ЗА КУЛИСАМИ БОРЬБЫ ЗА ПЕРВЫЙ ПЛК

В 1970 году в мичиганском подразделении автоматических трансмиссий – Гидраматик – компании Дженерал Моторс разгорелась ожесточенная борьба. На кону стояли права собственности на то, что впоследствии стало первым программируемым логическим контроллером, а результат борьбы обещал повлиять не только на архитектуру первых ПЛК, но и на успех или провал их защитников.

Внутренняя конкуренция в Гидраматик

Нет ничего странного в том, что подразделение Гидраматик, технологический лидер в составе GM, стал инкубатором для программируемого логического контроллера. Гидраматик одним из первых начал использовать компьютеры в своем производстве – модель IBM 1801.

В апреле 1968 года молодой инженер подразделения Гидраматик, Дэйв Эмметт, выдвинул идею о разработке «стандартного устройства управления». Этот контроллер, по его замыслу, должен был заменить релейные системы, управлявшие работой станков. Эмметт отвечал за Группу схемотехники и предсказывал появление устройства, которое сможет сократить стоимость обслуживания, улучшить качество диагностики оборудования и сократить место, необходимое для панелей управления.

Эмметт имел четкое представление о своей цели. Ему нужно было «разработать технологию, которая позволила бы существенно сократить время, необходимое для внесения изменений в последовательность управляющих воздействий. В случае с реле нужно сначала разработать документацию, а затем внести изменения в оборудование. Это слишком долго».

Примерно в то же время вторая группа сотрудников Гидраматик задумала другую систему управления оборудованием для Дженерал Моторс. Компьютерная группа привлекла компанию Information Instruments, Inc. (3-I) для создания компьютерной системы управления сборочной машиной для линии сборки муфт переднего хода. Эта новая система управления не имела ограничений по количеству элементов в лестничной диаграмме, обеспечивала параллельную обработку или могла включать сложные булевы уравнения.

Сотрудники компании 3-I вспоминают, что конкуренция между двумя группами в рамках подразделения Гидраматик была очень жесткой. Группа схемотехники хотела дублировать существующие лестничные диаграммы, а Компьютерная группа собиралась использовать непоследовательное программирование, аналогичное тому, которое использовалось в системах испытаний при сходе с конвейера. Этот подход должен был обеспечить более устойчивый набор команд и сократить время обработки. Преимущества и недостатки обоих подходов должны были выясниться по мере развития проекта.

Три финалиста, три решения

В апреле и мае 1968 года в Гидраматик шла работа над запросом предложений, который отличался заметной простотой по сравнению с нашими современными стандартами. Этот запрос, опубликованный в июне 1968 года, содержал всего четыре страницы технических требований, включая фразу «длина слова памяти должна составлять не менее восьми бит». Дуглас Брент работал в то время в Гидраматик и отвечал за спецификации на поступавшее оборудование. По его словам, в процессе работы над спецификациями соперничество между Компьютерной группой и Группой схемотехники было очень острым, причиной чему, скорее всего, был обычный дележ территории.
Из всех компаний, получивших запрос предложений, для дальнейшей оценки были выбраны три: Digital Equipment Corporation (DEC), 3-I и консалтинговая фирма Bedford Associates. Эти компании представили, соответственно, модели PDP-14 (DEC), PDQ-II (3-I) и Modicon 084 (Bedford Associates). Название Modicon складывалось из начальных букв слов MOdular DIgital CONtroller.

В июне 1969 года контроллер PDP-14 компании DEC был установлен на шлифовальном станке. Несмотря на прочные отношения между Дженерал Моторс и DEC опасения DEC по поводу ошибок памяти существенно ограничивали конкурентоспособность модели PDP-14. Для внесения изменений в программу необходимо было отослать программу разработчикам, чтобы они затем выслали назад плату памяти. Необходимость снимать память контроллера при каждом изменении делала этот вариант нежизнеспособным.

Две группы Гидраматик

В процессе оценки предложенных вариантов конкуренция между Компьютерной группой и Группой схемотехники ожесточилась до предела. Компания 3-I нашла общий язык с Компьютерной группой Гидраматик. Для Компьютерной группы преимущества использования логики более высокого уровня, а значит и выбор в пользу модели PDQ-II были очевидны. Предложенное компанией 3-I решение для линии сборки муфт переднего хода с его сложным программированием работало прекрасно.

В то же время Группа схемотехники выступала за Modicon 084. Программирование, которое компьютерная группа рассматривала как преимущество, команда Эмметта считала недостатком. Благодаря тому, что язык программирования Modicon был идентичен уже знакомым релейным многозвенным диаграммам, он должен был обеспечить наиболее плавный переход и наименьшую стоимость обучения и поддержки и, как следствие, более широкое применение новой технологии.

Дополнительным преимуществом Modicon 084 был тот факт, что в отличие от двух других вариантов этот контроллер был встроен в усиленный корпус, обеспечивающий защиту.

Сравнение устройства ПЛК

В течение следующих двух лет все три контроллера проходили испытания, пока, наконец, 3 июня 1970 года не был готов документ, в котором сравнивались характеристики этих приборов. Как и ожидалось, конкуренция была сильна не только между производителями, но и их защитниками из рядов Гидраматик.

Дуглас Брент вспоминает, что экономический потенциал контроллера был очевиден. Достаточно было зайти на какой-нибудь завод, подсчитать количество станков и провести несложные расчеты. Цифры выходили астрономические.

Ограничения, которые в конечном итоге сыграли против модели PDP-14, разработанной DEC, были выявлены при сравнении с техническими требованиями Гидраматик. Модель PDP-14 не выполняла требование к хранению памяти данных, потому что имела только постоянную память. Кроме того, DEC, единственный из троих участников соревнования, не предоставлял листинг программы таблицы соединений. В результате сравнения документ отдает преимущество моделям 3-I и Modicon, так как «программный листинг таблицы соединений ускоряет процесс установки и отладки, а также сокращает количество ошибок».

Все три компании испытали свои «стандартные устройства управления» в условиях реального производства, но модели Modicon и 3-I оказались наиболее эффективными. Компания 3-I была куплена Allen-Bradley в 1971 году, а используемый Modicon язык программирования, копирующий многозвенные релейные логические схемы, до сих пор используется производителями ПЛК. Дуглас Брент не оспаривает первенство Модикон в изобретении ПЛК: «Предложенное ими решение было настолько похоже на уже используемые лестничные диаграммы, что победа была очевидной». Если даже Модикон был не первым ПЛК, эта модель была единственной выжившей из первых трех контроллеров, установленных на реальном производстве. Кроме того, функционал модели Modicon 084 фактически стал отраслевым стандартом.

(по материалам CE)