1．plc控制系統(tǒng)應(yīng)用中產(chǎn)生的開放性需求

　　長期以來，制造和制造公司使用的控制系統(tǒng)大多是專用的——封閉式架構(gòu)，構(gòu)成系統(tǒng)的硬件是根據(jù)各自的標(biāo)準(zhǔn)量身定制的。無論是DCS，PLC還是FCS，雖然它們具有簡單的結(jié)構(gòu)——技術(shù)成熟的——產(chǎn)品批量大小等優(yōu)點(diǎn)，但生產(chǎn)要求相對較快，也越來越暴露其固有的缺點(diǎn)。在許多情況下，當(dāng)用戶想要擴(kuò)展或更改功能時(shí)，他們必須求助于系統(tǒng)提供商。如果他們想將特殊要求整合到控制系統(tǒng)中，由于其封閉性質(zhì)，它是不可能的。此外，由于使用專用控制系統(tǒng)，制造商很難轉(zhuǎn)換控制系統(tǒng)。這樣，它不僅提高了制造企業(yè)的資金，而且成為控制系統(tǒng)升級的“瓶頸”。

　　市場全球化的后果是競爭空前劇烈，從而要求制造商具有較強(qiáng)的市場適應(yīng)能力，因而市場對適合中小批量加工，具有良好柔性和多功能性的制造系統(tǒng)的需求已逐步超過對大型單一功能的制造系統(tǒng)的需求。這一趨勢促成了一個(gè)新概念的產(chǎn)生，即模塊化、可重構(gòu)、可擴(kuò)充的軟硬件系統(tǒng)，這就是開放式控制系統(tǒng)。這一系統(tǒng)不僅能夠快速、經(jīng)濟(jì)地適應(yīng)新的加工需求，而且為制造廠提供了將其技術(shù)與任何第三方的技術(shù)或產(chǎn)品進(jìn)行集成的可能性。

　　開放式plc控制系統(tǒng)的概念在80年代就已出現(xiàn)。早在1981年，美國國防部為了減少武備制造對日本控制系統(tǒng)的依靠性，開始了名為“下一代控制器（NGC）”的計(jì)劃，并成立了“美國國家制造科學(xué)中心（NCMS）”，其主要目的是擬訂并推進(jìn)關(guān)于新一代開放式控制系統(tǒng)的具體分析與規(guī)范。作為NGC的后續(xù)工作，美國國防部啟動了OASYS項(xiàng)目，其目的是建立并安裝8套控制器，并在6種不同場所對其進(jìn)行測試。其后有很多相關(guān)的研究計(jì)劃在世界各國相繼啟動，其中影響較大的有美國的OMAC、歐洲的OSACA和日本的OSEC等計(jì)劃。但由于這些計(jì)劃的發(fā)起者是用戶而不是制造商，因此，進(jìn)程比較緩慢。

　　2．國際大型plc控制系統(tǒng)制造商的開放路線

　　2003年，全球自動化行業(yè)的控制系統(tǒng)市場大約為每年100億美元左右，其中99%被傳統(tǒng)的不開放系統(tǒng)所占據(jù)。據(jù)國際權(quán)威機(jī)構(gòu)美國自動化市場研究公司ARC（AUTOMATIONRESEARCHCORP）調(diào)查預(yù)計(jì)，在亞洲，基于PC的控制系統(tǒng)、以太網(wǎng)的I/O模塊等開放式系統(tǒng)的銷售額預(yù)計(jì)近兩年的增幅達(dá)到145%，可見在控制系統(tǒng)市場中，開放系統(tǒng)的增長率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)。

　　資金永遠(yuǎn)是向高利潤的方向活動的，那么，國際的大型PLC制造商當(dāng)然不會對這么大的市場坐視不理。但是，分析這些PLC的制造商面對開放性的大趨勢所采取的策略，卻是微妙而饒有趣味的。

