伴隨著智能制造的深入推進(jìn)以及IT系統(tǒng)與OT系統(tǒng)的加速融合,，打破工業(yè)控制系統(tǒng)的封閉性和專用性,，實(shí)現(xiàn)軟硬件解耦,、互操作性,、可移植性和復(fù)用性,，是近年來工業(yè)控制技術(shù)發(fā)展和演進(jìn)的重要方向,。而且，在最終用戶的倒逼之下,，軟硬件解耦勢頭正勁,。在此背景下，可實(shí)現(xiàn)軟硬件解耦的虛擬PLC也開始嶄露頭角,。目前,，一些工控廠商已推出虛擬PLC技術(shù)與解決方案；同時,，行業(yè)領(lǐng)先的制造企業(yè)也正在探索虛擬PLC的實(shí)際應(yīng)用,。

軟硬件解耦是指將軟件和硬件進(jìn)行分離,使得軟件和硬件能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)、開發(fā),、測試和部署,，從而提高系統(tǒng)的靈活性、可擴(kuò)展性和可維護(hù)性,。在工業(yè)控制領(lǐng)域,，由于PLC（可編程邏輯控制器）產(chǎn)品品牌眾多，且通常軟硬件深度捆綁,，各品牌PLC之間兼容性差,，導(dǎo)致最終用戶在升級維護(hù)的時候，只能依賴原來的廠家,，一旦服務(wù)缺失（如備件不能供應(yīng),、難以引進(jìn)新的軟件技術(shù)等），最終用戶就無能為力,。這也使得在最終用戶的倒逼下,，實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制系統(tǒng)的軟硬件解耦成為共識，且發(fā)展勢頭強(qiáng)勁,。

正因如此,，能夠獨(dú)立于硬件架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)軟硬件解耦的虛擬PLC技術(shù)和解決方案開始在工業(yè)控制領(lǐng)域嶄露頭角。一般而言,，虛擬PLC是指在通用計(jì)算機(jī)中建立若干個虛擬機(jī)的環(huán)境,，并在這些虛擬機(jī)環(huán)境中運(yùn)行PLC程序。

虛擬PLC超脫于傳統(tǒng)PLC的軟硬件強(qiáng)制綁定,，實(shí)現(xiàn)了PLC的數(shù)字孿生,，其主要優(yōu)勢包括：最終用戶可不被供應(yīng)商鎖定，可以根據(jù)需求進(jìn)行硬件的選擇,、升級和更換,；能夠采用先進(jìn)的IT技術(shù)和方法來管理OT硬件，并可實(shí)現(xiàn)高擴(kuò)展性和靈活性,，讓低成本的硬件也有可能采用更先進(jìn)的控制系統(tǒng),，以及可通過工業(yè)邊緣系統(tǒng)訪問虛擬PLC，更加便捷地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制等,。

虛擬PLC的出現(xiàn),，解決了傳統(tǒng)工業(yè)控制技術(shù)所面臨的硬件交付周期長、維護(hù)成本高,、控制器產(chǎn)品品牌眾多且兼容性差,、方案可復(fù)用性差等問題。目前,，包括CODESYS,、西門子、菲尼克斯電氣等工控廠商已推出了虛擬PLC及相關(guān)技術(shù)解決方案,。
 例如,，CODESYS推出了其具有里程碑意義的新產(chǎn)品——CODESYS Virtual Control SL(虛擬控制技術(shù))解決方案。它集成了許多先進(jìn)的IT技術(shù),，如Containers,、Hypervisor、Kubernetes,、OPC UA,、Web協(xié)議等技術(shù)，不僅可以實(shí)現(xiàn)軟硬件解耦,，同時更可以借助通用的硬件平臺、容器技術(shù),、實(shí)時操作系統(tǒng)等實(shí)現(xiàn)自動化軟件的IT化,，并能夠在傳統(tǒng)控制器、邊緣側(cè),、私有云或公有云服務(wù)器等多種環(huán)境下部署運(yùn)行,，實(shí)踐了“硬件平臺提供資源，軟件系統(tǒng)定義功能”的理念。

西門子在其最新的博途全集成自動化軟件TIA Portal V19中,，加入了首款虛擬工業(yè)控制器Simatic S7-1500V,。作為是一款完全虛擬的PLC，它基于SIMATIC S7-1500 PLC的功能和操作,，且獨(dú)立于硬件,，擴(kuò)展了SIMATIC產(chǎn)品組合，并作為西門子增強(qiáng)自動化產(chǎn)品組合Industrial Operations X的一部分,，支持實(shí)現(xiàn)更靈活,、模塊化的生產(chǎn)工廠設(shè)計(jì)以及高度適應(yīng)性的生產(chǎn)過程。

菲尼克斯電氣推出了PLCnext Virtual Control軟件解決方案,。PLCnext Virtual Control利用虛擬化技術(shù)將PLCnext Technology的環(huán)境部署在客戶的硬件設(shè)備上,。作為Automation Runtime Platform軟件平臺底座，它能夠輕松部署多種IEC61131,、IEC61499運(yùn)行時軟件,，以滿足不同的產(chǎn)品設(shè)備或需求，如PLC,、DCS,、工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床,、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等智能制造相關(guān)場景,，使得工業(yè)自動化系統(tǒng)的部署和管理更加高效和靈活。而且,，PLCnext Virtual Control還支持在單一硬件設(shè)備上部署多個PLC,，為節(jié)省空間、降低成本,、提高管理效率提供新思路,。

同時，一些領(lǐng)先的制造企業(yè)也在與工控廠商一道,，共同探索虛擬控制的實(shí)際落地應(yīng)用,。例如，福伊特紙業(yè)與CODESYS成立了項(xiàng)目研發(fā)測試實(shí)驗(yàn)室,，共同完成了CODESYS Virtual Control解決方案的部署,。通過部署CODESYS Virtual Control虛擬控制技術(shù)解決方案，福伊特公司的造紙項(xiàng)目自動化應(yīng)用程序靈活性更強(qiáng),，且更易于維護(hù),。奧迪也探索在其工廠中部署虛擬PLC，以實(shí)現(xiàn)更加靈活的工業(yè)控制,。

總之,，當(dāng)前在工業(yè)控制領(lǐng)域，軟硬件解耦正勁，而能夠?qū)崿F(xiàn)能夠獨(dú)立于硬件架構(gòu),，實(shí)現(xiàn)軟硬件解耦的虛擬PLC的也開始嶄露頭角,。然而，整體而言,，傳統(tǒng)PLC依然具備一系列的突出優(yōu)勢,，包括能夠在嚴(yán)酷的工業(yè)環(huán)境下長期可靠運(yùn)行、易用性好等,，這也是其能夠長盛不衰,，成為工業(yè)自動化領(lǐng)域的常青樹的原因所在。而且,，軟硬件解耦也并不意味著,，今后PLC領(lǐng)域?qū)翘摂MPLC一統(tǒng)天下。如今,，虛擬化PLC及虛擬控制技術(shù)仍處于探索試驗(yàn)階段,，并且也面臨著如何解決PLC的時間確定性和IT云服務(wù)的不確定性等關(guān)鍵挑戰(zhàn)，要想在工業(yè)控制領(lǐng)域發(fā)揚(yáng)光大,，仍然有很長的路要走,。