繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱(chēng)輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱(chēng)輸出回路），當(dāng)輸入量（如電壓、電流、溫度等）達(dá)到規(guī)定值時(shí)，使被控制的輸出電路導(dǎo)通或斷開(kāi)的電器。但是，通過(guò)繼電器這種架構(gòu)制造簡(jiǎn)單的自動(dòng)化所需的繼電器、導(dǎo)線和空間的數(shù)量都存在很多問(wèn)題。一個(gè)簡(jiǎn)單的工廠控制過(guò)程的實(shí)現(xiàn)就需要成千上萬(wàn)的繼電器！如果邏輯電路中有什么東西需要更改的話(huà)，那更是災(zāi)難性的。

PLC的設(shè)計(jì)可以讓熟悉繼電器邏輯和控制原理圖的控制工程師和技術(shù)人員能夠輕松編程。其中最初始的實(shí)現(xiàn)就是梯形圖邏輯，該邏輯被設(shè)計(jì)用來(lái)模擬控制電路原理圖。梯形圖看起來(lái)像是控制電路，其中電力從左到右通過(guò)閉合觸點(diǎn)來(lái)激勵(lì)繼電器線圈。

而基于這樣的梯形圖邏輯進(jìn)行編程，只需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工廠環(huán)境的的生產(chǎn)流程對(duì)照編程梯形圖邏輯即可，從而實(shí)現(xiàn)控制過(guò)程的可編程性。這個(gè)可編程邏輯控制器（PLC）雖然是可編程的，但是和現(xiàn)今熱炒的軟件定義還是有一些區(qū)別，主要在于可編程邏輯控制器（PLC）的可編程性具有一定的限制條件。即每臺(tái)可編程邏輯控制器（PLC）對(duì)其進(jìn)行編程，都需要特定的編程軟件將程序?qū)崿F(xiàn)之后，通過(guò)和可編程邏輯控制器（PLC）通訊來(lái)實(shí)施最終的控制過(guò)程程序的上載?？删幊踢壿嬁刂破鳎≒LC）介于傳統(tǒng)硬件設(shè)備和軟件定義之間，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)平面的可編程性，但是控制平面并沒(méi)有抽離出來(lái)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一集中控制。

PLC是為了應(yīng)對(duì)機(jī)電繼電器復(fù)雜的機(jī)器控制而開(kāi)發(fā)的。目的是開(kāi)發(fā)更靈活的控制系統(tǒng)，減少機(jī)器停機(jī)時(shí)間，并用這種新設(shè)備執(zhí)行邏輯功能。從PLC開(kāi)發(fā)出來(lái)到現(xiàn)在，確實(shí)也達(dá)到了最初設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的目的。PLC已經(jīng)在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域默默奉獻(xiàn)了有幾十年的歷史，即使在對(duì)安全至關(guān)重要的應(yīng)用中，它們也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)器進(jìn)行控制的可靠性。以至于幾乎所有的現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的控制器都是由PLC實(shí)現(xiàn)，在工業(yè)環(huán)境下，PLC幾乎無(wú)所不能。

第一次工業(yè)革命發(fā)生于18世紀(jì)到19世紀(jì)，通過(guò)創(chuàng)造新的制造工藝改進(jìn)了生產(chǎn)流程從而促進(jìn)了社會(huì)的進(jìn)步。當(dāng)時(shí)的制造業(yè)主要依賴(lài)于手工進(jìn)行商品的生產(chǎn)，而誕生于英國(guó)的第一次工業(yè)革命改變了這種狀況，使得機(jī)器制造業(yè)能夠更好地利用水和蒸汽動(dòng)力促進(jìn)生產(chǎn)力提升。而這些改進(jìn)的創(chuàng)新思想和體系在第二次、第三次工業(yè)革命中自然也起了很大的作用。正在進(jìn)行的工業(yè)革命是第四次工業(yè)革命，也被稱(chēng)為工業(yè)4.0（德國(guó)提出）或工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（美國(guó)提出）。工業(yè)4.0的基本概念與其他工業(yè)革命相同：通過(guò)改進(jìn)業(yè)務(wù)流程和制造工藝，減少生產(chǎn)時(shí)間，降低生產(chǎn)材料成本，減少制造缺陷產(chǎn)品的數(shù)量，并通過(guò)創(chuàng)造能夠代替人工作的機(jī)器來(lái)使工業(yè)制造更容易。