第一台PLC的诞生记（二）

上回我们说到GM在1968年发布了“标准机器控制器”开发的招标书后，有7家公司应标，最后只有3家公司提供了实际原型机进行项目测试，它们分别是数字设备公司（DEC）、信息仪表公司（3-I）和贝德福德协会（Bedford Associates）。那么我们一起来看看这三家公司到底是什么样子公司。

DEC公司于1957年创建，创始人之一奥尔森是1906年2月20日生于康涅狄格州的布里奇波特。1952年获MIT硕士学位，随后在林肯实验室工作，由于跟IBM合作的时候对其官僚作风及其不满，于是在1957年成立了DEC公司开发小型计算机系统。1959年12月，DEC公司向市场推出了它的第一台计算机PDP-1的样机。随后PDP-4、PDP-5和 PDP-6 陆续面世，DEC开始茁壮成长。直到被称为“迷你机”的PDP-8诞生，这是DEC研制的第一款集成电路计算机，被后世认为是PC机的先驱。到1975年，DEC公司彻底地控制了小型计算机市场，并于跻身《幸福》杂志选出的美国头500家大公司的行列。1981年8月IBM公司首次将其个人计算机公布于世，整个市场被席卷，直接与DEC开始正面交锋。DEC摇身一变成为IBM的头号竞争对手，但终究弱于IBM的强大。在1998年1月26日，这家世界上历史最悠久，规模最庞大的计算机公司，因为财政危机而被康柏(Compaq)所收购。2001年惠普康柏又宣布合并，结束了DEC在历史舞台上的最后一幕戏。

说完了DEC的公司，我们转回头来看，当时在通用汽车发布招标文件后，由于DEC公司与通用汽车公司原本关系就非常好，因此1969年6月DEC就交付了第一台原型机PDP-14，该设备安装用于控制齿轮磨床。PDP-14本质上是DEC最成功的“迷你机”PDP-8，增加了工业I / O接口。PDP-14由一个控制单元和几个外部接口盒组成。 控制单元包括一个可变大小的ROM，它最多可以包含4k的12位指令。存储器分为256个字页。通过扩展最多可以处理256个输入输出。

DEC的PDP-14安装后一直运行到1970年。但是为了修改DEC程序，客户应用程序必须发给DEC公司，修改好的的内存板发还给工厂，一般处理一个程序大约需要一周的时间。这一处理方法，最终证明是DEC公司被替换的主要原因。

与此同时，一直与Hydra-matic的计算机部门关系比较好的信息仪表公司（3-I）也交付了他们的设备PDQ-II。对于计算机小组来讲，PDQ-II提供的高级逻辑运算功能的优势非常明显，因此力推PDQ-II也就自然而然。3-I公司将其方案以及复杂的编程，用于正离合器生产线的控制，运行的非常完美。由于其强大的运算能力，PDQ-II很快就在计算部门内部出名了。但是跟当时的其他计算机一样，为了重新编写程序，PDQ-II必须编写了一个布尔程序，然后使用微型计算机接口以电传打字机打孔纸带方式，使用特殊的加载器加载程序。这虽然比DEC的回原厂修改好很多，除了计算机出身的人员，对于其他电气部门来说都非常不便。无论如何，PDQ-II还是在GM的一直运行到1971年后，被Modicon 084全面替换。

话说3-I公司，正是由于这次项目合作，总裁约翰·杜特（John Dute）意思到自己的小公司缺少成为真正竞争对手所需的资源，而当时以变阻器，继电器和电机控制而闻名的Allen-Bradley（A-B）表示有兴趣提供所需的支持。艾伦-布拉德利（Allen-Bradley）购买了3-I的25％的股份，并拥有PDQ-II控制器的销售权以及购买3-I的选择权。 A-B行使了选择权，并于1969年底获得了3-I。从此Allen-Bradley开始转向生产固态控制设备。Allen-Bradley在1985被Rockwell International罗克韦尔国际集团囊获其中。2001年，罗克韦尔将Collins航空电子及通讯业务分离，变成了独立的罗克韦尔自动化公司。

