一、开放式PLC的概念
1.应用中产生开放性需求
长期以来,制造与生产企业所采用控制系统大多是专用的、封闭的体系结构,其构成系统的硬件是按照各自的标准量身定制的。无论是DCS,PLC还是FCS(现场总线技术控制系统),它们固然具有结构简单、技术成熟、产品批量大等优点,但相对日新月异的生产要求,也越来越暴露出其固有劣势。在很多情况下,当用户要想进行功能上的扩展或变化时,都必须求助于系统提供商,如想把特殊要求融进到控制系统中时,由于它们的封闭特性,那是不可能的。再者,由于采用了专用控制系统,如制造厂家想转化一种控制系统也将变得极为困难。诸如此类,无形中不仅增加了制造企业的本钱,也成为控制系统升级换代的”瓶颈”。
市场全球化后竞争空前剧烈,从而要求制造商具有较强的市场适应能力,因而市场对适合中小批量加工,具有良好柔性和多功能性制造系统的需求已逐步超过对大型单一功能的制造系统的需求。这一趋势促成一个新概念的产生,即模块化、可重构、可扩充的软硬件系统,这就是开放式控制系统。这一系统不仅能够快速、经济地适应新的加工需求,而且为制造厂提供将其技术与任何第三方技术或产品进行集成的可能性。
开放式控制系统的概念在80年代就已出现。早在1981年,美国国防部为了减少武器制造对日本控制系统的依靠性,开始了名为“下一代控制器(NGC)”的计划,并成立了“美国国家制造科学中心(NCMS)”,其主要目的是拟订并推进关于新一代开放式控制系统的具体分析与规范。作为NGC的后续工作,美国国防部启动了OASYS项目,其目的是建立并安装8套控制器,并在6种不同场所对其进行测试。其后有很多相关的研究计划在世界各国相继启动,其中影响较大的有美国的OMAC、欧洲的OSACA和日本的OSEC等计划。但由于这些计划的发起者是用户而不是制造商,因此,进程比较缓慢。
2.国际大型PLC制造商的开放路线
2003年,全球自动化行业的控制系统市场大约为每年100亿美元左右,其中99%被传统的不开放系统所占据。据国际权威机构美国自动化市场研究公司ARC(AUTOMATION RESEARCH CORP)调查预计,在亚洲,基于PC的控制系统、以太网的I/O模块等开放式系统的销售额预计近两年的增幅达到145%,可见在控制系统市场中,开放系统的增长率远远高于传统的控制系统。
资金永远是向高利润的方向活动的,国际大型PLC制造商当然不会对这么大市场坐视不理。但是分析这些PLC的制造商面对开放性的大趋势所采取的策略,却是微妙而饶有趣味的。首先,国际大型控制系统固然尽力推出自己的开放式控制系统,但是却都迟迟按兵不动,什么原因呢?几乎所有制造商都已熟悉开放系统必将是自动化系统的未来。无论是SIEMENS,GE,还是ROCKWELL,还是SCHNEIDR,在他们的新产品样本中,都可以看到“开放性”的字样。但是他们的开放性通常都是在原有系统上层加上一些接口实现局部的互连和通讯,并非真正意义上的开放。不要说控制器底层,就是在操纵站这一层,他们在实现与外界通讯方面还存在着重重困难。这种状况的产生并不是由于他们无法开发出全开放的系统,而是出于其产品战略考虑,不愿也不能这样做。以西门子为例,目前主推的是西门子用了15年才开发出来的S7系统,2002年的产品销售额约为140亿马克,假如西门子要推广新的开放式系统,必然要争夺现有的S7系统的市场,而新的系统能否为现有的西门子用户所接受,还是一个未知数,况且目前其它开放式系统的市场总额才几亿美元,尽管这个市场的增长率较高,但西门子不可能为了总共几千万美元且风险极大、竞争能力不强的少量市场而放弃已经现成的数十倍的市场。西门子是这样,GE、AB都是这样。那么,这些公司对于开放式系统市场是否只能坐视不理、无能为力呢?也不是。目前,各公司均在考虑用现有产品组合出形式上的“开放式”系统。