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虽然基础的工业控制器仍可用，并且在某些任务中广受欢迎，但先进的编程功能、连接性和模块化正在影响机器控制决策的方式。
与前代产品相比，如今的工业控制器具有更强的处理能力、连接性和可扩展性，并提供更大的灵活性以满足特定应用需求。例如，可编程逻辑控制器 (PLC)、可编程自动化控制器 (PAC) 和工业可编程控制器 (IPC)如今都具备高度的可定制性。
随着机器人和人工智能（AI）等技术在制造业的普及www.cechina.cn，选择和部署工业控制器时需要考虑的因素也在不断增加。制造企业需要确定这些关键因素，并且了解如何应对在现有制造系统中部署新控制器的挑战。
选择工业控制器的关键因素
制造商在为特定生产需求选择工业控制器时应考虑哪些因素？西门子美国Simatic控制器产品经理Luis Narvaez建议，选型时应该重点考虑以下因素：
■控制器是安装在机柜内（IP20）还是安装在设备外部（IP67/68）
■这是一个小型应用（最多50个I/O点）、中型应用（最多100个I/O点），还是大型应用（超过100个I/O点）
■将使用哪些编程语言（IEC 61131-3或其他高级语言，例如C++）？
■是否需要运动控制功能？如果需要，具体需要哪些运动功能：基本定位和速度控制、增强型运动控制，还是高级运动控制？
■更倾向于基于硬件的自动化还是基于软件的自动化？用户有多种解决方案可以选择：传统的基于硬件的自动化、结合高级编程（例如C++）的混合硬件、集成驱动的硬件PLC、基于PC的软件PLC，或者虚拟化（独立于硬件的虚拟化环境）的解决方案。
Actemium北美工业和IT业务开发总监Wilfred Misener建议，首先分析现有装置并评估其当前状态，然后考虑设备的性能标准和流程，以确定用户需求。验证性能、连接性、I/O 容量、编程语言、可扩展性和可靠性，同时还要考虑安全性www.cechina.cn，这一点非常重要。
可扩展性是选择控制器的一个重要因素。罗克韦尔自动化商业产品组合经理Liz Bahl Prosak认为，制造商应选择能够随其生产需求增长的控制器，以便在不进行大规模改造的情况下实现未来的扩展。工业控制器通过模块化硬件、灵活的编程、与各种系统的无缝集成、可扩展的通信协议和定期软件更新来确保可扩展性和灵活性。这些功能使制造商能够在动态生产环境中轻松扩展、调整和维护其系统。
集成性是另一个关键因素，因为控制器必须与现有系统兼容，并能够无缝集成到其他设备和软件中。此外，可靠性和支持也是必不可少的。制造商应考虑控制器的可靠性以及支持和备件的可用性。具有强大支持的可靠控制器可以减少停机时间并确保连续运行。通过仔细评估这些因素，制造商可以选择既满足当前需求又支持未来增长的控制器。
▲集成性是选择工业控制器时应考虑的一个关键因素，因为控制器必须与现有系统兼容，并能够无缝集成到其他设备和软件中。
部署新控制器的挑战
在现有制造系统中实施新的工业控制器时，哪些挑战通常没有得到解决？AutomationDirect产品工程师Alex Maercz认为易用性是一个很重要的选项。选择带有免费且易于获取的软件的控制器，会使设备的持续运行更加方便。当控制平台提供大量基于网络的文档、培训材料和视频时，用户可以培训更多维护和工程人员使用这些产品，从而优化操作，并在需要时提供足够的支持。
在与旧系统接口方面，一些控制器需要额外的硬件和软件，并且需要额外付费。而一些先进的控制器平台包括这些连接的开箱即用的本机选项，可以提供简化的解决方案。
Avanceon运营经理Michael Fazzini认为，尽管存在挑战，但在设计和测试文档上投入足够的时间总会带来更好的结果。在设计初期就纳入合适的人选CONTROL ENGINEERING China版权所有，可以减少实施过程中需要的变更风险和数量。这包括制定编程标准，并在软件开发过程中验证其是否得到遵守。在整个过程中坚持维护标准和文档，使将来执行更改和增强功能的效率大大提高。
