（文章來源：?IT168）

第一次工業(yè)革命發(fā)生于18世紀到19世紀，通過創(chuàng)造新的制造工藝改進了生產流程從而促進了社會的進步。當時的制造業(yè)主要依賴于手工進行商品的生產，而誕生于英國的第一次工業(yè)革命改變了這種狀況，使得機器制造業(yè)能夠更好地利用水和蒸汽動力促進生產力提升。而這些改進的創(chuàng)新思想和體系在第二次、第三次工業(yè)革命中自然也起了很大的作用。工業(yè)4.0的基本概念與其他工業(yè)革命相同：通過改進業(yè)務流程和制造工藝，減少生產時間，降低生產材料成本，減少制造缺陷產品的數量，并通過創(chuàng)造能夠代替人工作的機器來使工業(yè)制造更容易。

關于實踐的最新進展情況，我們通過分析傳統的自動化金字塔模型來進行說明。傳統的自動化金字塔代表了當今工業(yè)控制系統領域的一個典型模型。從傳感器到執(zhí)行器的所有物理設備都處于現場級，用于控制這些現場級物理設備的數據和動作處于第二級，第二級通過使用PLC等物理硬件來控制現場級的物理硬件。第三個級別是一個數據采集和監(jiān)控級別，允許用戶通過SCADA系統監(jiān)視和控制他們的工業(yè)控制過程。

SCADA是數據采集與監(jiān)視控制系統的縮寫，典型的SCADA架構包括傳統自動化金字塔的前三個級別。MES和ERP系統則在SCADA架構之上。MES代表制造執(zhí)行系統，它是指實時監(jiān)控制造數據的系統。MES系統可以跟蹤整個生產過程的貨物情況。企業(yè)資源規(guī)劃（ERP）系統提供了自動化金字塔的最高級別。ERP系統管理核心業(yè)務流程的實時監(jiān)控，如生產或產品計劃，物料管理和財務情況等。

在自動化控制誕生之前，系統和機器的生產必須依靠手工進行操作。而自動化所帶來的好處是，將那些需要重復操作的環(huán)節(jié)利用自動化控制實現，解放了人的雙手并實現了諸多優(yōu)勢--從縮短上市時間到減少故障產品均能夠很好表現自動化控制的優(yōu)點。人們需要更多的靈活性來保障快速的產品生產上市銷售，靈活性是現在工業(yè)自動化的關鍵和重點。這些靈活性表現在：越來越多的工廠數據應該是可復用的，邏輯代碼應該是易于移動和可重用的，系統應該是模塊化和可擴展的，生產企業(yè)應該根據自己的需求選擇他們的優(yōu)選供應商而不是現在的綁定銷售等等。

工業(yè)互聯網和工業(yè)4.0的這些實現支持了未來工業(yè)控制系統靈活性和可擴展性的需求。工業(yè)互聯網使得我們的生產數據可以進行規(guī)模化集中存儲，實現以前不可能實現的大數據，并利用云計算平臺前所未有的計算能力對這些大數據進行分析，挖掘和優(yōu)化生產效率。工業(yè)4.0使得現場設備、機器和工廠已經變得“更智能”，所以我們可以談論智能設備、智能機器和智能工廠。

但是，我們會發(fā)現，無論是工業(yè)互聯網還是工業(yè)4.0，均未對工業(yè)控制系統的的“大腦”PLC做出任何更進一步的技術變革。這種兩頭重中間輕的現象，就好比是高速路上的收費站，光高速路擴寬遠遠不能夠實現更大的汽車吞吐，矗立與高速路上的各個收費站才是這條路上的瓶頸點。因此現在針對收費站都需要設置更多收費窗口、實現電子收費等等舉措改革而適應高速快速增長的車流。適用于工業(yè)控制系統領域也是一樣，控制的核心PLC設備不能夠靈活擴展，無疑這一限制將會大大減弱工業(yè)控制系統靈活性和可擴展性。

因此目前業(yè)界針對工業(yè)互聯網、工業(yè)4.0等的技術體系探索，重點將圍繞PLC展開。具體來說實現PLC靈活性和可擴展性的方案主要有以下兩種：1、實現PLC虛擬化。利用PLC虛擬化是虛擬PLC（vPLC）取代傳統硬件PLC；2、PLC硬件重構，實現下一代新型和智能的PLC設備，取代傳統硬件PLC。

這兩種技術是目前工業(yè)向互聯網轉化的技術熱點和研究方向，至少從理論實現的角度上來說，實現PLC虛擬化將最大程度的保障現有的大部分廠家及其用戶的現有利益，并且基于信息系統的成功案例，使得大家對其實現信心滿滿。另外的PLC硬件重構，主要以軟件定義思想為核心，將PLC硬件的邏輯運算平面和邏輯控制平面進行分離，PLC硬件將實現通用的邏輯運算，統一由控制器進行控制平面的邏輯控制和邏輯管理。