FBM202使用位于工厂车间边缘的控制器的术语是“远程 I/O”。这些控制器小巧、灵活且坚固，具有足够的数字 IO 通道，以将工业设备使用的多个高输入和输出电压（标称 24V）转换为控制器使用的较低电压（<5V）。图 4 中所示的 IC 非常适合此目的。它是符合 IEC 61131-2 标准、软件可配置的 4 通道工业数字输出、数字输入设备，可按通道配置为高侧 (HS) 开关、推挽 (PP) 驱动器，或类型 1 和 3，或类型 2 数字输入（根据需要）。这意味着如果受控过程需要重新配置，该单个 IC 可用于为控制器提供 4 个数字输入或 4 个数字输出（或两者之间的任何组合），并灵活地改变通道方向（仅使用软件）。该部件的另一个优点是它有一个 SPI 接口，允许将这些 IC 中的几个以菊花链形式连接在一起，为控制器提供更多的数字 IO 通道。该 IC 集成了诊断功能，包括断线检测和 CRC 数据错误检查，同时 SafeDemagTM功能允许它在用作 DO 时安全地放电任何数量的电感负载。它被在高达 40V 的电源电压下运行（但可以承受高达 65V 的瞬态电压）以实现稳健的性能。虽然它非常适合用于小型工厂车间边缘（4 通道或更多通道）控制器的设计，但它也适用于使用前面描述的控制柜布置的现有控制器。使用此 IC，无需在工业过程发生变化时手动交换数字输入 (DI) 和数字输出 (DO) 卡，可以使用软件对单个卡类型进行编程以用作 DI 或 DO - 从而节省空间，简化接线并减少系统停机时间。
FOXBORO FBM204 P0914SY
梯形图逻辑 是用于 PLC 的主要编程方法。它模仿继电器逻辑（开关、继电器、线圈和触点的组合）。使用梯形图逻辑作为主要编程方法的决定非常具有战略意义，因为它不需要太多时间来重新培训工程师来适应这一点。代 PLC 使用基于继电器逻辑接线图的技术进行编程。这消除了教电工、维护技术人员和工程师如何编程的需要。时至今日，梯形图逻辑仍然是流行的 PLC 编程方法。
下面是一个非常简单的电机控制继电器逻辑及其对应的梯形图逻辑。继电器逻辑具有启动开关、停止开关、控制继电器和继电器线圈 (CR1) 以及电机 (Mtr)。梯形图逻辑与继电器逻辑具有相似的外观和感觉。但是继电器逻辑的物理开关和线圈被 PLC 的内存位置取代，表示为输入 (I) 和输出 (O)。
PLC 系统处理许多数字，这些数字代表与过程有关的不同类型的信息。这些过程或机器参数可以是输入或输出设备、计时器、计数器或其他数据值的状态。这些存储器类型可用于存储各种信息，并可在各种继电器梯形图逻辑指令中使用。这些通常称为“标签”。标签可以是不同的数据类型。布尔（离散）、整数、浮点数、字符串和时间。
FOXBORO FBM208 P0914TB
工业控制器选型
大多数工业控制器，例如可编程逻辑控制器(PLC) 和可编程自动化控制器 (PAC)，都可以处理基本功能，例如离散和模拟输入和输出的实时监控和控制。Paulk 说，在工业控制器时，通常会关注其他功能，例如数据处理、通信和高速控制。他从数据处理和日志记录开始：
具有基于标签名称的编程的现代控制器具有多种数据处理功能，包括内置数据记录。一些控制器还可以与企业级系统（例如企业资源规划 (ERP) 系统）中的标准数据库进行交互。
数据记录通常是基于事件或计划的。事件由状态变化触发。计划的数据记录被配置为定期发生，例如每分钟、每小时、每天或每月。
可以记录的标签数量通常是有限的，但至少应为每个计划或触发的事件存储 50 个标签值。系统错误还应与错误或事件的时间和日期一起存储。
除了本地数据记录之外，一些控制器还可以与 IT 企业系统进行通信。市场上的几种软件工具，包括 KepWare KEPServerEX，允许用户在 IT 企业系统和 PLC 之间建立连接，以允许从 PLC 收集数据并将数据保存在数据库中。
P0904AK系列工业控制器包括 HX Hybrid，这是一种可以处理控制和数据处理的混合模型。该模型因其在不影响实时控制性能的情况下与信息系统互连的能力而受到高度评价。