如西门子的PCS7和TIA概念,实际上就是用工控机下挂S7的PLC而组成的概念性的系统,宣传口号是“不仅仅是基于PC的PC控制”,典型地表示了其一方面不想在开放式系统领域落后于他人,同时又不想失掉老用户的复杂情结。GE-FANUC在2000年底推出了HCS,实际上就是用原来的产品FANUC90-30和90-70加上工控机和软件而组成的概念性产品,用了“为用户量身定做(TAILORED)”的概念,口号是“把DCS和PLC的优点结合起来”;类似的还有ROCKWELL-AB的CONTROL-LOGIX,都是将原有的专用系统加上“开放”的标签,半推半就地走上开放式系统市场竞争的舞台。这些控制系统巨头的目的都是相同的,那就是既不错过开放式系统这班航船,又可以将原有系统尽量多地销售。
以上分析可以得出结论,在开放式系统市场竞争的低级阶段,国外各大控制系统制造商会迎合发展趋势推出自己的开放式系统,但是均会以其目前的产品为基础,在软件平台、通讯方面做些装饰性的工作,而不会真正推出全方位的真正开放式系统。由于这样做对他们现有系统的市场所带来的损失是他们不愿承受的。
3.目前开放式系统开发存在的问题
目前国际上已有的开放性控制系统从严格角度来看,它们还不具备开放性控制系统的本质特征,仍有很多需要改进之处。
首先,开放式控制系统的概念不清楚,没有解决开放控制系统的平台题目。各系统所采用的体系结构和通讯协议并不一致,还是自成体系,相互之间缺乏兼容性和互换性,而且对体系结构的阐述都只限于具体实现层,没有进步到理论的、抽象的层次上来,因而各系统软硬件不具备可移植性和互操纵性。
其次,没有充分利用像Windows、UNIX、OS/2等新型操纵系统。软件开发思想与技术落后,始终处于甚至低于结构化程序设计的水平。没有充分利用面向对象、软件重用等软件工程中的新理论、新技术,而这些正是实现开放性控制系统的关键所在。
此外,产品的升级、更新、修改和维修仍然依靠于生产厂家,没有提供相应的开发工具和环境,用户无法把自己的或任何第三方的思想或产品融进到系统中。
目前各大控制系统制造商并非不了解这些现状,而是不愿意进行实质的改进来真正满足用户的要求,用户要求开放式系统的目的是为了实现企业内部信息活动的无缝化和软件、硬件标准化和通用化,目前各厂家所采取的措施充其量是帮助用户向前迈了一小步,而且用户必须为此付出高昂的用度,如西门子的S7-400仅通讯模件所花的用度就占整个系统的1/3以上,开放式系统应有的性能价格比用户无法享受到。这种表面的开放性并不能代表真正的开放性,不少专家已不客气地指出了这一点,很多明眼用户也熟悉到了。
目前,全力致力于真正开放式系统开发的反而是一些新兴的相对较小的公司,如美国的OPTO22,SOFTPLC,CONTROLSOFT以及英国的TRANSMITTON等等。这些公司没有过往的包袱,所开发的产品市场目标也不存在抢自己饭碗的问题,所以他们可以没有后顾之忧地宣传。由于他们的产品是充分考虑了开放性的,今后将成为开放性控制系统的新力量。但目前这些公司普遍没有信心对目前市场领导者所占据的传统市场进行全面进攻,一般还是在钻一些公司不愿或忽视做的空缺市场,在国际上没有对现有市场领导者构成威胁,因此大公司对这些公司也没有采取什么对策。
值得认真分析的是,经过两年到三年的时间,开放式系统在目前被市场领导者垄断的市场中打开了缺口后,如占到了10%或20%左右的份额时,那些目前的市场领导者一定会加以重视,由于即使他们自己不取代老产品,可能别的新兴公司也要取而代之了。这时,他们一定会全力反扑,纷纷推出自己新一代开放式产品。这些公司的转向可以加速用户对开放性系统的接受进程,更快地推进开放式系统的市场步伐。这时大公司和小公司在开放性控制系统方面将站在同一个起跑线上,相对公平地从价格、服务、系统集成经验等各方面来进行竞争,控制系统长期被数家巨头所垄断的局面可在开放式系统普及后被打破。
二、PLC如何能够更加开放
1.PLC在竞争中的兴起
