智能制造是基于新一代信息技術(shù)，貫穿設(shè)計、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動各個環(huán)節(jié)，具有信息深度自感知、智慧優(yōu)化自決策、精準(zhǔn)控制自執(zhí)行等功能的先進(jìn)制造過程、系統(tǒng)與模式的總稱。具有以智能工廠為載體，以關(guān)鍵制造環(huán)節(jié)智能化為核心，以端到端數(shù)據(jù)流為基礎(chǔ)、以網(wǎng)絡(luò)互連為支撐等特性，可有效縮短產(chǎn)品研制周期、降低運營成本、提高生產(chǎn)效率、提升產(chǎn)品質(zhì)量、降低資源能源消耗。

智能制造系統(tǒng)是智能制造模式展現(xiàn)的載體，也是信息技術(shù)與控制技術(shù)集成應(yīng)用的環(huán)境，其核心是大規(guī)模信息處理、識別、分析、決策等工業(yè)控制技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，因此工業(yè)控制系統(tǒng)是智能制造系統(tǒng)里自動化和信息化的基礎(chǔ)，其中可編程邏輯控制器(PLC)又是工業(yè)控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用的核心部件。

隨著互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)的發(fā)展，智能制造應(yīng)用的全面推進(jìn)，PLC作為傳統(tǒng)的自動化的關(guān)鍵設(shè)備也必將得到更加廣泛的應(yīng)用，新技術(shù)的不斷出現(xiàn)將使PLC向智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。智能制造時代，PLC產(chǎn)品面臨著全新的機遇和挑戰(zhàn)。

PLC問世50年了，作為工業(yè)3.0時代的代表性產(chǎn)品，其技術(shù)、產(chǎn)品始終處于發(fā)展之中。在邁入工業(yè)4.0的當(dāng)下，PLC面臨怎樣的變革呢?

工業(yè)4.0和智能制造，有著共同目標(biāo)指向，都是技術(shù)進(jìn)步推動產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，從而實現(xiàn)經(jīng)濟社會更好發(fā)展。智能工廠是智能制造的載體，也是制造企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的愿景。工廠自動化是PLC的傳統(tǒng)領(lǐng)域，智能制造PLC不會缺席。

智能工廠具有全面感知、優(yōu)化決策、精準(zhǔn)執(zhí)行，自動化方式實現(xiàn)的業(yè)務(wù)管理和制造作業(yè)過程的特點。而這些的實現(xiàn)，必須要有多功能、強性能的工業(yè)控制器。從曾經(jīng)的角色和在工業(yè)企業(yè)中的現(xiàn)有存量來看，PLC具有得天獨厚的優(yōu)勢，但也面臨全新的挑戰(zhàn)。

挑戰(zhàn)首先來自于需求端。智能工廠要全面感知，挖掘數(shù)據(jù)價值，前提條件是互通互聯(lián)和數(shù)據(jù)采集。原來現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)和車間一級的網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)是隔離的，互通互聯(lián)與數(shù)據(jù)采集解決問題的重點在多種現(xiàn)場通信協(xié)議間的信息交換?，F(xiàn)在的橫向集成、縱向集成、端到端集成，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建與應(yīng)用等，實現(xiàn)互通互聯(lián)的同時，也帶來了網(wǎng)絡(luò)安全問題。對于PLC來說，互通互聯(lián)帶來的安全問題又分為信息安全和功能安全兩個方面，而后者又是PLC不同于一般業(yè)務(wù)管理用計算機的重點所在。如何確?？刂葡到y(tǒng)在互通互聯(lián)的環(huán)境中的功能安全，要研究的問題還很多。

智能工廠的優(yōu)化決策要在各個層級上實現(xiàn)，在設(shè)備和產(chǎn)線級，需要控制器提供更多的智能功能，提供更快更強的運算能力，提供和支持機器視覺、深度學(xué)習(xí)等人工智能算法，提供IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)以外的高級語言編程等。

現(xiàn)場的同一臺設(shè)備、同一個工藝段、產(chǎn)線，可能有多個或多類控制器。如柔性加工單元，可能是CNC+PLC;機器人工作站可能是機器人控制器+PLC，這些功能是否可以由一個控制器完成?其實PLC、CNC、機器人控制器、DCS功能相互的融合伴隨著各自的發(fā)展歷程。

挑戰(zhàn)同時來自新技術(shù)對原有產(chǎn)品和解決方案的顛覆，其中較主要的挑戰(zhàn)來自云計算模式。云計算的本質(zhì)是大規(guī)模分布式計算，它將非關(guān)即開的數(shù)字化設(shè)備模型化為傳統(tǒng)上的“模擬”系統(tǒng)，增進(jìn)了系統(tǒng)的伸縮性和可靠性，并且規(guī)模越大越經(jīng)濟，使我們今天擁有似乎無窮無盡的網(wǎng)絡(luò)資源和計算能力，擁有了7×24運行的各種線上系統(tǒng)。

PLC產(chǎn)品和技術(shù)發(fā)展到今天，大型PLC系統(tǒng)本身已經(jīng)是一個分布式計算系統(tǒng)，只不過這種分布式系統(tǒng)是基于現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)的。

支撐云模式分布式計算系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域，將帶來工業(yè)控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、技術(shù)架構(gòu)、產(chǎn)品形式、應(yīng)用方式的革命性變革。

邊緣計算興起就是這種變革的一個體現(xiàn)。邊緣計算提出了云、管、邊的體系架構(gòu)，我們也可以簡化為云、邊的結(jié)構(gòu)。在云端，標(biāo)準(zhǔn)硬件組合而成的機器構(gòu)建的基礎(chǔ)實施，大幅降低單位計算成本的同時，提供了強大的計算能力，使得在計算機系統(tǒng)的虛擬空間里構(gòu)建模型、進(jìn)行仿真運行和優(yōu)化運算有了更好的選擇?，F(xiàn)場I/O和實時控制由邊緣控制器實現(xiàn)，軟件自動生成和部署技術(shù)使得邊緣端的功能升級更加便捷和安全，可以更好地提供現(xiàn)場控制所需的智能，并且解決了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)產(chǎn)品升級換代時需要重新配置系統(tǒng)、編制用戶程序所帶來的不便。因為是重新規(guī)劃的系統(tǒng)，統(tǒng)一的技術(shù)架構(gòu)和通信協(xié)議可以更好地實現(xiàn)互通互聯(lián)。