過去的製造系統(tǒng)中，控制器向來是核心元件，近年來工業(yè)4.0掀起浪潮，智慧生產(chǎn)成為未來趨勢，智慧生產(chǎn)系統(tǒng)訴求高整合，感測網(wǎng)路成為製造架構(gòu)中的重要子系統(tǒng)，在此趨勢下，無論是PLC或PC Based的PAC，都已不只單純將控制做為唯一功能，各廠商的都開始著手進化及其下的相關(guān)產(chǎn)品。
各廠商的控制器產(chǎn)品，在各部位都已開始強化其中，臺達AS系列PLC是個相當?shù)湫偷陌咐水a(chǎn)品可以看出目前業(yè)界的PLC趨勢，AS系列PLC採用了SoC CPU，大幅提升運算能力（基本運算指令可達25ns），其產(chǎn)品定位介於小型DVP系列與中高階的AH系列之間，擁有臺達DVP系列小體積設計、AH系列的強化結(jié)構(gòu)與多樣化功能，最高可支援1,024點I/O與32個擴充模組，適合應用於高階機械控制系統(tǒng)。
新世代PLC經(jīng)典規(guī)格
AS系列PLC主機的設計採用SoC CPU，大幅了提升運算能力（基本運算指令可達25ns），同時支援多樣化的功能卡插槽設計，可以依照實際的需求直接在主機上擴充多種的通訊介面以及AIO介面，具有節(jié)省安裝空間以及成本上的優(yōu)勢，AS全系列採用無背板設計，同時以垂直滑動的方式進行模組的安裝與移除，除了減少控制盤的安裝空間之外，也增加模組更換時的便利性，通訊部分，除了基本的Ethernet介面外，搭配CANopen功能卡還可以支援多種不同的模式，臺達此一系列產(chǎn)品主要的市場目標為中高端的OEM市場，所以在設計上考量速度、安裝空間、更換便利性、通訊介面之外，也具備基本的運動控制能力(6個高速計數(shù)器+6個200KHz脈衝輸出+8個CANopen伺服)。
從臺達的AS系列PLC可以看出幾個趨勢，包括CPU的強化、多通訊介面等，先從CPU來看，PLC過去面對的自動化系統(tǒng)，所需處理的製程相對較為簡單，因此CPU效能需求不需太高，但近年來消費性產(chǎn)品不但體積逐漸縮小，且內(nèi)建功能一再增加，所需的製程越來越精細，在此態(tài)勢下，CPU的效能必須快速提升，Maxim(美信半導體)系統(tǒng)與應用行銷總監(jiān)Mr. Duc Ngo就指出，現(xiàn)在PLC需要更高的分辨率(Resolution)、更快的速度、更小的尺寸、更低的耗電與更多的安全認證。
無論是智慧工廠或工業(yè)4.0，對製造業(yè)而言都是革命性的概念，未來的製造系統(tǒng)下的各式設備將不再只是單獨的個體，透過各類感測器與通訊技術(shù)，設備中所有設備將全面串連，各設備設置感測器擷取的數(shù)據(jù)，可無縫流動，彙整至後端管理系統(tǒng)，形成Big Data，作為上層管理者的決策依據(jù)，同時底端的設備將有自我診斷功能，面對不同的產(chǎn)能需求，相互溝通、自行調(diào)整狀況，以維持最佳產(chǎn)能，面對新世代產(chǎn)線需求，PLC也須同步進化，輸出監(jiān)控、能量控管方面，有更佳表現(xiàn)。
PLC控制與通訊並重
對於PLC的控制晶片，多數(shù)人認為PLC的控制晶片要進化，需要在數(shù)位技術(shù)部份著手，減少數(shù)位元件的體積，不過其實數(shù)位晶片只佔PLC電路板不到25％的面積，其他的離散元件與類比元件則佔了其他接近75%的面積，因此要縮小PLC的尺寸，必須由這兩類元件著手，但這兩類元件的技術(shù)不像數(shù)位元件容易擴展，因此其難度相當高，對此難題，現(xiàn)在市場上已有廠商推出整合晶片，將多數(shù)元件整合為單一晶片，降低尺寸、成本與功耗，透過整合，PLC的速度更快、散熱更佳，且體積更小。
PLC的控制晶片有兩類，一為PLC廠商自行設計，另一種則是晶片廠商提供，自行設計的控制晶片可貼合廠商本身需求，整合性與效能表現(xiàn)都較佳，不過這必須廠商的產(chǎn)品量有一定規(guī)模，方能分攤高昂的晶片設計成本，目前臺灣PLC廠商多採用自行設計的控制晶片，至於晶片廠商的產(chǎn)品，其優(yōu)勢是可快速取得、整體成本較低，效能也高，缺點則是PLC整機設計必須受制於控制晶片，整合性較弱，大陸廠商目前多採用這類型晶片。
第二個重點是多通訊模組，智慧工廠強調(diào)整合性，將各製造設備納為同一系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)的每一設備都必須能相互連結(jié)，此外製造系統(tǒng)還須與後端的IT管理系統(tǒng)鏈接，透過通訊，讓設備與設備、系統(tǒng)與系統(tǒng)都能互送訊息，讓各環(huán)節(jié)的資訊價值可以最大化，目前市場上的PLC，多已有Ethernet通訊埠，臺達的AS系列PLC也將之作為標準設計，在現(xiàn)場總線方面，AS系列PLC選擇了CANopen標準，此一標準兼具易配線與高效率優(yōu)點，在工控市場上已然普及，由於現(xiàn)在的PLC需與馬達、I/O模組互連，CANopen的普及，可使PLC與其他設備的連接更容易，整合性也更高。