从控制系统角度看,各类控制系统的相互融合已经出现了。但认真分析就会发现,PLC在这些控制系统中是比较独特的一类。在现代各类控制系统中,PLC是诞生最早的产业控制器,每个新控制器出来都扬言要取代PLC,从DCS,到工控机,到现场总线,到嵌入式控制系统。这种情况的产生,一方面是由于早期的PLC不开放造成的,但另一方面,也是由于PLC在产业控制领域所占的比重份额太大引起的。但技术和应用发展的结果是,随着新技术越来越多,PLC不仅没有逐渐被任何一种新系统取代,反而在逐渐蚕食其它控制系统市场。
比如在流程产业,过往DCS占了尽对的统治地位,但现在中小型的产业装置方面,已经有相当大的控制系统被PLC系统所取代。即便在大型系统中,现在各类DCS也面临着高端PLC的威胁。这种现象的原因,一方面是由于PLC的技术不断发展,DCS过往所独占的一些复杂控制功能现在PLC基本上全部具备;第二是由于PLC的操纵的简单性所决定的;第三,也是最重要的一点,就是,PLC的价格和本钱是DCS系统所无法相比的。
在低端设备,比如很多产业设备的控制器,过往是由单片机开发系统所控制的,现在也越来越多地被PLC所取代。从材料本钱上来说,PLC的本钱比单片机要高,但由于PLC所具有的编程灵活性,使得用户在开发新机型时,不必为新机型开发一个新的单片机控制器,而只要简单地在一个PLC软件上进行程序更改即可,这大大降低了用户的开发本钱。因此,越来越多的机械逐步放弃了原来的专用控制器方式,而改用PLC作为机械设备的主要控制器。
在原来大量采用工控机系统的场合,工控机也越来越多被PLC取代,而工控机则逐渐从实时控制退到只负责操纵站的层面。而且这种工控机加PLC的结构,提供了最优良的控制性能、最方便的操纵、最低的本钱。因此逐渐开始在越来越多的地方采用。可以说,工控机的诞生不仅没有削减PLC的份额,却由于工控机的运算功能、图形处理能力和数据存储能力弥补了PLC的不足,而PLC的可靠性则大大弥补了工控机的弱点,因此,工控机的诞生反而大大促进了PLC在更多场合的应用。
同样,在离散制造业,PLC作为一种设备控制和数据采集的方便器件,在企业实施ERP和CIMS(计算机/现代集成制造系统)系统时,为实时数据的采集、处理和传输提供了无与伦比的方便性。目前,无论是数控、机械还是传动、物流等行业,都把PLC作为控制系统和数据采集系统的首选。
因此,至少从现在来看,PLC在各类控制系统竞争中逐渐占了上风。但随着竞争白热化,PLC也面临着一个发展瓶颈,那就是各类系统的不开放,或者说假开放。
2.产业以太网——真正开放的现场控制网络
从根本上来说,开放式控制系统要具备:采用从操纵系统到通讯协议都是通用的系统。目前,操纵系统实在只有WINDOWS、UNIX等少数几种,而通讯总线则没有什么疑义。事实上,用户们早已作出了选择,那就是:以太网总线,它占了全球所有计算机通讯总线的96%!而其余所有总线只占了不到4%。因此,产业界所有总线向以太网方向靠拢,是不以人意志为转移的。
众所周知,以太网最初是为办公自动化设计的,因此没有考虑到产业自动化应用的一些要求。特别是它采用的CSMA/CD介质访问控制机制,具有通讯延时不确定的缺点,不能满足产业自动化控制的实时通讯需求。因此,在20世纪90年代以前很少将以太网应用于产业自动化领域。
近几年来随着互联网技术的普及与推广,以太网得到了飞速发展,特别是以太网通讯速率的进步、以太网交换技术的发展,给解决以太网的非确定性带来了新契机:首先,以太网的通讯速率一再进步,从10Mbps,到100Mbps甚至到10Gbps,在相同通讯量的情况下,通讯速率的进步意味着网络负荷的减轻和碰撞的减少;其次,以太网交换机为连接在其端口上的每个网络节点提供了独立带宽,连接在同一个交换机上的不同设备不存在资源争夺,这就相当于每个设备独占一个网段;第三,全双工技术为每个设备与交换机端口之间提供了发送与接收的专用通道,因此使不同的以太网设备之间的冲突大大降低(半双工交换式)或完全避免(全双工交换式)。因此以太网成了确定网络,从而为它应用于产业自动化控制消除了主要障碍。
