为什么工控行业技术这么落后？

病理医师

比如还在用串口协议，rs232，rs485等，还在用五十年前的modbus…  
PLC语言标准不统一，行业几乎被几个商业公司垄断，很少看到这个行业开源软件，开源技术。

原文地址：https://www.zhihu.com/question/516591042

继续前进

1.行业保密度高，这样一来就是一小撮人在搞，发展不会快。而新人很难入门。
2.工业环境差，写字楼和厂房作为你的办公环境你选哪个？不要说工业也有研发中心不在厂房，样机的测试调试你要不要到现场？劝退了一批人。
3.同等级收入没什么竞争力，互联网的高级工程师最少是工控的高级工程师的2倍，新人就更别提了。
4.工控国内企业利润低，利润都让外企赚走了。
5.资产太重，收益太慢，不受资本青睐。
6.研发成本太高，样机的制造，测试，量产，每一步都有高昂的试错成本。
7.基础太差，大量的关键件依赖进口，外面一掐脖子你就没办法了。
注：以上内容不是针对用plc，运动控制卡做项目那批人的，那批人的情况更加恶劣。
以上主要指有一定技术含量的工业标准品，比如电机驱动器，运动控制系统，车辆控制器等等。
另外：国外的工控产品做的是越来越好了。
看来很多回答提稳定，其实就是没发展的证明，
你从事的行业2，30年前的技术还满足现在的需求。正说明行业没什么大的进步，否则早就被淘汰了。
稳定是第一位的？真是笑话，在能满足需求的前提下，才能谈稳定。PLC是怎么替换一屋子的继电器的？刚出现第一天就是稳定的？
看看车辆的发展，内部的控制，显示，应用，根本不是20年前比得了的。难道车不要稳定。
说句现实的话，工厂不稳定，受害的可只是打工人，给点钱压一压就过去了，车辆不稳定，是可能害死统治阶级的。

感恩由您

曾经有一个自研的装置数据同步组件准备卖给甲方，我介绍完后甲方只问了两个问题：你们这个东西什么时候开始开发的，在哪些工厂用过？
答曰2008年开始研发的，至今(2021年)用过十几个项目。
甲方：那可以。
但凡来一句“这是最新的技术”，估计就没戏了。

清风寡欲

先回答题主的关键字“落后”，我有两个小公司，一个做自动化，一个做工业互联（物联网），相对来说自动化行业看起来技术确实没有互联网那般百花齐放，丰富的开源软件，繁复的基础架构。
    我分析的原因如下：1、行业人才知识面的差异，自动化不仅仅是PLC，还涉及HMI、SCADA、电机传动、开关量传感器、模拟量传感器、数字量传感器…，都是基础工业，投资大，见效慢的行业，国内企业目前都是追求短平快，从全球技术链来看也是处于低端品牌，跑量的西门子也就是个二流技术；
2、技术积累的难度：有个笑话说的是互联网大厂的码农也就是需要三个按键的键盘（control、C、Ｖ），把API连得好的人一年也能拿个五十万年薪！在自动化行业，每一段代码都是工程师的命根子！也就是一个二流技术的汇川MD500变频器的源代码泄漏造就了中国变频器行业品牌群的半壁江山！可见自动化行业的技术壁垒之大！现在他家的伺服驱动器代码也可以在海鲜市场买得到了！
3、行业钱景；一个品牌如果没有利润那么就没钱养技术研发，技术没有优势的话只能打价格战，价格没有最低、只有更低！利润越来越薄，技术越来越落后！但是它产品能用！于是行业技术停滞不前！互联网一个P8的待遇可以养三个PLC主任级工程师！我以前有个竞争对手共同服务一个客户，后来他把价格降到门槛上，我于是就放弃了；后来听说还有更低的竞争者进来了，他就把账期拉长，一年也就300万的业务量，应收账款就350万！我当时听到这个数字都要疯了！你妈！你是来送温暖的吗？你平均毛利润也就15个点，你他妈怎么不把这笔钱拿去买理财！傻缺！但是现实是目前国产自动化配套行业也就这个竞争局面了。
4、困局：“凑合能用就好”限制了行业的技术发展，百花齐放的同质化竞争导致利润低下，众多的从业者还是只能靠这个行业混口饭吃。所有人都在问“路在何方？”
5、聊聊国外品牌：这两年炒西门子现货的玩家各个赚的盆满钵满！施耐德、ABB也都处于缺货状态，汇川、英威腾和台达乘机攻城略地拿下不少市场份额。但是技术型市场还是西门子、ABB的天下。技术差距是越来越大！

卡卡

从题主的问题描述看，题主完全不了解工控技术。
早在上世纪80年代末，我刚走进大国企。这里用的是4·20mA的测控信号传输方式，比RS485\MODBUS-RTU落后甚多。后来在热工仪表和工控设备中大力发展现场总线技术，大国企各个车间很快就把4~20mA的测控信号传输方式给换成了RS485\MODBUS-RTU方式。再后来发现，这种方式的稳定性不如4~20mA方式。
这么多年过去了，工业以太网也得到大力发展。我们都估计4~20mA信号和RS485/MODBUS-RTU会被工业以太网彻底淘汰，但结果怎样呢？4~20mA信号传输方式和RS485\MODBUS-RTU方式不但没有淘汰，反而以更新的方式在发展中。
知道为什么？因为工控强调的是可靠性和稳定性，工业以太网方式和无线网络反而会带来不稳定因素。
我们来设想，某单位或者某座变电站内的测控信息全部都换成无线网络，如果一旦有黑客侵入，将会发生什么？轻则盗取监控信息，重则造成系统停电，整座工厂或者一部分城区停电，虽能担当得起责任？
可见，越简单稳定的数据交换方式才是最好的方式，其可靠性和稳定性必然最好。
PLC也是如此。PLC遵循的国际标准是IEC61131-3，它规定了几种编程语言，所有PLC厂家所生产的PLC都必须符合此标准。
PLC的核心是单片机，但PLC的工作可靠性和稳定性远远高于一般的单片机组态系统。为何如此？从PLC的硬件到软件，都确保了这一点。
我们看下图：



