菲尼克斯电气耗资近千万欧元，动用了几百号研发人员，花费了五年多时间开发出全新的工业自动化控制系统PLCnext，在2017年SPS纽伦堡自动化展首次正式亮相，成为展会最大亮点。
杜品圣 博士
菲尼克斯电气中国公司 工业4.0大使
想了解菲尼克斯电气为什么要大力开发PLC新一代工业系统，就必须要了解工业自动控制系统的发展和科技发展的关系。17世纪英国哲学家弗朗西斯·培根说过“读史使人明智”。PLC技术的发展至今也有几十年的历史了，既然我们在谈论PLCnext，不妨也回顾一下PLC技术发展的历史，从而更好地理解PLCnext存在的必然性。今天，我想从科技发展的角度结合自己的从业经历，跟大家聊一聊为什么说科技的发展是PLCnext技术发展的源泉。
上世纪70年代，我参加了安徽拖拉机厂的数控机床车间的调试，那是我第一次接触到控制器。当时采用的是由继电器组成的顺序控制系统，通过继电器的常开触点和常闭触点、延时断开、延时闭合触点、接触器等功能的组合，形成系统所需要的逻辑功能，所有操作和逻辑关系都是由硬件完成的，我们的任务就是按照梯形图所示的控制系统连接导线。但在实际整机调试时却总是困难重重。接线是正确的，逻辑是合理的，但是受继电器机械接触点的寿命和可靠性的限制，控制系统常常会出错。70年代中期，由于半导体的发展，这种顺序控制器就被所谓的矩阵式顺序控制器淘汰了。
后来，我被分配到了上海工业自动化仪表研究所。在老工程师们的带领下，参加了当时很流行的矩阵式顺序控制器的研发工作。当时我们主要采用分立元件和晶体管、晶闸管等半导体元件代替继电器，形成无触点顺序逻辑控制电路，顺序控制信号的变换主要依靠二极管矩阵来完成，程序设计通过在矩阵板上插焊(或插接)二极管来实现。矩阵有程序存储的作用和一定的逻辑运算能力。工艺改变时，可以变换矩阵板上二极管的插焊位置，因此矩阵式顺序控制器具有通用性和更改程序的灵活性。当时的控制方法有逻辑组合式、时序式(计数单元)和步进式(触发器、移位寄存器等组成环行计数器)三种。逻辑控制系统的功能大大增强，使用寿命也大大提高。
可惜的是由于逻辑组合式控制器对时间顺序有严格的要求，但是半导体尤其是二极管的导通和关闭时间不一致，温度的变化也会影响二极管的导通时间。我们当时采用了DTL，TTL，MOS技术的二极管，而导通与关闭时间的不一致常常产生逻辑上的误动作，造成控制设备的误动作，其可靠性和一致性都非常差。
好在80年代小型民用计算机出现，人们开始试图直接用小型计算机来实现工业控制，但由于价格昂贵，没有足够的输入、输出电路，编程技术又相当复杂，因而也没能得到推广和应用。但是如何开发一种将计算机与继电器控制系统结合起来，并且设计周期短、更改容易、接线简单、成本低廉、编程方便，同时系统通用性强的新型可编顺序控制器，则成为当时控制工程师们的主要任务。
在上世纪80-90年代，中国工业控制领域偏重于过程控制，引进了许多过程控制的DCS系统和软件。国内的自动化控制专家们如新华、中控、和利时等公司，通过研究学习这些系统，开发了属于自己的小型DCS系统，为自主开发的DCS控制系统在中国的发展打下了基础。然而在开发可编顺序控制器方面，我们的投入却相当少。在80年代中期，我国基本上还处于采用继电器或矩阵式顺序控制器的状态。因此，我国的PLC控制系统80%以上仍然采用国外的系统。
1984年，我出国攻读自动化控制博士学位，在导师的指导下，与德国的工业、企业界进行了广泛而深入的交流，对当时德国技术的先进性感到非常诧异。当时德国工厂的自动化技术已经达到了很高的水平，PLC(Programmable Logic Controller)可编程序控制器已得到了广泛应用。可编逻辑程序控制器采用了计算机功能，不仅用逻辑编程取代硬接线逻辑，还增加了运算、数据传送和处理等功能，实际上是一个小型计算机工业控制装置。同时，为了达到小型化以及工业化，小型计算机的功能做了很大的简化，强化了逻辑控制、顺序控制和输入输出模式的功能，故称为可编程序控制器。当时，80-90%的单机自动化、自动化流水线、工厂自动化都采用了PLC控制系统。
之后，随着通讯技术以及PC技术的不断发展，PLC控制器也不断发生新的变革。值得一提的是，在这场PLC技术变革的战役中，菲尼克斯电气大胆创新，作为时代的弄潮儿，在国际上首创了INTERBUS总线技术和产品，菲尼克斯电气也从一个专业生产连接器的公司成功升级为自动化技术和产品的提供商，真正实现了企业的变革和升级，为企业的发展树立了新的里程碑。无独有偶，当前在工业4.0的旗帜下，菲尼克斯电气集团再次抓住机遇，制定了数字化企业的升级战略，实现了企业的新变革。这决不是巧合，而是菲尼克斯企业文化的根本体现。
PLC经历了多次变革，如现场总线、基于PC的PLC控制器、工业实时以太网。这些技术被PLC系统融合并采用，形成了“现场层、控制层到管理层”完整的金字塔PLC自动化控制体系。讲到这里，我们可以回归本源了，即“读史明智”。通过回顾以上的历史，我们能够得出什么样的结论呢?主要是以下三点：PLC的变革与科学技术的发展是分不开的;这种变革是持续性、积累性和继承性的;PLC的创新性还在于消化、吸收和跨界应用技术的发展。下一期，我将就此内容与大家进行深入具体的探讨，敬请期待。
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