与其它现场总线或产业通讯网络相比,以太网具有应用广泛、本钱低廉、通讯速率高、软硬件资源丰富、易于与INTERNET连接、可持续发展潜力大等优点,因此,不仅垄断了工厂综合自动化的信息治理层网络,而且在过程监控层网络也得到了广泛应用,并直接向下延伸,有应用于产业现场设备层网络的趋势。
从通讯网络的角度来看,采用扁平式和树型的网络结构是以太网的主要结构。在这种结构下,假如能够实现数据通讯,要求上下所有硬件采用同样的操纵系统是不经济的。比如,在上位机,用于显示和数据存储的功能是主要功能。这时采用WINDOWS的操纵系统没有什么问题。而在底层控制端,则只要采用类似RTOS或VXWORKS这样的操纵系统会更好,不仅价格便宜,而且还能更可靠地执行实时控制任务。
目前,PLC之所以能够在越来越多的场合取得应用,同前面所提PLC的特点是分不开的。这些特点是:可靠性,易操纵性,灵活性。这些特点是PLC必须要保存的。这些特点的形成,是由PLC的结构、内部软件和硬件构成特点决定的,同时也是PLC之所以是PLC而不是其它控制系统的标志。PLC的缺点则是在处理大量数据包括图形等方面的运算能力不足。实际上在产业应用中,需要实时控制而同时又需要处理大量信息的场合固然存在,但并未多见。因此,只要能解决PLC的通讯,可以让PLC来担负现场实时控制任务,而将数据处理、存储、显示等任务通过通讯网络传到其它系统中由计算机系统来完成,这是解决开放式控制系统的根本方式,也是开放式PLC设计的思想基础。
开放式PLC将最常见也是今后控制系统最常用的通讯接口——以太网和串口内置进了PLC的CPU单元,使PLC在保持传统各种可靠功能的同时,可以低本钱地具备通讯的功能。而且,专门开发了灵活而方便的通讯模块,用这些通讯模块,只要简单地输进各类协议,就可以将这些模块作为一种专用协议的控制模块来使用,而价格十分低廉。同时,更令人惊异的是,在OpenPLC内部,还具有JAVA功能,和WebServer功能,也就是说,即使不用上位机,OpenPLC可以将PLC的状态,包括故障报警信息和事件处理信息通过通讯模块自动传送到互联网上,用户可以通过电子邮件方式来接收这些信息,也可以通过移动通讯系统,利用手机的短信方式来接收这些信息,甚至可以通过GPRS、CDMA等先进通讯方式来进行控制信息跨越时空的通讯。这些通讯,使用户可以最及时了解到设备运行状况,可以进行远程诊断和远程监控,对于生产过程控制、制造过程信息化、生产过程和治理优化等都有极大帮助。
同时,在传统控制功能方面,开放式PLC尽量保存了传统PLC优点,如模块式结构,多种编程语言,严格的可靠性设计,甚至是与PLC完全相同的生产产业,这样使原来的PLC用户在使用开放式PLC的时候并不会产生任何不适应的感觉,除了上面所提到的一些新的功能外,其它方面,如选型、编程、组态等,完全与传统PLC一样。
可以预见,OpenPLC的出现,必将改变控制系统型式,尤其对于现有PLC制造商来说,将在市场和应用方面产生巨大冲击。
三、真正开放的PLC——OpenPLC
1.OpenPLC概念的由来
OpenPLC概念也是在实际工业应用中产生的。1995年,在中国马鞍山钢铁公司的动力调度中心,面临一个题目,动力调度中心要监控马钢来自发电厂、水厂、煤气厂和动力厂(负责电力输送)的各类能源和动力信号,但这四个数据来源,包括这些能源与动力的输送管网所涉及的上百个变电所、增压站和泵站的自身控制系统是不兼容的,有的还是专用系统,不仅没有协议,连开发人都已经无法找到。除了通讯不兼容外,连这几个系统的控制结构也大相径庭,电厂是类似于DCS的结构,水厂和气厂是PLC结构,动力厂是SCADA结构,对集成职员理解系统也形成了较大困难。该项目最后固然没有用OpenPLC解决(当时还没有),但该项目的需求导致了OpenPLC的诞生。
