再逢雙11，又一次被購物車?yán)锏纳唐诽涂樟斯べY卡。這幾年的網(wǎng)購平臺以難以置信的發(fā)展速度快速增長，其背后都是信息技術(shù)和物流技術(shù)的快速發(fā)展。在這個工業(yè)4.0和智能制造鋪天蓋地的時代，誰又會在這個技術(shù)爆炸式發(fā)展的年代成為下一個弄潮兒，無疑制造業(yè)會是這次的主戰(zhàn)場。

如今的自動化領(lǐng)域，已經(jīng)不再那么保守和固執(zhí)，嶄新的技術(shù)已經(jīng)開始在這個領(lǐng)域發(fā)展。基于TSN的網(wǎng)絡(luò)實時通訊技術(shù)、基于OPC UA的通訊接口技術(shù)，以及基于開放式平臺的控制技術(shù)是現(xiàn)有自動化領(lǐng)域三大發(fā)展方向。2019年也是一個比較特殊的年份，在公認(rèn)的1969年世界上第一臺PLC誕生，正好整整40年。然而第一臺PLC的誕生不像第一臺個人電腦的誕生那樣，一群有志青年在自家的車庫里搗騰出來的，而是真正的一個企業(yè)研究性項目，一次真正的激勵競爭，促成了第一臺PLC的誕生。

故事發(fā)生在上個世紀(jì)60年代的美國，那個時代有個非常牛叉的公司叫通用汽車，汽車已經(jīng)開始在生產(chǎn)線上進(jìn)行流水化制造，到1967年已經(jīng)下線1億輛汽車。在現(xiàn)在的角度來看，汽車生產(chǎn)線是個整車廠都有，而且?guī)讉€月都能給你造一個出來。但是按當(dāng)時的技術(shù)，大多數(shù)人們都不知道啥是電腦，更不用說各種控制器和機(jī)器人了。流水線上的控制都是通過一大面的繼電器和密密麻麻的導(dǎo)線搭建出來的繼電器邏輯控制柜，用于產(chǎn)線上的自動控制。

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牛叉的公司一般都會有一個牛叉的部門。位于美國密歇根州Ypsilanti的通用汽車公司內(nèi)有一個名為Hydra-Matic部門，該部門作為通用汽車公司最主要的生產(chǎn)技術(shù)部門，也是當(dāng)時聞名全國的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)部門。該部門每年生產(chǎn)超過200萬個變速器。他們設(shè)計了長而復(fù)雜的傳輸線用于加工和組裝零件。例如一條將生鑄件變?yōu)槌善纷兯傧涞纳a(chǎn)線長420英尺，設(shè)有58個工作站和329個切削工具。

與大多數(shù)汽車行業(yè)一樣，通用汽車在機(jī)械和設(shè)備升級方面進(jìn)行了大量投資，以提高質(zhì)量和生產(chǎn)率。為了更好地進(jìn)行生產(chǎn)監(jiān)控和制造數(shù)據(jù)處理，該部門在當(dāng)時就安裝了兩臺早期的IBM1800系列電腦：IBM1801。第一個用于監(jiān)控的24臺測功機(jī)的測試臺，第二個用于監(jiān)控的變速箱裝配線。（當(dāng)時IBM只關(guān)注大型計算機(jī)系統(tǒng)，于此同時還有一家DEC的公司，專門做小型計算機(jī)系統(tǒng)）。IBM 1800數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)專為實時數(shù)據(jù)采集，分析和控制而設(shè)計。它采用模塊化結(jié)構(gòu)，可以針對個人用戶進(jìn)行量身定制。它具有靈活的過程輸入/輸出前端并支持內(nèi)存循環(huán)偷竊。磁芯最大內(nèi)存為65,538，十六位字加上奇偶校驗和存儲保護(hù)位。通過逐字存儲保護(hù)，機(jī)器可以長時間運行，而無需重新啟動系統(tǒng)。有大量的實時設(shè)備和功能，包括模擬輸入，模擬輸出，數(shù)字輸入，數(shù)字輸出和24級優(yōu)先級中斷。據(jù)說IBM1800在誕生起一直到現(xiàn)在，快運行了50多年，還能夠運行的非常穩(wěn)定。（估計GM錢有的是，裝備最新的設(shè)備來學(xué)習(xí)的，看人家的技術(shù)部門就是不一樣。）