最后轮到了贝德福德协会（Bedford Associates）带来的Modicon 084登场。在谈论该设备前我们不能不去认识一下传奇人物Dick Morley以及之后的Modicon公司。Bedford Associates由Dick Morley和George Schwenk于1964年成立，是一家新英格兰控制系统工程公司。他们的主要客户是新英格兰机床制造商，他们面临着来自欧洲和日本机床供应商日益激烈的竞争。当时机械制造商及其客户也非常希望利用新出现的小型计算机可以为高生产量生产线提供的好处。1968年1月1日，Morley先生起草了一个备忘录，他写到：“这个东西应有如下特性：没有过程中断；直接映像进入存储器；没有软件处理重复的事务；运行速度慢（莫利随后认识到该特性是一个错误）；坚固的设计以便能真正地工作；有自己的编程语言（几个月之后出现了梯形图逻辑）”。谁又能想到这一备忘录的初衷，仅仅是因为当时身为机床操作员的他，厌倦了重复性的工作，想要发明一个将所有功能都集齐于一个编辑器里的一劳永逸的“东西”。 贝德福德（Bedford）小组在3月启动了原型，并在4月启动了新的单元（他们绰号为“笨蛋”），并在Landis Machine的一次展示中进行了演示。演示受到了好评，随后几个潜在客户和机器制造商的反馈的主要结果是决定使用梯形图逻辑进行编程。

1968年5月，Bedford销售经理Lee Rousseau参加了在费城举行的年度西屋机床论坛。通用汽车公司Hydra-matic的Bill Stone发言，并介绍了Hydra-matic部门的标准机器控制器概念，其中包括所需的性能规格。 Bedford原型工厂控制器与Stone设想的标准控制器概念紧密结合。Rousseau很快参观Hydra-matic工厂，并提出了单独的制造业务。根据标准机器控制器规范，Bedford成立了第七家控制公司，新的制造公司被命名为Modicon，它是Modular Digital Controller的首字母缩写。1969年Modicon推出了“ 084” PLC，因为它是Bedford的第84个项目。

与DEC装置一样，“084”也被安装用来代替控制齿轮磨床的继电器面板。由于Modicon首创的梯形图逻辑编程与继电器梯形图逻辑类似，收到了Hydra-matic部门电路系统小组的力挺。计算机小组认为是优势的编程能力，电路系统小组则认为是缺点。084编程相对简单，用户插入编程单元，选择适当的软件模块，然后键入梯形图。Modicon 084的另外一个优势是，它是唯一一个安装在硬质外壳内的控制器，提供了其它两个原型机所没有的车间级的保护。

所有三个原型单元均符合规格并一直运行到1970年。在随后两年中，3个供应商及其支持者之间的竞争非常激烈。凭借不断的操作经验，Modicon 084成为工厂工程师和电工的首选控制器。普通的工厂工程师和电工理解梯形图，因此很容易适应084。其他PLC制造商很快就模仿Modicon并提供了梯形图逻辑。PDQ-II和PDP-14在1971年被替换。084服役已超过10年。 Hydra-matic最终将最初的084返回给Modicon，并已在Smithsonian展出。

其后Modicon一直在自动化行业不断突破，1973年"084"PLC被升级作为“184”PLC重新推出，1975年推出了“284”PLC，1979年推出了工业通信网络Modbus，1994年推出了Quantum系列PLC，1997年成为了施耐德电气公司的第4个主要品牌。

说到这里，故事也接近尾声，DEC的PDP-14作为第一台用于现场测试的原型机，一直被业界公认为世界上第一台PLC，而3-I的PDQ-II虽然速度和运算能力很强，但是终将还是与DEC的类似。Modicon的084虽然不是第一个安装的测试原型机，但另辟蹊径推出的梯形图的编程方式，捕获的当时电气工程师的心，替换了前两者获得了最后的胜利，也牢牢的奠基了其自动化的地位。

然而时代在更替，遥看半个多世纪的故事，传统的PLC以及其梯形图的编程方式是否还能够继续顺应这个时代？什么才能真正引领控制技术的发展？是继续传统的电气时代的体系架构还走上新一代的PC体系架构？作为一个长期一线的工控人，一直期待新的革新和时代到来。 

菲村方也 2019-11-21 上海