针对过程控制和离散制造业普遍存在的各类控制要求不同系统互连问题,提出了一个新型开放式控制系统构想。由于该系统的目的是要尽可能适用各类不同应用场合,因此,定名为开放式可编程控制系统,而英文则是OpenProgrammableLogicController,缩写为OpenPLC。该系统从1995年开始构思,到1997年基本明确设计思想,主要设计原则如下:
① OpenPLC应该是一种以PC技术为基础的系统,尤其是在能够发挥出PC特色的场合(如网络,与外界连接,优化,专家系统,操纵界面,数据监测,文件记录和打印等),工作由以PC为基础的系统来承担;
② 在底层,需要高可靠和实时控制时,由分散控制系统承担,但它不同于现场总线,它不是基于仪表的系统,而是基于系统的系统,仪表还是普通仪表,只是将I/O和控制单元放在了现场,传回中心控制室的是数字信号,而不是模拟的4-20mA信号,要求原来的仪表仍然可用;
③ 在I/O点较集中的场合,可以采用类似于DCS或PLC的机柜或机架,内部模块用总线或网络连接,整个系统应该具有较高的可靠性,同时有较好的兼容性和开放性;
④ 系统应该具有真正的分布性,前端可集中,也可以延续几百米、几公里甚至几千公里(在地球的另一端),为此,系统必须具备与TCP/IP兼容的协议和WEB服务器;
⑤ 规模也可以从小至几十点,大至几千点甚至几十万点。系统I/O规模的增加不应该导致系统大的改变。
OpenPLC概念的创始人建立了德维森公司,当时公司很小,没有开发硬件和软件的实力;因此他们采取了OEM的方式,也就是利用国际上其它公司的合适软件和硬件来实现OpenPLC的系统理念。所幸这时国际上也开始兴起了开放式系统浪潮,涌现出了一批热衷于开放式系统的公司(但没有一家是有名气的)。一开始曾经受过日本横河公司的CENTUMCS概念启发,也考虑了ROSEMOUNT的DELTA-V现场总线与PC-BASED合一的开放概念,也参考过美国OPTO22的SNAPI/O系统的带有以太网接口的I/O模块,但上述系统的昂贵价格使OpenPLC不得不寻求新价格。对OpenPLC影响最大的是美国SOFTPLC的概念,OpenPLC的研究小组将SOFTPLC的概念成功在更广领域内应用,为了摆脱SOFTPLC品牌关联,当时决定以柔性控制系统 TCS ( Tailored Control System ) 名称形成了开放式可编程控制系统的前身系统。
第一套TCS诞生所采用的是台湾盟立自动化公司生产的FAMA的PLC硬件,但在通讯方面做了加强。1998年盟立公司预备打进大陆市场,在广州自动化展览会上,德维森公司发现盟立的硬件结构比较适合实现柔性控制系统理念,与盟立公司达成了OEM协议。但在系统构架和市场推广应用方面,OpenPLC对系统进行了重新设计。
TCS的第一个实际应用是马钢第一炼铁厂的高炉监控系统,该套系统实际上是一个过程控制系统,但又加进了过程燃烧优化和专家系统,同时,高炉的所有数据都在第一时间通过LAN和WEBSERVER送到了生产调度和厂长办公室等治理部分,形成了信息化制造系统的雏形。随后,随着TCS在云南个旧化肥厂、攀钢热电厂、邯郸钢铁厂、深圳高科豫电厂、水厂等应用,确立了在连续流程中作为过程控制系统的技术基础。2001年OpenPLC在广东中山弯管机上实现了与机械NC技术和运动控制技术的结合,进入了CAM应用领域。
由于TCS概念的先进性和实用性,中国仪器仪表学会于2000年8月对该系统进行了专家鉴定和评审,会议由中国原子弹和氢弹元勋、中国政府高技术863计划的倡议人、中国科学院和中国工程院两院院士杨嘉墀主持,系统被以为具有国际先进水平,随后,在2001和2002年TCS获得广东省和深圳市科学技术进步一等奖。