　　首先，國際大型控制系統(tǒng)固然盡對有能力推出自己的開放式控制系統(tǒng)，但是卻都遲遲按兵不動。什么原因呢？

　　幾乎所有的制造商都已熟悉到了開放系統(tǒng)必將是自動化系統(tǒng)的未來。無論是SIEMENS，GE，還是ROCKWELL，還是SCHNEIDR，在他們的新產(chǎn)品樣本中，都可以看到“開放性”的字樣。但是，他們的開放性通常都是在原有的系統(tǒng)上層加上一些接口實(shí)現(xiàn)局部的互連和通訊，并非真正意義上的開放。不要說控制器的底層，就是在操縱站這一層，他們在實(shí)現(xiàn)與外界通訊方面還存在著重重困難。這種狀況的產(chǎn)生并不是由于他們無法開發(fā)出全開放的系統(tǒng)，而是出于其產(chǎn)品戰(zhàn)略考慮，不愿也不能這樣做。以西門子為例，目前，主推的是西門子用了15年時(shí)間才開發(fā)出來的S7系統(tǒng)，2002年的產(chǎn)業(yè)控制產(chǎn)品的銷售額約為140億馬克，假如西門子要推廣新的開放式系統(tǒng)，必然要爭奪現(xiàn)有的S7系統(tǒng)的市場，而新的系統(tǒng)能否為現(xiàn)有的西門子的用戶所接受，還是一個(gè)未知數(shù)，況且目前其它開放式系統(tǒng)的市場總額才幾億美元，盡管這個(gè)市場的增長率較高，但西門子盡對不可能為了總共幾千萬美元且風(fēng)險(xiǎn)極大、競爭能力不強(qiáng)的少量市場而放棄已經(jīng)現(xiàn)成的數(shù)十倍的市場。西門子是這樣，GE、AB都是這樣。

　　那么，這些公司對于開放式系統(tǒng)市場是否只能坐視不理、無能為力呢？也不是。目前，各個(gè)公司均在考慮用現(xiàn)有的產(chǎn)品組合出形式上的“開放式”系統(tǒng)。如西門子的PCS7和TIA概念，實(shí)際上就是用工控機(jī)下掛S7的PLC而組成的概念性的系統(tǒng)，宣傳口號是“不僅僅是基于PC的PC控制”，典型地表示了其一方面不想在開放式系統(tǒng)領(lǐng)域落后于他人，同時(shí)又不想失往老用戶的復(fù)雜情結(jié)。GE-FANUC在2000年底推出了HCS，實(shí)際上就是用原來的產(chǎn)品FANUC90-30和90-70加上工控機(jī)和軟件而組成的概念性的產(chǎn)品，才用了“為用戶量身定做（TAILORED）”的概念，口號是“把DCS和PLC的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來”；也具有同樣的心理。類似的還有ROCKWELL-AB的CONTROL-LOGIX，都是將原有的專用系統(tǒng)加上“開放”的標(biāo)簽，半推半就地走上開放式系統(tǒng)市場競爭的舞臺。這些控制系統(tǒng)巨頭的目的都是相同的，那就是既不錯(cuò)過開放式系統(tǒng)這班航船，又可以將原有的系統(tǒng)盡量多地銷售出往。

　　以上分析可以得出結(jié)論，在開放式系統(tǒng)的市場競爭的低級階段，國外各大控制系統(tǒng)制造商會迎合發(fā)展趨勢推出自己的開放式系統(tǒng)，但是均會以其目前的產(chǎn)品為基礎(chǔ)，在軟件平臺、通訊方面做些裝飾性的工作，而不會真正推出全方位的真正的開放式系統(tǒng)。由于這樣做，對他們現(xiàn)有系統(tǒng)的市場所帶來的損失是他們不愿承受的。

　　3．目前開放式plc控制系統(tǒng)開發(fā)存在的題目

　　目前國際上已有的開放性控制系統(tǒng)從嚴(yán)格的角度來看，它們還不具備開放性控制系統(tǒng)的本質(zhì)特征，仍有很多需要改進(jìn)之處。

