工业4.0和网络物理系统到来后，传统的基于该金字塔模型的工业控制系统架构正在发生变化。首先在最顶层的ERP和MES就逐渐实现互联和融合，实现了生产数据的上层联动，并最终利用云计算、大数据乃至人工智能的数据存储和运算的优势将生产数据进行深度挖掘和加工，并最终输出优化的生产数据用于提高生产效率。而在下层的生产执行层设备和系统，则也处于智能和重构阶段，比如最终生产数据的终端以及产生变化，包括人们身穿的跑鞋、智能工厂里面的智能生产线，这些从传感器到执行器的所有物理设备已经在向数字化、智能化方向发展并且已经取得成绩。因此可以发现，在工业互联网或工业40时代，工业控制系统最终的体系变革是将传统的金字塔模型从两端进行变革。准确一点来说，工业互联网侧重的是上层生产数据的技术变革，即工业控制系统和云计算、大数据、人工智能等的融合，提倡将工业控制系统的数据上载到工业云上，利用云进行数据挖掘和分析从而优化生产的过程。所以在现在的工业互联网架构实现上，其体系架构实现要么是工业互联网平台直接和PLC设备直接采集PLC上的生产数据，要么是工业互联网平台采集工业控制系统的实时数据库中的数据，要么就是开发出一个数据采集网关，通过数据采集网关将所有数据全部采集后，网关再将数据上传至工业互联网平台。所以工业互联网本质上来说就是一个将工业控制系统数据全部汇聚到一个云计算平台上。工业4.0则侧重于实现底层从传感器到执行器的所有物理设备的数字化和智能化，并且实现这些终端设备直接将该数据上传。上传的平台可能是MES，历史数据库也可能是工业互联网平台。对大多数企业来说，工业4.0首先要实现的第一步就是通过MES系统对生产系统所有相关子系统进行垂直整合和数字化，以实现实时的工厂运营透明度。同时横向整合还包括功能区的连接。在此MES起到了信息转盘的核心元素功能，对大数据进行收集、分析、处理以及为支持其他系统数据交换。
在自动化控制诞生之前，系统和机器的生产必须依靠手工进行操作。而自动化所带来的好处是，将那些需要重复操作的环节利用自动化控制实现，解放了人的双手并实现了诸多优势--从缩短上市时间到减少故障产品均能够很好表现自动化控制的优点。尽管如此，随着市场需求的不断增长，人们还是嫌弃现有的自动化控制无法满足生产效率的需求，而实质也是这样。人们需要更多的灵活性来保障快速的产品生产上市销售，灵活性是现在工业自动化的关键和重点。这些灵活性表现在：越来越多的工厂数据应该是可复用的，逻辑代码应该是易于移动和可重用的，系统应该是模块化和可扩展的，生产企业应该根据自己的需求选择他们的优选供应商而不是现在的绑定销售等等。
工业互联网和工业4.0的这些实现支持了未来工业控制系统灵活性和可扩展性的需求。工业互联网使得我们的生产数据可以进行规模化集中存储，实现以前不可能实现的大数据，并利用云计算平台前所未有的计算能力对这些大数据进行分析，挖掘和优化生产效率。工业4.0使得现场设备、机器和工厂已经变得“更智能”，所以我们可以谈论智能设备、智能机器和智能工厂。但是，我们会发现，无论是工业互联网还是工业4.0，均未对工业控制系统的的“大脑”PLC做出任何更进一步的技术变革。这种两头重中间轻的现象，就好比是高速路上的收费站，光高速路扩宽远远不能够实现更大的汽车吞吐，矗立与高速路上的各个收费站才是这条路上的瓶颈点。因此现在针对收费站都需要设置更多收费窗口、实现电子收费等等举措改革而适应高速快速增长的车流。适用于工业控制系统领域也是一样，控制的核心PLC设备不能够灵活扩展，无疑这一限制将会大大减弱工业控制系统灵活性和可扩展性。
因此目前业界针对工业互联网、工业4.0等的技术体系探索，重点将围绕PLC展开。
具体来说实现PLC灵活性和可扩展性的方案主要有以下两种：
1、实现PLC虚拟化。利用PLC虚拟化是虚拟PLC（vPLC）取代传统硬件PLC；
2、PLC硬件重构，实现下一代新型和智能的PLC设备，取代传统硬件PLC。
这两种技术是目前工业向互联网转化的技术热点和研究方向，至少从理论实现的角度上来说，实现PLC虚拟化将最大程度的保障现有的大部分厂家及其用户的现有利益，并且基于信息系统的成功案例，使得大家对其实现信心满满。另外的PLC硬件重构，主要以软件定义思想为核心，将PLC硬件的逻辑运算平面和逻辑控制平面进行分离，PLC硬件将实现通用的逻辑运算，统一由控制器进行控制平面的逻辑控制和逻辑管理。
PLC的虚拟化和软件定义
虚拟化和云计算在ICT领域取得巨大成功，其创新程度甚至颠覆了整个ICT旧有的架构体系，从里到外全部翻了一遍。其效果也是相当显著，至少将现在的ICT环境的运营成本利用虚拟化和云计算技术已经显著降低，至于降低多少，降低到什么程度，我相信这是一个众口难调的数字。但是至少使用虚拟化和云计算的企业，已经享受了其带来的好处，并且当前虚拟化和云计算技术已经成为办公室和企业界最先进的解决方案。
