軟件定義其實并不是一個新詞,從早先的“軟件定義網絡”,到后來的“軟件定義一切”,其實軟件定義已經走過了概念論證階段,在IT領域已經一個成熟的技術。一種基于軟件定義的PLC控制系統開始受到業界的關注和重視,甚至被譽為“工業互聯網時代的新一代控制系統”。那么,軟PLC是一種什么樣的控制系統呢?為何更加適合工業互聯網的要求呢?
軟PLC(SoftPLC,也稱軟邏輯SoftLogic)是一種基于PC機開發結構的控制系統,它具有硬PLC在功能、可靠性、速度、故障查找等方面的特點,利用軟件技術可以將標準的工業PC轉換成全功能的PLC過程控制器。現有的工業互聯網平臺還無法做到直達PLC的互操作,因此只有采用軟件定義的PLC才能夠與工業互聯網平臺直接相通,比如實現PLC與互聯網的連接,將APP和分析結果嵌入機器和云端,實現智能化和自我感知,無需更換PLC硬件即可改變和升級PLC,通過API和生態系統擴大工業互聯網平臺應用。
基于軟件定義的PLC具有與生俱來的靈活性,能夠利用虛擬化技術通過軟件設置即可實現控制能力的擴展,這正是未來制造最需要的控制系統。由于軟件定義PLC實現了硬件和軟件的分離,可以通過軟件來配置硬件資源,所以有著傳統PLC所不具備的優勢。
首先,軟件定義PLC通常沒有硬件依賴性,很容易遷移和重用軟件,用戶可以靈活地選擇不同的供應商,也允許用戶更換或添加組件而不影響系統的其他部分,輕松實現可擴展性和系統模塊化。軟件定義PLC可以用高級語言編程,而傳統PLC通常用梯形圖、結構化文本等編程,需要專業的自動化工程師進行編程,十分費勁,而用C或者C++這些高級語言就能十分容易。這在傳統PLC控制中并不那么容易,或者根本不可能實現。
其次,軟件定義PLC由于采用最新的處理器,CPU的性能要比PLC要強很多,同時一個CPU可以虛擬出多個PLC,同時控制更多的設備。而且軟件定義PLC可以處理語音、視覺及未來5G等新的數據,甚至在PLC上直接運行各類行業算法、工業APP,這樣在很多場合可省去工控機、服務器,這些在傳統PLC上是很難實現的。
近年來,國外許多工業控制系統開發商都在發展基于PC的控制系統,推出了符合IEC 61131-3標準的產品。在國內市場上常見的控制產品有:法國CJ In—ternational公司的ISaGRAF,德國KW公司的MULTIPROG BECK—HOFF公司的TWinCAT以及SOFTPLC公司的SoftPLC等作為典型的基于PC的控制系統,西門子公司的WinAC在國內得到了廣泛的應用。
國內已有不少軟PLC廠家和產品,例如東土科技的軟件定義控制的MaVIEW工業控制編程平臺、北京亞控自主版權的中文軟PLC產品等,另外,還有一些自動化工程公司開始代理銷售和推廣這些商用化的軟PLC產品。
軟PLC技術雖然有很多優勢,但是也存在一些問題,主要有工作環境、可靠性、以PC機為基礎的控制引擎問題等。在未來幾年,軟PLC技術將得到進一步的完善和提高。但就目前來看,軟PLC取代傳統PLC尚待時日。