以“软”代“硬”是PLC的一场革命，一种趋势

    在数字计算机面世的同时就出现了两个相互依存，而又相互独立的组件——硬件和软件。我国的“算盘”可能就算是数字计算机的始祖，它由算盘和算法两者相配合来完成工作。这里的算盘是硬件，而被我们熟记的“口诀”则作为软件。

    进一步的发展已经表明：有不少功能还可以相互转换。电子计算机发展的过程是由模拟计算机到数字计算机的过程。也就是由单纯的硬件计算机发展成为具有硬件和软件的计算机，后者的软件完成（取代）了前者的计算功能。可见只要在数学模型相同的条件下，很多工作都可以相互取代。早期的模拟计算机主要用来进行逻辑运算和解微分方程。现代计算机的核心工作依然如故。尽管它看起来五花八门，而且似乎无所不能。我们经常用到的处理声音和图像的工作，从录音、录像，到压缩、编码、解码等，很多都是既可用专用硬件模块完成，也可用软件来完成。

    了解以“软”代“硬”的设计思路，对从事计算机控制的同行也是十分重要的，很具有应用价值。例如，我们在处理信号时，经常用到各种滤波器。然而使用数字滤波器软件，也可能达到同样的效果。现代的工程设计中，软件和硬件在功能方面的相互取代，已是司空见惯了。

    诚然，在实施以“软”代“硬”的工作时，可能会遇到时间滞后的问题。我们可以粗略地理解为硬件模块工作是即时的或同时的，而软件的工作是“按部就班”的，是分时的，所以一般显得慢一些。这在实时控制系统里，可能是不可接受的。但是如果计算机速度足够快，就有可能弥补这一缺点，当然，若因此而过于提高对计算机的要求，或是过于增加CPU的“开销”，则另作他论。可行性和经济性必须兼顾。

    本节所讨论的硬件和软件的区别、功能的相互取代，以及发展趋势等，仅仅只是对处理信息而言。控制系统中的另外两个必不可少的重要功能环节——检测和执行并不包含在内。因为执行通常伴随着一定能量的转换。一台汽车发动机，无论采用什么高级技术进行调节和控制，最终仍然要落实在驱动汽车上。落实在将化学能转换成热能和动能上，完全不能直接用“软”的办法来完成。监测装置也是一样，我们尽可以对已经监测到的信息利用软件进行各种加工。然而这个信息的源头一定是来自于硬件，因为它同样伴随着能量的转移或转换。对于某些难以直接测量的参数，即使可以用间接测量的方法，用推理和计算去获得，但这不过是换了一个源头而已。即使就信息处理本身而言，它也不可能完全脱离硬件。因为信息本身需要载体。作为载体的物质，在某一时刻的状态被我们视为信息。没有物质（硬件），也就没有任何状态，更谈不上有任何信息。能将信息记录在石头上、纸上、芯片上、头脑等各类物质中，也就是将这些物质作为载体。信息还要进入载体，还要被表达出来，这些都只能由硬件来完成。因此世界是物质的，运动的，至少无神论者持这种看法。因此我们可以认为：所谓用软件取代硬件的功能，只不过是用更为小巧的、更精密的、更复杂的、能耗更低的、可大批量生产的、低成本而可靠的，但是其功能又是灵活可变的硬件取代了原来的硬件。一种由单纯的机械化向智能化的转变是必然的趋势。

    最后，我们再回到本小节开头的命题：用PLC的软件取代逻辑控制电路的问题。事实已经证明了它的可行性，为此列举一下这种取代的优越性：①体积小、重量轻、能耗低和可靠性高，是显而易见的。②继电器的软件化，实际上也就是虚拟化了。再也不受自身的体积、位置、功耗、触点的数量及种类的限制。“抽象包含着质的提高”。完全免除了该部分所有的配线工序。③通用性极强。由五花八门的、由有触点电路或无触点逻辑电路组成的控制电路板，简化为统一批量生产的、通用性极强的PLC。对于一种工业产品而言，是一种革命性的进步。事物由简单变得复杂，再由复杂变为更高级的简单。不仅因为简化了设计、调试过程，也简化了将来更新换代的过程。加上软件的复制成本十分低廉，所以降低了生产成本是不言而喻的。