　　首先，開放式控制系統(tǒng)的概念不清楚，沒有解決開放控制系統(tǒng)的平臺題目。各系統(tǒng)所采用的體系結(jié)構(gòu)和通訊協(xié)議并不一致，還是自成體系，相互之間缺乏兼容性和互換性，而且對體系結(jié)構(gòu)的闡述都只限于具體實(shí)現(xiàn)層，沒有進(jìn)步到理論的、抽象的層次上來，因而各系統(tǒng)軟硬件不具備可移植性和互操縱性。

　　其次，沒有充分利用像Windows、UNIX、OS/2等新型操縱系統(tǒng)。軟件開發(fā)思想與技術(shù)落后，始終處于甚至低于結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的水平。沒有充分利用面向?qū)ο蟆④浖赜玫溶浖こ讨械男吕碚?、新技術(shù)，而這些正是實(shí)現(xiàn)開放性控制系統(tǒng)的關(guān)鍵所在。

　　此外，產(chǎn)品的升級、更新、修改和維修仍然依靠于生產(chǎn)廠家，沒有提供相應(yīng)的開發(fā)工具和環(huán)境，用戶無法把自己的或任何第三方的思想或產(chǎn)品融進(jìn)到系統(tǒng)中往。

　　題目是，目前各大控制系統(tǒng)制造商并非不了解這些題目現(xiàn)狀，而是不愿意進(jìn)行實(shí)質(zhì)的改進(jìn)來真正滿足用戶的要求，用戶要求開放式系統(tǒng)的目的是為了實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部的信息活動的無縫化和軟件、硬件的標(biāo)準(zhǔn)化和通用化，目前各廠家所采取的措施充其量是幫助用戶向前邁了一小步，而且用戶必須為此付出高昂的用度，如西門子的S7400僅通訊模件所花的用度就占整個(gè)系統(tǒng)的1/3以上，開放式系統(tǒng)應(yīng)有的性能價(jià)格比的進(jìn)步用戶無法享受到。這種表面的開放性并不能代表真正的開放性，不少專家已盡不客氣地指出了這一點(diǎn)，很多明眼的用戶也熟悉到了這個(gè)題目。

　　目前，全力致力于真正開放式系統(tǒng)開發(fā)的反而是一些新興的相對較小的公司，如美國的OPTO22，SOFTPLC，CONTROLSOFT以及英國的TRANSMITTON等等。這些公司沒有過往的包袱，所開發(fā)的產(chǎn)品的市場目標(biāo)也不存在搶自己飯碗的題目，所以他們可以沒有后顧之憂地宣傳。由于他們的產(chǎn)品是充分考慮了開放性的，今后將成為開放性控制系統(tǒng)的新的新氣力。但目前，這些公司普遍沒有信心對目前的市場領(lǐng)導(dǎo)者所占據(jù)的傳統(tǒng)控制系統(tǒng)市場進(jìn)行全面進(jìn)攻，一般還是在鉆一些至公司不愿或忽視做的空缺市場，在國際上沒有對現(xiàn)有的市場領(lǐng)導(dǎo)者構(gòu)成威脅，因此，至公司對這些公司也沒有采取什么對策。

　　值得認(rèn)真分析的是，經(jīng)過兩年到三年的時(shí)間，開放式系統(tǒng)在目前被市場領(lǐng)導(dǎo)者壟斷的市場中打開了一個(gè)缺口后，如占到了10%或20%左右的份額時(shí)，那些目前的市場領(lǐng)導(dǎo)者一定會加以重視，由于即使他們自己不往取代老產(chǎn)品，可能別的新興公司也要取而代之了。這時(shí)，他們一定會全力反撲，紛紛推出自己的新一代開放式產(chǎn)品。這些至公司的轉(zhuǎn)向，可以加速用戶對開放性系統(tǒng)的接受進(jìn)程，更快地推進(jìn)開放式系統(tǒng)的市場步伐。這時(shí)，至公司和小公司在開放性控制系統(tǒng)方面將站在同一個(gè)起跑線上，相對公平地從價(jià)格、服務(wù)、系統(tǒng)集成經(jīng)驗(yàn)等各方面來進(jìn)行競爭，控制系統(tǒng)長期被數(shù)家巨頭所壟斷的局面可看在開放式系統(tǒng)普及后被打破。