半导体和摩尔定律

从大型计算机到嵌入控制器和传感器内的处理器，如此巨大的计算技术的进展，全都植根于晶体管的发明。在1947年，贝尔实验室的John Bardeen和Walter Brattain因此为人类的科学技术进步做出了史无前例的贡献。无可辩驳的是，晶体管的发明是集成电路和微处理器开发成功的基础。 甚至今天运算能力较强的处理器芯片也是按其中封装了多少晶体管的数量来测度的。

一直到1953年才有商品化的头一个低价的小信号PNP结锗晶体管问世，型号是CK722，每只价格7.6美元。到1954年Texas Instruments 和另外一家公司合作开发了头一台商品化的晶体管收音机Regency TR-1，那时标价为$49.95美元 (大约相当于2019年的 $476 )。

采用晶体管的工业用电子控制器大约在1950年诞生，此前气动控制器从上世纪的20和30年代开始应用于工业现场，几十年一直这样在用着，直到晶体管出现后才发生很大的变化。

固态电子器件的成本实际上就是以低成本呈现更多功能和更多应用的历史。这可以用经过时间检验的摩尔定律予以表达。仙童半导体的联合创始人和曾任Intel CEO的Gordon Moore，在1965年的论文中头一次定义集成电路中元件的数量每年要翻一番，而且这一增长率将延续到下一个十年。摩尔定律连续地推动计算技术的发展，这些被商用设备和工业设备的复杂和小型化所证实。由于高性能的电子器件和处理器的不断进展，使得更小的体积和更低的价格成为可能，这才造就了物联网IoT得以实现和普遍应用。

可编程逻辑控制器PLC

1970年诞生的头一台PLC在通用汽车GM投用，对金属切割、钻孔、材料处理和装配等环节进行控制。世界上头一次推出的PLC的成功表现为两个方面：一是用计算机来解析过去用继电器实现的逻辑控制；二是采用梯形图逻辑编程，使原来的电气工程技术人员能在自己原有的技术基础上采用计算机编程。

在PLC出现之前需要用大量的继电器组成控制系统，既占据很大的空间，其可靠性又依赖于机电继电器的可靠程度；一旦要对控制系统重新配置，不得不耗费许多时间重新接线。当时Richard Morley是Bedford公司的工程师，他率先创立了开初的设计，然后与他的团队研制了工厂自动化和和连续处理应用的固态的顺序逻辑解算器，这是头一台实际可运用的可编程逻辑控制器，被命名为Modicon 084，因为这是Bedford公司第84个项目。1969年11月在得知GM公司的要求后，他们向公司的液压部门展示了Modicon 084，获得GM的青睐。

梯形图逻辑编程很容易受到电气工程技术人员欢迎，其优点是不言而喻的。

这种由Bedford公司开发的梯形图逻辑编程中相关的符号，来源于电气工程中描述顺序操作功能，这使广大的电气工程师和电工能以非常容易理解的方式对计算机进行编程。其发明人Morley在《Manufacturing System》1992年4月刊撰写题为“梯形图逻辑正在逐渐衰弱吗？”论文中指出：“梯形图逻辑作为一种控制语言第头一次用在硅器件搭建的控制器上，大约在1969年，在Bedford Associates公司。为了支持这个控制语言构建了由三个部分组成的硬件平台，即一台双端口的存储器、一台逻辑解算器和一台通用计算机。早期在Modicon公司我们用了退化形式的梯形图表达。这个语言较大的优点能被世界上所有从业的电气工程人员理解。之后梯形图扩展为多个节点，还附加了一些功能。梯形图逻辑的功能性和PLC的适用性迅速在所有的工业中大量采用。”

PLC在控制工业中广泛运用，关键在于它对系统进行编程的能力。电磁继电器构成的控制盘不具备同等的能力，一旦控制方案改变，必须对继电器盘重新接线。而PLC面对控制方案的改变既方便又快速，同时体积也小许多。

在2007年ISA展会上有一个主题为《标准化会扼杀创新吗？》的圆桌会议上，许多自动化系统的供应商都抵制具有互操作性的开放系统。对应当时会上的抵制，Morley发声问道：什么工业需要开放系统？难道我们要放弃追求，重回以前专用的老路吗？这振聋发聩的问话扭转了会上的气氛。现在13年过去了，开放系统正在变为现实。Morley作为ISA持有这种前向思维的自动化行业的舆论家和思想家，对推动工业自动化的发展起了巨大的作用。这一情节来自当时参加会议的一个年青工程师深情的回忆。