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“接地气”的PLC如何支撑智能工厂

从1969年第一台PLC(可编程逻辑控制器)诞生之日起,PLC就与工业结下了“不解之缘”。经过近半个世纪的发展,PLC已经成为工业自动化系统中最核心元件,在工业控制层扮演着最“接地气”的角色。当人们谈论智能制造、智能工厂、工业互联网这些“高大上”概念的时候,始终要回到落地层面,面对PLC应用效益的最大化以及如何改进满足柔性生产线和智能工厂的需求等问题。可以说,PLC站在了新的发展起点,同时也面临着新的挑战
发布时间:2015-06-15 12:40        来源:赛迪网-中国电子报        作者:徐恒

编者按:《中国制造2025》提出,加快推动新一代信息技术与制造技术融合发展,把智能制造作为两化深?#28909;?#21512;的主攻方向,推进生产过程智能化。目前,智能工厂已成为智能制造重要载体之一。本报特推出《智能工厂核心技术系列报道》,根据智能制造的需求,深入报道围绕智能工厂全生命周期的核心技术应用现状及发展趋势。

从1969年第一台PLC(可编程逻辑控制器)诞生之日起,PLC就与工业结下了“不解之缘”。经过近半个世纪的发展,PLC已经成为工业自动化系统中最核心元件,在工业控制层扮演着最“接地气”的角色。当人们谈论智能制造、智能工厂、工业互联网这些“高大上”概念的时候,始终要回到落地层面,面对PLC应用效益的最大化以及如何改进满足柔性生产线和智能工厂的需求等问题。可以说,PLC站在了新的发展起点,同时也面临着新的挑战。

如何满足大规模“私人定制”

未来PLC产品需拥有更强的通信能力、高性能配置及更好的兼容性。

《中国制造2025》提出,推进制造过程智能化、数字化控制、状态信息实时监测和自适应控制,作为工厂最底层的工业控制层面,PLC肩上的任务可谓越来越重,企业对其应用效率要求越来越高。从不断增长的销售数据可以看出,市场对PLC 的需求是不断扩大的。那么进入工业4.0时代后,如何改进PLC产品?#20174;?#23545;日益高涨的信息化要求,满足市场中日益凸显的个性化需求,已经成为每一个PLC制造商必须考虑的问题。

?#26412;〢BB电气传动系统有限公司PLC&HMI产品管理主管卢飞在接受《中国电子报》记者采访时表示,基于大量客户反馈的需求以及两化融合的趋势,未来PLC产品需拥有更强的通信能力。毕竟越来越多的设备都开始集成通信接口,以前只需要采集简单数字量模拟量的设备,未来都会通过通信进行连接,这需要PLC可以提供更加强大的通信能力。不仅要支持更多的连接数量,还需要更快的通信速度,更高效的通信机制。另外,PLC还将拥有更高性能的配置。此前,PLC的配置往往?#23545;?#33853;后电脑、?#21482;?#31561;民用产品的配置,而随着自动化系统数据的大幅度增加,PLC需要大幅度升级配置?#20174;?#23545;快速增长的系统数据,?#36842;?#33258;动化和信息化的融合。

记者通过采访了解到,目前已有PLC制造商将其内置原生的以太网技术,将以太网用作I/O网络,在以太网上混合使用核心控制设备,从而提高易用性和运营效率。

卢飞告诉记者,随着工厂变得更加智能化,PLC也需要更加重视和相关工业产品的兼容性。未来的用户在选购自动化产品时候将更加关注产品之间的兼容性,更加倾向于选择同一品牌的打包方案。因此目前很多主流厂商都在致力于扩大自己产品的覆盖范围,为客户提供各种层次的打包方案。比如企业在PLC产品研发中非常重视传动产品、伺服产品、机器人产品的兼容性,通过软件平台来?#36842;諴LC、HMI、传动产品、运动控制产品和机器人等多个产品的组态和调试。

当然,PLC灵活性?#19981;?#38656;要提高。毕竟,在工业4.0时代,大规模“私人定制”将成为常态,PLC需要更加灵活的产品配置。“随着中国用户对PLC的理解深入,越来越多的个性化需求应运而生。而目前多数PLC厂?#19968;?#21482;能提供通用性产品,灵活性有待提高。”卢飞表示。

信息安全底层守护者

PLC在面市之前必须通过包含工业信息安全在内的严密系统测试。

在智能工厂里,制造业企业将工厂?#23548;?#36830;接到企业网,开发大数据运作和分析潜力。这种做法使得企业收益颇丰,但也带来了系统级的安全问题。作为工控层的核心元件,安全问题将主导PLC的技术发展。

“此前,多数自动化系统都是局域网,而未来更多的自动化系统会连接上层管理系统以及因特网,随着网络之间的融合,也带来了信息安全的风险,而工?#36842;?#32479;最重视的就是系统的稳定性。因此信息安全技术将成为PLC研发过程中考虑的重要课题。”卢飞告诉记者。

近年来,由于网络技术的飞速发展和各类信息安全事故的频繁发生,工业自动化和控制系统通信网络中的信息安全受到越来越多的关注。IEC/TC65/WG10(工业过程测量、控制与自动化/网络与系统信息安全工作组)与国际自动化协会ISA 99成立联合工作组,共同制定了《工业过程测量、控制和自动化网络与系统信息安全》(IEC62443)系列标准,为系统集成商、产品提供商等开展安全性评估工作提供指导。

西门子(中国)有限公司数字化工厂集团工厂自动化工业信息安全技术市场推广经理王爱鹏告诉《中国电子报》记者,IEC62443标准提出的纵深防御理念对工控系统信息安全提出了一套完整的解决方案,同时对系统所需的安全等级、产品、服务、解决方案在设计初始就充分考虑了安全因素,在IEC62443标准体系指导下,工业领域涵盖5个关键需求:开展工业安全风险评估,建设全面的信息安全管理;?#36842;?#23433;全域的划分与隔离,网络接口遵从清晰的安全规范;部署集成安全措施的保护基于PC的控制系统;保护ICS(工业控制系统)控制级,防御安全攻击;?#36842;?#23545;ICS通信的可感知与可控制。需要强调的是,PLC的安全性是纵深防御理念的一部分,PLC制造商需要保证所有产品在面市发布之前都必须通过包含工业信息安全在内的严密系统测试。在产品规划阶段定义安全需求,并?#32321;?#25152;有需求都得以?#36842;鄭?#22312;系统测试中扩大安全测试工具的应用,在产品最后的测?#36234;?#27573;,集成渗透测试及安全测试。在此过程中,制造商需要及时与相关的中国信息安全监管机构保?#32622;?#20999;联系,及时通报安全漏洞以及补丁、升级固件或替代解决方案的研制进展等情况。

据介绍,西门子于2011年成立了独立的ProductCERT小组,重点关注西门子产品在生产过程中所面临的网络威胁、攻击和各种系统漏洞,同时创建了SIMATIC信息安全实验室,?#20013;?#30740;究工业数据的安全性并将这些测试结果直接应用到后续的产品和软件研发过程中。

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