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浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授李方園

在PLC的選擇上，用戶經(jīng)常會碰到所謂日系和德系的區(qū)分，在高校的自動化專業(yè)教學(xué)中，也是分西門子和三菱兩種機型進(jìn)行教學(xué)。兩者的區(qū)別就在于，日系的PLC編程軟件短小精悍，且基本以梯形圖編程為主，對于初學(xué)者，尤其是電工從業(yè)者來說，入門簡單，應(yīng)用方便；而德系的PLC，以西門子博途編程軟件為例，它占用空間巨大，但系統(tǒng)嚴(yán)謹(jǐn)，功能強大，可以使用高級語言編程。無論是哪一種，都在IEC61131標(biāo)準(zhǔn)中得到了規(guī)范。該規(guī)范是將信息技術(shù)領(lǐng)域的一些先進(jìn)的思想和技術(shù)引入工業(yè)控制領(lǐng)域，如軟件工程、結(jié)構(gòu)化編程、模塊化編程、面向?qū)ο蟮乃枷胍约熬W(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，彌補和克服了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)開放性差、兼容性差、應(yīng)用軟件可維護(hù)性差以及可再用性差等弱點。對于符合這一標(biāo)準(zhǔn)的控制器，即使它們由不同制造商生產(chǎn)，其編程語言也是相同的，其使用方法也是類似的，因此，工程師們可以做到“一次學(xué)習(xí)、到處使用”，從而減少了企業(yè)在人員培訓(xùn)、技術(shù)咨詢、系統(tǒng)調(diào)試和軟件維護(hù)等方面的成本。

西門子PLC的高級語言（即SCL語言）編程時，主要用IF...THEN、CASE...OF...、FOR、WHILE...DO、REPEAT...UNTIL等語句去構(gòu)造條件、循環(huán)、判斷這樣的結(jié)構(gòu)，在這些結(jié)構(gòu)中再添加指令，去實現(xiàn)邏輯判斷。所有程序的編寫都是在純文本的環(huán)境下編輯，不像梯形圖那么直觀，但應(yīng)用起來非常靈活，這也是目前主流PLC支持的編程語言和IEC61131-3規(guī)范。以伺服控制為例，根據(jù)輸入的距離計算伺服電機的脈沖數(shù)，并根據(jù)反饋的脈沖數(shù)計算實際的距離，其數(shù)學(xué)計算簡單且易表達(dá)，但用梯形圖來描述，估計要一個屏幕，恐怕還不夠，這時采用IEC61131標(biāo)準(zhǔn)的高級語言就可以很輕松地來編程，無論浮點數(shù)計算，還是跟梯形圖共用，都非常容易上手。

PLC的變化除了編程語言更簡潔之外，還在于工業(yè)4.0帶動下通信模式的改變。盡管PLC的通信系統(tǒng)可以通過ProfiNet、CC-Link、DeviceNet等組網(wǎng)構(gòu)成更加復(fù)雜的控制系統(tǒng)，但與周邊的一些設(shè)備卻格格不入，比如條碼掃描器、RFID閱讀器、溫度傳感器、濕度傳感器、工業(yè)攝像機等。工業(yè)4.0的前提是數(shù)據(jù)采集，無論是企業(yè)車間現(xiàn)場的生產(chǎn)物資管理，還是車間現(xiàn)場的設(shè)備管理，其數(shù)據(jù)都需要融入到MES系統(tǒng)中去，這樣才能為企業(yè)的生產(chǎn)制造、倉儲、物流運輸、銷售管理、售后服務(wù)得以全面實現(xiàn)數(shù)字化管理提供了強大的硬件基礎(chǔ)。

因此，很多第三方企業(yè)與PLC廠商合作，為PLC控制器用戶提供整套的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，助力制造業(yè)廠家邁入“工業(yè)4.0”時代。也有PLC廠商直接推出自帶物聯(lián)網(wǎng)功能的PLC，通過內(nèi)置的功能塊，直接實現(xiàn)數(shù)據(jù)接入，實現(xiàn)設(shè)備管理，維修工單管理、遠(yuǎn)程售后、大數(shù)據(jù)分析等功能。

摘自《自動化博覽》2020年4月刊