与此同时,OpenPLC研究小组以为TCS概念仍然太过笼统,并且试图用一种系统涵盖所有应用的想法有些不切实际。因此,重新审阅OpenPLC概念,认为开始以开放式PLC概念从PLC产品向其它控制系统的应用领域延伸是比较好的想法。随后成立的加拿大在线控制有限公司和中国合控电气(深圳)有限公司继续在OpenPLC这个概念上研发,新一代OpenPLC产品于2003年底终于重新面世。随后,OpenPLC在数控切割机、注塑机、机车监控系统、污水处理设备的应用,开辟了在机械OEM系统等离散制造业中的应用。
2004年OpenPLC在加拿大阿尔伯达省的LANDPETROLEUM公司的一个自然气处理厂和自然气田作为SCADA系统得到应用。该系统除了通过无线数字电台将井口的数据传到气处理厂的中心控制室外(这是标准的SCADA系统功能),另外增加了两个引人注目的功能,一个是将所有数据通过北美移动公司网络上连互联网,使油田业主在300公里外的卡加利总部可以看到一分钟以前的现场数据和流量数据,不仅可以了解气田的实时销售状况,也便于总部工程师随时了解井口和厂区的状况,对生产情况进行诊断;另一个是在井口控制器中,结合采油增产工艺对栓塞式增产工艺进行了控制,将增产工艺成功以软件功能块方式存储在OpenPLC井口生产控制器中,达到了增产20%的效果。该套系统的成功使用,标志着OpenPLC作为E-PRODUCTION基础系统得到了实践验证。同年,OpenPLC在美国通用汽车的别克轿车大灯开关寿命测试仪上进行使用,该项目由美国EMERSON公司在深圳工厂招标采用,考虑到世界第一台PLC就是通用汽车使用的,这一台OpenPLC在通用汽车开关生产线测试设备上使用,也具有特殊意义。
2.OpenPLC的技术上风
① 传统系统不开放带来的不便
目前,市场上PLC产品基本上由十几家公司占据,这些公司大部分是著名的跨国公司,包括SIEMENS、ROCKWELL、GE、三菱、SCHNEIDER、ABB、KOYO等等。目前,几乎所有系统都是由原厂家开发的不兼容系统,当初都是由其各自独立按自己标准开发出来的,互相之间不能互连。固然最近各厂家都开发了通讯模件,但都价格昂贵,而且与外界通讯由于各种原因都未做到完全通畅。很多制造业用户特别是大型企业为了避免过分依靠一家系统提供商而形成的贸易和技术风险,通常会同时采用几家不同的控制系统。而传统系统不开放和不兼容令企业难以充分利用自动化技术,对企业内部的系统集成、系统升级和治理带来了极大困难。如何将控制系统互连以及与ERP和MES系统相连,形成由生产过程最低层生产现场到治理决策职员的无缝双向信息流,是很多企业自动化和信息职员以及领导层关心的,而对于这个题目,传统封闭式控制系统是无法解决的。
此外,各厂家PLC系统在硬件结构、控制指令、通讯标准都不能共用,这样,一旦用户购买了某一种专用系统,就被迫继续采用,由于某些原因想改换PLC时,工程师不得不学习另外的新编程语言。这是为什么要指定IEC61131-3,为所有可编程控制器订立编程语言标准的原因。专用系统的开发、设计、生产、工程、维护都需要专门进行,造成其生产本钱以及售价都居高不下。
今天制造企业对自动化系统维护升级等技术支持的要求很高,同时要求系统供给商了解工厂制造工艺,并需要一个专业技术支持,对制造专用系统公司来说,在一个区域性市场要保持一支良好维护队伍本钱很高,这个原因导致了控制系统技术服务难以令人满足,即使有服务,其备件和人工费也都很昂贵。由于系统是专用的,用户对这种状况没有其它选择。设备所造成的停产代价非常之大,而且现代工厂需要对生产过程不断进行调节,因此制造企业迫切需要一个高灵活性、兼容能力强、低本钱、可靠并具有强大通讯能力的系统和良好技术支援服务,传统PLC公司在解决这方面上尚未做到令人满足。
② OpenPLC开放性给用户的好处
