当我们目光转向工业AI智能化控制内容,仔细观察上面关于时代“进化”的描述,你会发现:在AI智能化之前,我们的传统的(PLC)控制器主要都是数字开关量DI/DQ:
(Digital Input输入:指令/状态;Digital Output输出:启动/停止。)
都是对位Bit的0和1操作。
这是因为:
工业控制系统的核心设备PLC,它的诞生,是以电气时代的继电器逻辑+定时器为原型,以“忽略过程”为核心逻辑,依赖开关量(0/1、开/关)实现状态读取与指令输出。(我们知道电动阀开闭需要几十秒的过程;中间的断电都会造成半开状态。)
而布尔逻辑运算,它完全忽略物理世界中普遍存在的连续渐变、过渡过程,无论机械、电气动作的过渡时间快或慢、中间状态多么复杂,都将其忽略,仅识别“开”或“关”两个绝对明确的结果;逻辑里没有灰度、没有中间量,一切状态与命令都呈现非黑即白的清晰性。
这种对过程的忽略,是为构建可靠、可编程的判断机制,确保控制系统能做出无歧义的清晰决策,可以说是必要且关键的抽象。使其符合二进制逻辑运算的计算机应用。
这就形成了我们PLC编程中最常用的“起保停”程序段。

直到上世纪八十年代初,随半导体技术的发展(A/D;D/A出现应用),逻辑控制器(PLC)才嵌入模拟量的信号输入输出。进入过程控制领域,有了以阈值(不等式)为判断逻辑;有了PID等算法。
尽管如此,在长期实际应用中,仍然是以多少多少(开关量)点位控制为主。(从一套PLC控制器上,就能看出,模拟量的AI/AO占比不多。)
而在工业AI智能化的场景中,(从前述例子中就能感受到)大多数都是对数字模拟量AI/AQ的操作。
(我认为,工业AI智能化控制场景中,并非一定都要用机器视觉。)
简单说一下模拟量和数字化模拟量
(Analog Input输入:通过传感器(也称换能器)把物理工程量如温度、转速、位移、压力等等(这些热能、光能、声能、机械能等等物理量),转换为电能信号。(例如转换成0-10V范围内的一个电压信号。)
进而,通过数字化AD(Analog to Digital芯片)器件将这种电信号转换成数字化模拟量的值(例如:将0-10V的电压信号,转换成用一个计算机可识别的,字长16位Bits表示的;0-16384的二进制值;让计算机(PLC)存储、使用。)。
为什么AI智能化场景中,特别关注数字化模拟量呢?
1、真实物理世界是连续变化的;开关量只能反映“开”或“关”的最终状态, 而在现实中的物理过程则是连续的、实时或快或慢地不断变化的。
2、数字化的模拟量承载了更多极具价值的信息!
(这就是说,我们工业控制系统,从软件到硬件,关注重心将会更多地向数字模拟量方面移动。)
下篇我们来探讨-关注数字模拟量变化量的重要性