图1：PLC用作变电站监控的通信管理机CCU

图中的通信管理机CCU就是用PLC制作的。PLC与下方的仪器仪表、电力变压器、继电保护装置均采用RS485\MODBUS-RTU数据交换格式，而PLC往上至电力监控主机系统则通过工业以太网实现。这种方式具有最佳的可靠性和稳定性，且后台系统发布任何遥控命令，都采取了三层口令的权限管理系统，黑客很难侵入。
说件好笑的事。我在XX地铁某条线路中把数十座配电室的电力监控和数据交换系统用PLC构建起来，调试完毕后，操控和监控效果令人满意。然而地铁方面的技术负责人在验收完毕后当着我的面宣布：采用人工操作，监控系统只允许监视存在，自动控制系统全部关闭。开始我都不理解，后来这位负责人对我说：地铁还是以可靠性和稳定性为主，手动为主自动为辅是符合要求的。
还有一次是在某石化厂的工控项目中，系统组建和调试完毕并进入正常运行状态，甲方还专门做了一次黑客入侵的模拟，以及口令系统的可靠性，给我留下很深的印象。
以下是ABB的倒牛奶机器人：

ABB的倒牛奶机器人
https://www.zhihu.com/video/1504488421653979136
此机器人与测控中心的交换接口是什么？会是题主所指的最先进接口以及通信协议吗？如果让一般人都可以进入到它的控制中心，试问题主会发生什么不好的现象？
请题主注意：MODBUS是数据链路层协议，且数据链路层的协议有多种，并非只此一种协议。
我们看下图，此图是国际标准化组织定义的OSI数据交换七层协议：



图2：OSI定义的七层数据交换协议

题主所说的RS485、RS232和RS422是最底层的物理层协议，MODBUS-RTU是第二层数据链路层协议，而题主所指的各种协议应当是第三层网络层的协议。
ISO的OSI模型规定，上层系统可以无条件地透明地使用下层系统，故网络层协议可以无条件透明地使用数据链路层的协议，而数据链路层的协议可以无条件透明地使用物理层的协议和接口。
感觉题主未把国际标准化组织定义的OSI模型理解清楚，似乎把网络层协议与数据链路层协议混淆了。
回答完毕。

同花顺

你这个问题描述基本就是错误的。
你有这种认知很可能因为你就是外行，或者你是相关的从业者但是水平有限。
有可能你只用过一些几十年前的产品，比如说西门子200？
1. “比如还在用串口协议，rs232，rs485等，还在用五十年前的modbus…”， 为什么使用串口协议就是落后的？ 现在几乎所有的芯片都提供UART口，所以所有使用这些芯片的都是落后的吗？用modbus有什么问题？
使用串口modbus虽说有其缺点，比如速度低， 比如连字节访问都不提供。但是在很多工控场合，比如是一些传感器，一些现场的采集器，他通讯实际上就只要几个字节就行，不需要那么高的速度， 使用串口协议它就足够了，它足够便宜，外设上最多只需要一个几毛钱的485芯片就好了。你要加一个网口，不说mcu是否有足够的资源给你移植网络协议栈，就一个phy芯片要多少钱？一个RJ45口又占用多少体积？ PLC给拉个485口出来支持这些设备有什么错？又不多加多少成本。
PLC又不是仅支持RS485或232，现在的PLC基本上都支持网口，大把的网口协议支持比如TCPS7， udpPPI,tcpmodbus，OPC_UA， EIP....
还有大把的现场总线，canopen， EtherCAT， PN...
通讯速率百M，千M，us级的运行周期，ns级的同步抖动。哪里落后了？
2.“PLC语言标准不统一”
    标准IEC631131-3定义了PLC五种编程语言
1)顺序功能图(Sequential function chart) ；
2)梯形图(Ladder diagram)；
3)功能块图(Function block diagram)；
4)指令表(Instruction list)；
5)结构文本(Structured text)
所有厂商提供的编程语言都是这5种，你所谓的编程语言不统一实际是梯形图的风格不统一，日系的欧系的梯形图风格是不一样，但他们的内在逻辑是一样的。
3. “行业几乎被几个商业公司垄断”
  工控行业并没有被几个商业公司所垄断，单国内厂商我知道的就有好几十家。现在国外的厂商除西门子一家独大之外，三菱等国外厂商份额一直受到国内厂商的挑战。国内厂商隐有崛起之意，比如汇川，市值千亿已具备巨头之像。
4.“很少看到这个行业开源软件，开源技术。”
   很典型的我不知道，就是没有。
工控界开源软件多了去了。
比如说 Beckhoff 的ESSC， 几乎所有的EtherCAT从站都用这个协议栈
再比如IGH，SOEM，snap7，open62541等等通讯协议栈.
GRBL，CNC开源协议栈， 市面上的写字机器，3D打印机，几乎都用它，没有它稚晖君拿什么秀给你们看？

ROS， 机器人操作系统。

Beremiz， 支持IEC631131-3 五种语言的开源PLC


plccore: 我朋友写的一个开源PLC内核。
https://gitee.com/RT-Thread-Mirror/plccore