作者丁研：和利时系统架构师|自动化的演化路径( 三 )

·通用语言虽然适用面广泛，但在数学、物理、化学、工程学等特定领域的运用中，却暴露出较大的局限性；由于需要阐述更系统化、精确化、抽象化的概念，因此人类便发明了一系列的符号与图形，用于表述某一专用领域的概念与知识，而这种表达方式则被称为领域型语言(DomainSpecific) 。

图6通用编程语言与领域建模语言
与人类语言类似，计算机编程语言也存在通用型(Generalpurpose)和领域型(Domainspecific)两类语言体系；这其中，通用编程语言是目前IT行业，最为普及的编程手段（如C/C++、JAVA、Python）；然而，在面对某些特定领域时，通用型编程语言同样也面临着“表达效率”方面的瓶颈；这时，领域型编程语言（又称建模语言）的特殊作用也就随之显现。
以第一代PLC中推出的梯形图(Ladderlogicdiagram)图形建模语言为例，由于沿袭了早期的控制电路设计方式（电路画线、元器件符号），因此PLC一经推出，便受到了广大控制系统工程师群体的好评。
随后，以欧系厂商为主的自动化厂商，又在梯形图的基础上，推出了功能块(Functionblockdiagram)及顺序功能图（Sequentialfunctionchart）两种图形化建模语言；功能块建模方式为自动化系统引入了模块化、封装、复用等现代化的软件开发理念，而顺序功能图，则帮助工程师，将复杂的工序，分解为一步步相对简单的任务单元，从而极大的降低了复杂工艺的开发难度。
由于提供了一系列贴近专业知识结构的开发方式，自动化产业吸引了大批懂工艺、懂机械、懂电气的技术人才。与此同时，当某项技术的受众达到一定规模时，涉及到一致性、工程规范、教育等一系列因素的标准化工作，也开始显现出重要的作用；IEC61131自动化编程规范，便是在这一时期由国际电工委员会IEC组织牵头制定，并由PLCOpen组织自发地负责后续的标准推广工作。
工控通讯网络-数量与距离所产生的效应
设备数量更多、通讯距离更远、传输质量更好，是网络技术发展的主线逻辑。以IT网络为例，当只有两台面对面摆放的机器时(电脑或打印机) ，一根网线便可建立彼此的通讯；当需要连接几台设备时，一台集线器就可以实现主机间的联通；而到了企业网这一规模后，一套由路由器和网管系统所组成的网络系统，则成为了标配。
与IT网络相似，工控系统的网络发展同样遵循这一规律，不过构成这一网络的主体，则由PC机、服务器，变为了控制器、感知终端、工控机、触摸屏等设备。

图7早期PLC网络架构
在自动化发展早期， PLC主要用于单台设备的简单控制，因此所采用的通讯方式也相对简单：
·PLC主要采用（控制器/IO模块）一体化的硬件架构，而控制器与现场设备的通讯功能，也主要是靠物理接线的方式实现；在系统运行时，传感器会将物理信号(电压/电流)传输给PLC的IO模块，随后IO模块会将电信号转换为CPU识别的数字信号，并交给控制程序进行处理；控制程序完成计算后，会将控制指令发送给IO ，再由IO负责把数字指令转换为物理信号，反馈给现场的设备；
·PLC与人机界面(显示屏)的通讯主要采用串口，人机界面通过串口，周期的向PLC发送数据请求；在接收到请求后， PLC会将现场的过程数据返回给人机界面进行显示（人机界面向PLC发送控制指令，也是类似的道理）；同时，串口还可作为PLC编程环境的程序下载通道，当开发环境发出下载指令时， PLC的管理程序会负责接收编译好的PLC程序文件。

作 者丁研：和利时系统架构师|自动化的演化路径( 三 )

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