Luis Narvaez指出，一些未解决的主要挑战包括确保新控制器和现有系统之间的兼容性，这可能会变得复杂，还有一些其他挑战包括：
■选择一个能与现有系统（从传感器到 SCADA）集成的控制器，对于最大限度地减少运行影响非常重要。
■新控制器的前期投资可能很大。然而，无所作为的成本可能会暴露出其他风险，带来更高的财务影响，如更高的预防性维护成本、备件供应和价格、网络安全/软件漏洞以及缺乏有经验的劳动力。
■来自员工的阻力。员工可能会抵制新技术的实施，因为他们害怕失去工作，或者担心新系统会打破他们的舒适区。
■网络安全风险。随着制造商寻求做出更多数据驱动的决策以优化生产，制造系统的连接变得更加紧密，因此越来越容易受到网络攻击。确保制造商采用最新技术可以降低网络安全事件的影响或风险。
■环境影响。新控制器可能会对环境产生重大影响，包括增加能耗和电子垃圾。
▲机器人技术的使用正在推动控制器技术的许多创新。制造商需要一种简单、统一的方式来编程、操作和测试各种机器人系统。
网络安全和可靠性
考虑到制造企业面临的网络安全形势日益严峻，为了确保工业控制器系统的安全性和可靠性，Actemium公司采取了以下措施：
■尽可能将控制系统与互联网和企业网络隔离。限制对授权人员和设备的访问。
■使用加密和协议，如 OPC UA、MQTT 和 HTTPS。
■定期软件更新和修补。
■部署入侵检测和防御系统。
■备份和冗余。
■安全密码管理、双因素身份验证、定期安全审计和风险评估。
■员工培训和提高安全意识。
■符合 IEC 62443、NIST 800-82 和 ISO 27001 等行业标准，以及安全的硬件设计、持续的系统监控和事件响应规划。
采用 “沙盒”技术，即将控制系统与其他所有数字连接完全隔离，可能是防范网络威胁的黄金标准。然而，如今对于远程连接、可视化和数据访问的需求、期望和要求，往往使得完全的沙盒隔离变得不切实际。Alex Maerc认为，更重要的是使用最新的控制器，这些控制器采用了强大且被行业认可的加密方法控制工程网版权所有，并结合了对面向外部的通信端口的精细配置，以确保其安全锁定，同时保持面向内部的端口开放，以便与OT层的旧设备进行通信。从更大的系统设计角度来看，每个控制器都应该受到防火墙或 VPN 的保护。此外，所有未使用的控制器服务、协议和端口都应支持禁用，以最大限度地减少整体攻击面。
04工业控制器技术的未来趋势
关于制造商应该注意的工业控制器技术的最大趋势，Luis Narvaez认为，虽然 AI 传统上是通过工业计算技术实现的，但预计 AI 技术将更接近 PLC。另一个趋势是边缘计算的引入。这些技术实现了更高效的数据处理和存储，同时消除了硬件依赖性等障碍，使性能易于扩展。我们可以从虚拟控制器的引入中看到这一点。
此外，机器人技术的使用正在推动控制器技术的许多创新。由于最终用户必须在其工厂中集成来自不同供应商的机器人系统，因此很难具备编程或控制这些系统的专业知识。制造商需要一种简单、统一的方式来编程、操作和测试各种机器人系统。
Alex Maercz指出，工业控制器与外部世界的连接已成为最终用户的首要需求之一，尤其是使用对 OPC UA 和 MQTT 等工业物联网协议的原生支持。不幸的是，这也意味着工业控制器越来越成为黑客的目标。
保护工业控制器及其协议的能力已经取得了长足的进步，用户需要确保他们在控制器平台中需要这些功能，然后应用它们。一个相关的考虑因素是，许多用户倾向于使用更开放的平台。
Wilfred Misener认为，工业控制器技术的最主要趋势包括认识到AI和先进机器人技术的能力，以实现风险缓解。其他趋势还包括工业物联网（IIoT），用于实现实时数据挖掘和分析，以及边缘计算和云计算。
鉴于如今控制器的种类繁多以及先进功能的不断涌现控制工程网版权所有，选择合适的控制器可能变得越来越困难。控制器能够实现自动代码生成的能力，可以向用户展示如何实现增值效率提升。
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