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真正开放的PLC——OpenPLC
1．OpenPLC概念的由来 OpenPLC的概念也是在实际的工业应用中产生的。1995年，在中国的马鞍山钢铁公司的动力调度中心，面临一个问题，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的管网所涉及的上百个变电所、增压站和泵站的自身的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。 针对过程控制和离散制造业普遍存在的，各类控制要求不同的系统的互连的问题，本文作者提出了设计一个新型的开放式控制系统的构想。因为该系统的目的是要尽可能地适用各类不同的应用场合，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，几条主要的设计原则如下： ①OpenPLC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，与外界的连接，优化，专家系统，操作界面，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，仪表仍是普通仪表，只是将I/O和控制单元放在了现场，传回中央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的大的改变。 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，对集成人员理解系统也形成了较大的困难。该项目最后虽然没有用OpenPLC解决（当时还没有），但该项目的需求导致了OpenPLC的诞生。
OpenPLC的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的软件和硬件来实现OpenPLC的系统理念。所幸，这时国际上也开始兴起了开放式系统的浪潮，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大公司）。该系统一开始曾经受过日本横河公司的CENTUMCS的概念的启发，也考虑了ROSEMOUNT的DELTA-V的现场总线与PC-BASED的合一的开放概念，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，但上述系统的昂贵的价格使得OpenPLC不得不寻求更新的价格。最终，对OpenPLC影响最大的，是美国SOFTPLC的概念，OpenPLC的研究小组希望将SOFTPLC的概念成功在更广的领域内应用，为了摆脱SOFTPLC的品牌关联，当时决定以柔性控制系统TCS(TailoredControlSystem)的名称形成了开放式可编程控制系统的前身系统。第一套TCS的诞生所采用的是台湾盟立自动化公司生产的FAMA的PLC的硬件，但在通讯方面做了加强。1998年，盟立公司准备打入大陆市场，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的理念，与盟立公司达成了OEM的协议。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。 OpenPLC的研究小组认为TCS的概念仍然太过笼统，并且试图用一种系统涵盖所有的应用的想法有些不切实际。因此，重新审视OpenPLC的概念，认为开始以开放式PLC的概念从PLC的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的合控电气（深圳）有限公司继续在OpenPLC这个概念上研发，新一代的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公司的一个天然气处理厂和天然气田作为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央控制室外（这是标准的SCADA系统的功能），另外增加了两个引人注目的功能，一个是将所有的数据通过北美移动公司的网络上连互联网，使油田的业主在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，也便于总部的工程师随时了解井口和厂区的状况，对生产情况进行诊断；另一个是在井口的控制器中，结合采油增产工艺对栓塞式增产工艺进行了控制，将增产工艺成功地以软件功能块的方式存储在OpenPLC的井口生产控制器中，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的基础系统得到了实践的验证。同年，OpenPLC在美国通用汽车的别克轿车的大灯开关的寿命测试仪上进行投入使用，该项目由美国EMERSON公司在深圳的工厂招标采用，考虑到世界第一台PLC就是通用汽车使用的，这一台OpenPLC在通用汽车的开关生产线的测试设备上使用，也具有特殊的意义。 |
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