這么昂貴的設(shè)備雖然能夠在Hydra-Matic部門配備起來，但是想用到產(chǎn)線上去是有很多問題。當(dāng)時該部門計算機(jī)小組的工程師Ed O'Connell認(rèn)為通用汽車公司并沒有從IBM公司獲得足夠技術(shù)支持。由于那臺計算機(jī)的原因，經(jīng)常導(dǎo)致整條測試生產(chǎn)線停掉。（幸好IBM沒有給通用太多的支持，不然也沒有后面的事情了，PLC的出現(xiàn)會更晚一些。）既然又貴、又大，還不好用，總是有人會出來說話了。

1968年4月，Hydra-Matic一個年輕的工程師Dave Emmett，建議開發(fā)一套他稱之為“標(biāo)準(zhǔn)機(jī)器控制器”的設(shè)備。他設(shè)想了一種控制器，能夠替代當(dāng)時用于控制機(jī)器運行的繼電器系統(tǒng)。Emmett當(dāng)時負(fù)責(zé)電路系統(tǒng)小組，整個控制柜內(nèi)都是繼電器，如果他們想修改一下機(jī)器控制序列的話，首先需要準(zhǔn)備相關(guān)的連接線路圖紙，并需要從一堆導(dǎo)線中找到要的線路并進(jìn)行設(shè)計和修改，這可能需要花費幾小時的時間才能夠完成。他設(shè)想某種機(jī)器能夠明顯的降低改變機(jī)器控制序列所花費的時間，減少維護(hù)費用，改善機(jī)器診斷，減少盤臺所需空間。

幾乎在同一時間，Hydra-Matic計算機(jī)部門的一個小組，也正在設(shè)想著為通用汽車公司開發(fā)一種不同的機(jī)器控制系統(tǒng)。計算機(jī)部門已經(jīng)聘請長期合作的接口電子設(shè)備商信息儀表公司（3I）來開發(fā)一種由計算機(jī)控制的裝配機(jī)器，用于控制前離合器生產(chǎn)線。

（注：信息儀表公司簡稱3-I公司，公司不久后被以變阻器，繼電器和電機(jī)控制而聞名的Allen-Bradley公司收購，而Allen-Bradley在1985被Rockwell International羅克韋爾國際集團(tuán)囊獲其中。2001年，羅克韋爾將Collins航空電子及通訊業(yè)務(wù)分離，變成了現(xiàn)在著名的羅克韋爾自動化公司。）

一個部門，兩個小組，各自都非常清楚自己開發(fā)的東西會引領(lǐng)自動化的未來，其中的競爭可想而知。一個是來自于電路系統(tǒng)小組，熟悉現(xiàn)場線路，整天跟邏輯圖打交道。一個是計算機(jī)部門，每天都在IBM的大型機(jī)前敲打著指令代碼。由于兩組人專業(yè)不一樣，因此勢必在定義項目需求上會有偏重。電路系統(tǒng)部門希望復(fù)制現(xiàn)有邏輯圖，而計算機(jī)部門則希望使用非順序的編程，提供一種更具有魯棒性的指令集，從而可以降低處理時間。每一種方案的優(yōu)點和局限性隨著項目的進(jìn)展而變得日益清晰。

在平衡之后，通用汽車公司在1968年6月，招標(biāo)書發(fā)布，包括僅有4頁紙的設(shè)計規(guī)范書，其中主要的要求如下：

1.????? 該單元將采用模塊化結(jié)構(gòu)，并在工廠環(huán)境中受附近高壓和振動的影響下正常運行。內(nèi)置隔離將接受120 VAC的數(shù)字信號，并至少提供16個120 VAC，4 A的輸出。

2.????? 使用固態(tài)組件，它將有32個輸入可擴(kuò)展到256個，而16個輸出可擴(kuò)展到128個。存儲的信息或程序不會由于長達(dá)12小時的系統(tǒng)電源故障而改變或丟失。

3.????? 它很容易編程和重新編程。它將至少有1K的內(nèi)存可擴(kuò)展到4K。

4.????? 它能夠處理8個同時計時的功能，其計時范圍可在0.1到10秒之間調(diào)節(jié)。

昭告書一處，比武擂臺一擺，各路豪杰紛至沓來。在當(dāng)時首先獲得標(biāo)書的是四個供應(yīng)商Allen-Bradley, DEC, 3-I和Century Detroit。后來，Cutler-Hammer, Cincinnati Milling Machine, 和Bedford Associates獲得了副本。在這七個小組中，只有DEC，3-I和Bedford Associates三個小組提供了用于評估的原型控制器，從而獲得實際項目測試的機(jī)會。

?然而誰是第一個提供原型機(jī)用于現(xiàn)場測試的？誰又在計算和性能上處于絕對優(yōu)勢？最后誰又出乎意料的贏得了整個合同？盡情期待下次分解……

菲村方也?2019-11-17 上海