臺商往中小型PLC方向發(fā)展
臺達AS系列PLC主打中高階OEM市場，臺灣另一家老牌PLC廠商永宏電機的近來雖然推出的微型的PLC–B1系列，不過永宏經(jīng)理許祿沛指出，未來該公司的產(chǎn)品策略會往中小型方向走，許祿沛表示，永宏電機成立初期的產(chǎn)品即是中大型PLC，當年的技術(shù)如今仍在，因此難度不高，而之所以會往中小型方向發(fā)展，最大的原因在於小型PLC後進者的技術(shù)已然跟上，市場競爭過於激烈，且因其架構(gòu)簡單，應用與功能都受限。
對於小型PLC的競爭態(tài)勢，臺達也指出，產(chǎn)品的發(fā)展到了一定的階段時，就會遇到市場上價格競爭的問題，如果只是注重成本的降低與控制，勢必會受到很大的發(fā)展限制，面對這樣的市場競爭，臺商必須要找出市場的新需求，並且進行垂直與水平的產(chǎn)品與技術(shù)整合，發(fā)揮一加一大於二的效果，同時提供全方位的服務與完整的解決方案，「價格」只是客戶購買時的其中一項考量因素，唯有同時滿足客戶多種需求的產(chǎn)品與服務，才能夠獲得客戶的青睞，也才能在市場上穩(wěn)定成長。
目前臺灣業(yè)者在小型PLC市場，遇到最大的競爭者來自大陸廠商，近年來全球大廠如西門子，也推出小型PLC，讓此一領域的競爭日趨激烈，臺灣廠商一直以來的優(yōu)勢在於高性價比，臺灣廠商的產(chǎn)品品質(zhì)與大廠相近，但價格更為親民，因此一直以來在自動化領域都佔有一席之地，不過隨著大陸廠商的價格進逼，臺灣廠商產(chǎn)品品質(zhì)雖仍維持，不過價格方面的優(yōu)勢逐漸流失，因此現(xiàn)在多數(shù)臺灣業(yè)者都已開始往中小型PLC方向發(fā)展。
亞洲的中小型PLC最主要的競爭者為日商，另外西門子在此領域也有佈局，與小型PLC以單一產(chǎn)品為主的做法不同，中小型PLC必須搭配周邊的自動化設備，以解決方案模式提供給客戶，以永宏為例，就將旗下的HMI與PLC整合，永宏的解決方案有多種選擇，HMI螢幕有4.3吋、7吋、10.2吋，CPU則為600MHz，已於2016年上市，許祿沛指出，此一產(chǎn)品的特點在於，其HMI與PLC可結(jié)合在一起，除了精簡製造系統(tǒng)空間外，通訊纜線也更穩(wěn)固、成本當然也更佳。
FPGA讓PAC效能與彈性兼具
除了PLC外，PC Based的PAC也是自動化系統(tǒng)的主流控制器之一，PLC與PAC之爭已超過10年，PAC的主要優(yōu)勢是相容性高，不過在問世初期，穩(wěn)定度一直為市場所質(zhì)疑，經(jīng)過長年發(fā)展，此以問題已逐漸克服，臺達認為，隨著時間與技術(shù)的演進，PLC與PAC的差異會越來越小，或應該說兩者的融合程度會越來越高，以目前的技術(shù)與市場來看，PLC為OEM市場與簡易的系統(tǒng)中的主流，而PAC則借助著高速處理能力、龐大的資料存儲及優(yōu)越的系統(tǒng)擴展能力，在大型的系統(tǒng)整合市場中獲得青睞，以目前來看，PLC強調(diào)的仍是穩(wěn)定性以及適宜的價格，而PAC則著重在較高的硬體規(guī)格與軟體功能。
PAC市場的主要廠商為工業(yè)電腦業(yè)者，其中美商國家儀器(NI)的CompactRIO是業(yè)界的指標性機種之一，與PLC和一般PAC採用控制晶片或CPU不同，CompactRIO的控制單元使用FPGA(現(xiàn)場可程式邏輯門陣列)，NI行銷工程師吳維翰表示，F(xiàn)PGA的最大特色就是效能與彈性兼具，使用者可根據(jù)身需求，定義FPGA的應用，例如現(xiàn)在多數(shù)控制器的處理器都採用多核架構(gòu)，以平行運算讓PLC可以多工運作，不過多核CPU的運作方式只是運算核心的轉(zhuǎn)換，並不會有專屬的固定運算核心，F(xiàn)PGA則可以由設計者自行設計切分不同的功能區(qū)塊，因此控制器會有固定的運算與其他功能區(qū)塊，此一作法可以完全貼合該控制器的需求。
不過FPGA的缺點在於其程式語言如VHDL或Verilog，都有相當門檻，一般工程師要上手並不容易，而CompactRIO之所以能夠採用FPGA而仍順利推廣，最主要的原因在於，NI的LabVIEW提供了相對簡程式易的圖形化設計介面，讓工程師在設計時更容易上手。
未來PLC的功能發(fā)展
在工業(yè)4.0浪潮中，「資訊的收集、整合與分析」無疑是未來製造系統(tǒng)的重要方向，臺達指出，控制器負責蒐集相關(guān)的設備運作資料並進行儲存，同時向上位監(jiān)控系統(tǒng)傳送資料，而企業(yè)的ERP與MES等系統(tǒng)則可以讀取資料中心的訊息，然後進行分析，再根據(jù)分析數(shù)據(jù)擬定相關(guān)的決策與處理，由此架構(gòu)中可以看出，未來控制器必須要加強與IT介面的整合能力，同時具有大量資料存儲與無線/4G網(wǎng)路連接的能力，方能因應這波工業(yè)革命的趨勢。
