互聯網是一個頗具顛覆性和侵略性的思想和體系，從它的誕生之日起短短十多年時間，就跨界打擊多個行業并取得巨大成功。總結起來，互聯網的核心思想就是規模經濟，以規模形成經濟效應，即在初始階段，進行大規模的資本投資，提供滿足基本需求的產品，大規模的發展客戶，以求達到規模經濟性。并在達到一定規模后就開始多元化批量復制這種規模經濟，形成多元化的規模發展。因為互聯網每新增加一種產品的存儲、營銷等成本可以趨近于零，所以互聯網的這種特質決定了其針對各個行業必然具有天然的侵略性和顛覆性。

在互聯網向工業控制系統領域逐漸***之后，誕生了工業互聯網、工業4.0以及工業物聯網等市場營銷概念和體系。這些概念喧囂塵上，一時滿城風雨。喧囂之后可能歸于沉寂，然而來自互聯網的***已不可阻擋。

天下大勢，浩浩蕩蕩，順之者昌，逆之者亡。作為工業控制系統從業者，我們應該拋開市場營銷的概念迷霧，去追尋互聯網概念下工業控制系統的技術變革。在這樣的變革時代，工業4.0、智能工廠、工業互聯網等倡導的理念及其技術的實現將不得不在短時間內重新配置，因此需要重新靈活配置工業控制系統的核心設備PLC。如何來靈活配置PLC成為工業互聯網真正實現工業互聯的的背后支撐。因此本文從這樣的角度出發，描述了在工業互聯網時代，工業互聯網的背后核心技術。

可編程邏輯控制器，英文稱Programmable Logic Controllers，簡稱PLC（本文在后續一律簡稱PLC）是帶有模塊化組件的小型工業計算機，旨在自動化定制控制過程。我理解的控制過程就是通過程序對物理設備進行控制的過程，而這個程序就是通過邏輯表達的形式實現的（梯形圖或其他PLC編程語言）。在PLC內部，將真實物理設備通過一個符號或字符串進行邏輯表示，因此編寫的程序就是對這些邏輯進行編程和組合、循序控制的過程。這個控制過程是可編程的，可自定義的。因此稱之為可編程邏輯控制器（PLC）。

PLC一直在發展中，至今尚未對其下最后的定義。國際電工學會（IEC）曾先后于1982年11月、1985年1月和1987年2月發布了PLC標準草案的第一，二，三稿。在第三稿中，對PLC作了如下定義：可編程邏輯控制器（PLC）是一種數字運算操作電子系統，專為在工業環境下應用而設計。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，并通過數字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。可編程邏輯控制器（PLC）及其有關的外圍設備，都應按易于與工業控制系統形成一個整體、易于擴充其功能的原則設計。

在工業控制系統領域內，工業生產環境的物理機器和生產線通常由硬件PLC控制，這也被認為是當前最優化的解決方案并以此驅動工業自動化進程多年。為了更好地理解PLC的目的，讓我們看一下PLC的簡史。

工業自動化在PLC之前就已經開始了。在20世紀早期到中期，工業自動化通常使用復雜的機電式繼電器電路來實現。機電繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統（又稱輸入回路）和被控制系統（又稱輸出回路），當輸入量（如電壓、電流、溫度等）達到規定值時，使被控制的輸出電路導通或斷開的電器。但是，通過繼電器這種架構制造簡單的自動化所需的繼電器、導線和空間的數量都存在很多問題。一個簡單的工廠控制過程的實現就需要成千上萬的繼電器！如果邏輯電路中有什么東西需要更改的話，那更是災難性的。

PLC的設計可以讓熟悉繼電器邏輯和控制原理圖的控制工程師和技術人員能夠輕松編程。其中最初始的實現就是梯形圖邏輯，該邏輯被設計用來模擬控制電路原理圖。梯形圖看起來像是控制電路，其中電力從左到右通過閉合觸點來激勵繼電器線圈。

而基于這樣的梯形圖邏輯進行編程，只需要根據現場工廠環境的的生產流程對照編程梯形圖邏輯即可，從而實現控制過程的可編程性。這個可編程邏輯控制器（PLC）雖然是可編程的，但是和現今熱炒的軟件定義還是有一些區別，主要在于可編程邏輯控制器（PLC）的可編程性具有一定的限制條件。即每臺可編程邏輯控制器（PLC）對其進行編程，都需要特定的編程軟件將程序實現之后，通過和可編程邏輯控制器（PLC）通訊來實施最終的控制過程程序的上載。可編程邏輯控制器（PLC）介于傳統硬件設備和軟件定義之間，實現了數據平面的可編程性，但是控制平面并沒有抽離出來實現統一集中控制。

PLC是為了應對機電繼電器復雜的機器控制而開發的。目的是開發更靈活的控制系統，減少機器停機時間，并用這種新設備執行邏輯功能。從PLC開發出來到現在，確實也達到了最初設計和開發的目的。PLC已經在工業自動化領域默默奉獻了有幾十年的歷史，即使在對安全至關重要的應用中，它們也已經實現了對機器進行控制的可靠性。以至于幾乎所有的現代工業自動化的控制器都是由PLC實現，在工業環境下，PLC幾乎無所不能。

第一次工業革命發生于18世紀到19世紀，通過創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革命改變了這種狀況，使得機器制造業能夠更好地利用水和蒸汽動力促進生產力提升。而這些改進的創新思想和體系在第二次、第三次工業革命中自然也起了很大的作用。正在進行的工業革命是第四次工業革命，也被稱為工業4.0（德國提出）或工業互聯網（美國提出）。工業4.0的基本概念與其他工業革命相同：通過改進業務流程和制造工藝，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，并通過創造能夠代替人工作的機器來使工業制造更容易。