OpenPLC就是应这种需求产生的一种开放式控制系统平台,其优点在于具有开放性和通用性的特点,它并非专为某一个或两个行业所设计,而是可以适合很多不同的行业,并应用在不同场合。而且,由于它所具有的开放性特点,还可以和目前传统控制系统混合使用,并不断地升级和延伸,因此受到市场欢迎。
OpenPLC自动化平台也是最彻底的开放式方案,国际上各大竞争对手固然也推出了开放式系统概念,但通常都是在原有系统上层加上一些接口,实现局部的互连和通讯,并非真正意义上开放;而OpenPLC把PC兼容技术引进到现场控制器内部,系统采用WINTEL芯片和软件结构,通讯采用全球通用Ethernet协议TCP/IP作为网络协议和现场控制总线协议,并且内部可以内置Web-Server,因此具有很大竞争力。用户还可以通过互联网或公司内部的Internet网络来访问任何现场数据并实行控制,反过来,供给商也可以通过Internet对用户系统进行远程诊断,从而实现全天候低本钱24小时技术支持服务。
OpenPLC特点是开放性,是将电子、通讯、计算机、网络等信息技术(IT)方面的国际最新技术成果在自动控制系统领域应用。目前,全球IT业都有一个标准化趋势,就是任何一家公司只要按照标准来设计产品,都可以和世界上任何一家公司产品兼容或竞争。所以有关技术目前在国际各种媒体包括互联网上可以方便地得到,这就使OpenPLC制造商和系统集成商可以借助国际上所有IT行业最新成果,包括INTEL、MICROSOFT、IBM等国际众多大型公司的技术来和传统控制系统专业公司抗衡,相当于借助了全球IT行业技术来进行产品开发。同时,这些技术是通讯、计算机、网络、软件等行业的通用技术,但也并不是可以直接用在自动化行业,必须对之进行加工、改造,尤其是在抗干扰和可靠性方面以及如何适应产业控制具体情况等方面进行大量细致工作。
另外,通过采用通用产品与技术标准,使OpenPLC制造商可以低本钱地利用标准器件和现有技术,如大量通用软件如通讯软件、网络软件、图形软件、数据库软件使开发本钱大大降低,研发周期大大缩短,所用元器件也由于是与主流技术兼容的产品而可以低本钱方便地得到。使OpenPLC可以做到在价格比传统控制系统价格低三到五成的情况下仍然能够保证较高边际利润。OpenPLC由于其所具有开放性和灵活的通讯特点,可以构成足以令人眼花缭乱的各种各样的控制系统,但是,OpenPLC基本单元十分简单。除了前述开放性特点之外,OpenPLC还有一个最重要的特点,那就是简单,OpenPLC所有的解决方案,从设计到应用,从软件到硬件,从集成到组态,处处都体现出“简单”的特点。

PLC未来发展不仅取决于产品本身发展,还取决于PLC与其它控制系统和工厂治理设备集成情况。PLC通过网络,被集成到计算机集成制造(CIM)系统中,把功能和资源与数控技术、机器人技术、CAD/CAM技术、个人计算机系统、治理信息系统以及分层软件系统结合起来,在未来发展中,将占据重要地位。
新PLC技术进展包括:更好的操纵员界面,图形用户界面(GUI),人机界面;也包括与设备、硬件和软件接口;并支持人工智能,比如逻辑I/O系统等。
软件将采用广泛使用的通讯标准提供不同设备连接,新PLC指令将立足于增加PLC智能性,基于知识学习型指令也将逐步被引进,以增加系统能力。
用户对于柔性制造系统的需求将决定未来的控制哲学。可以肯定,未来工厂自动化中,PLC将占据重要地位,控制策略将被智能分布开来,而不是集中,超级PLC将在需要复杂运算、网络通讯和对小型PLC和机器控制器的监控应用中获得使用。
上述发展都取决于一个因素:PLC的开放性。只有开放了,PLC才能与其它控制系统集成;只有开放了,PLC才能与CIM、机器人、CAD/CAM、个人计算机、MIS结合,在未来发展中占有重要地位;只有开放了,PLC才可能发展更好的人机界面,才能与其它设备具备更灵活的接口;只有开放了,PLC才能适应更多的通讯标准;只有开放了,才能采用更多、更复杂的控制策略。