HX Hybrid 的 PLC 功能支持国际标准（包括 IEC61131-3 和 PLCopen *2 ）中的编程方法，因此可以在保持实时性能的同时实现多种形式的控制。由于执行速度比以前的型号快 10 倍以上，因此可以使用其他更合适的语言对难以使用梯形逻辑进行编码的高速处理进行编程。这使得将任务委派给 HX Hybrid 成为可能，而这些任务过去是在 PC 或其他计算机上执行的（见图 2）。
容器技术用于保持控制和数据处理分离，实时执行控制，不受数据处理的影响。可以使用适合与信息系统互联的编程语言（如C/C++），可以在不干扰实时控制的情况下实现控制功能和信息功能之间的数据共享。这消除了对过去系统中所需的 PC 或其他计算机的需要。
通过使用 Windows 的实时扩展来运行软件 PLC，HF-W/IoT 系列可以在 Windows 上同时执行设施设备的实时控制和数据处理功能，例如人机界面 (HMI) 或数据记录。控制的实时性也通过使用多核中央处理器（CPU）来保持，Windows和软件PC被分配到不同的CPU内核，以防止数据处理影响控制。共享内存用于在控制和数据处理功能之间交换数据，并用作缓冲区以防止在传输定期更新的控制数据时丢失任何数据。数据同步也由一种以块为单位处理数据的机制来维护。数据定义存储在文件中以便于更新。
控制器连接
P0916DC在控制技术与外部市场的技术相互融合和融合的同时，它们之间的联系也变得更加紧密。控制系统已经从单个组件的集合演变为集成的智能网络。这些趋势暗示了该行业的发展方向，但并非总是如此。
在被称为现场总线战争的时期，供应商采用了串行总线 I/O 的概念，并通过各种通信媒体和协议来运行它，每一个都试图 将它们的组合确立为主导标准。在此期间，以太网作为替代方案被提出，导致更多 I/O 控制标准的诞生。以太网还引入了自动化通信模型的另一种演变，因为它允许与业务系统集成的方式。自动化不再是单一的控制网络，而是成为网络网络的一部分。随着 TCP/IP 成为万维网的标准，用于控制的以太网的引入为实现工业物联网 (IIoT) 和其他依赖高度连接的分布式系统的工业 4.0 目标铺平了道路。
从组件到串行总线再到互连网络的演变不仅仅是为了更快的通信。趋势是在不同的系统之间建立更大的连接。在标准和协议促进广泛交流的地方，它们已在工业控制平台中得到广泛采用。
当前的示例包括边缘控制器的出现，P0916DC将实时控制与面向 Web 的技术相结合，以便与业务应用程序和基于云的系统进行本机交互。这种趋势还体现在对机器对机器 (M2M) 通信标准的日益支持，例如 消息队列遥测传输 (MQTT) 和 OPC-UA。
FOXBORO控制器模块
与集成周期交织在一起的是异花授粉的平行趋势：来自工业控制市场之外的技术创新正在进入控制器。继续总线 I/O 的历史，我们可以看到这种趋势如何导致新控制器选项的开发。
串行总线 I/O 导致并行 I/O 总线和其他解决方案，使小型和微型计算机与 I/O 交互。然而，这也激发了立 I/O 通信处理器的想法，它将 I/O 与计算机分离，允许任何具有通信端口的东西与其交互。
随着 I/O 模块和 I/O 处理器的改进，这些早期的混合控制器能够提供模拟信号处理选项，这在当时仅存在于分布式控制系统 (DCS) 中。由于梯形图逻辑——被 PLC 用作编程语言——并不是为处理模拟数据格式而设计的，这导致了混合控制器的新编程语言。
然后低成本的 IBM-PC 替代品开始涌入市场。由于当时 PC 仍然是混合动力系统的主要控制选项，这引起了人们对可靠性的担忧。供应商开发工业强化替代方案是有意义的，它将早期混合解决方案的 I/O、网络和编程组件具体化为一个系统，后来被称为 PAC。由于 PAC 使用与 PC 相同的处理器，因此它们能够提供一个功能集，填补了低成本、基于 PLC 的离散控制和高成本、基于 DCS 的过程自动化之间的空白。
值得注意的是，高科技业务和消费 PC 市场的创新如何为工业控制的发展带来机遇。随着运营技术 (OT) 领域越来越多地与信息技术领域融合，这种趋势正在加速。例如，它出现在近年来进入市场的移动解决方案浪潮中。它还体现在对大数据、云分析和机器学习 (ML) 支持的推动中，这些技术起源于工业自动化之外。