PLC是自動化系統(tǒng)中的關(guān)鍵控制元件,近年來智慧化成為製造業(yè)重點(diǎn)趨勢,不過由於製造系統(tǒng)對穩(wěn)定度向來有高度的要求,而發(fā)展已有半世紀(jì)的PLC技術(shù),相對於其他控制技術(shù),其架構(gòu)更為成熟,因此目前仍居控制器主流。

圖1 : PLC是自動化控制的關(guān)鍵技術(shù),智慧化趨勢帶動另一波市場成長,因此各廠商也紛紛強(qiáng)化本身產(chǎn)品的附加價值,以提升佔(zhàn)有率。(source:Netmax Technologies) |
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從架構(gòu)面來看,PLC依控制點(diǎn)數(shù)可分為小、中、大等四類,其中臺灣廠商以中、小型為主,大型PLC的應(yīng)用領(lǐng)域多為產(chǎn)值高的產(chǎn)業(yè),包括冶金,電力,交通等領(lǐng)域,這些產(chǎn)業(yè)對於產(chǎn)線設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)控管嚴(yán)格,雖然PLC發(fā)展已有30餘年,技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟,因此價格已經(jīng)穩(wěn)定偏低,即使如AB、西門子等大廠牌,縱使市場報(bào)價較一般廠商高出一截,但就整體自動化設(shè)備而言,其成本比例仍不算高。
PLC架構(gòu)穩(wěn)定 市場變化有限
雖然對單一PLC的成本考量不高,不過這些大型系統(tǒng)所覆蓋的範(fàn)圍大,連動影響的設(shè)備與子系統(tǒng)多,因此用戶對其產(chǎn)品的安全性、可靠性和抗干擾性要求比較高。
另外,應(yīng)用大型PLC的製造業(yè)種,其技術(shù)需求更為複雜,需要多樣化與靈活通訊方式,對網(wǎng)路拓展能力的要求也更高,最近幾年各大型PLC供應(yīng)商也強(qiáng)化這幾個功能。另外受迫於市場上逐年增加的價格壓力,目前多數(shù)大型PLC才具有的功能,也開始出現(xiàn)在中型PLC,對功能可用且有成本考量的製造業(yè)者來說,會開始考慮以中型PLC取代大型PLC。
至於在品牌選擇方面,由於大型PLC多會與自動化整體解決方案搭配,較少有單品市場,再加上這類市場都有品牌考量,而品牌考量並非只有單純的品牌迷思,而是涉及廠房的保費(fèi)金額。
由於大型廠房必然會有產(chǎn)物保險(xiǎn),而中,所使用的系統(tǒng)機(jī)具品牌也是產(chǎn)物保險(xiǎn)的保費(fèi)核算條件之一,若使用不具知名度的設(shè)備,所增加的保費(fèi),很可能就覆蓋掉當(dāng)時因選擇小品牌PLC所產(chǎn)生的差價,因此從整體成本角度來看,選擇知名品牌反而是大型製造業(yè)的較佳選擇,也因此小品牌PLC在此一領(lǐng)域幾乎沒有立足之地,目前市場都由歐、美、日等大廠主控。

圖2 : 歐美品牌仍為是PLC市場主流。(攝影/王明德) |
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在中型PLC,由於大部分應(yīng)用中仍需要建立小規(guī)模的網(wǎng)絡(luò),因此通訊能力和組建網(wǎng)絡(luò)的便利性,便成為中型PLC的技術(shù)趨勢,例如西門子的S7-300CPU315,就是目前市場中小項(xiàng)目的首選。另外,在OEM機(jī)臺中,由於對PLC的CPU指令處理、程序的容量、運(yùn)動控制精度與通訊能力等要求都較高,因此目前也多為歐美大廠所掌握,這些大廠也將之視為兵家必爭之地。至於小型市場,價格仍是主要考量,不但大陸、臺灣等PLC廠在此競爭激烈,西門子、三菱、歐姆龍等歐日大廠為拓展市場,也開始進(jìn)軍小型PLC。
從市場發(fā)展來看,中、大型PLC正在逐步蠶食較不複雜的DCS,擴(kuò)大了整個市場規(guī)模,對於大型工業(yè)用戶而言,以PLC為基礎(chǔ)的自動化方案愈來愈受歡迎,一來因?yàn)镻LC的穩(wěn)定可靠與現(xiàn)成可用性確實(shí)眾所週知,二來有經(jīng)驗(yàn)的PLC專業(yè)人才確實(shí)比較容易找到。
至於幾年前一度來勢洶洶的PC-based控制器,對PLC的地位並不構(gòu)成威脅,主要有兩個原因,首先是在工業(yè)4.0概念發(fā)生前,PLC廠商就已經(jīng)把PC-based技術(shù)融入PLC當(dāng)中,用以提供更多新的功能,在對手已具備同等優(yōu)勢下,PC-based控制器自然難以切入PLC的既有市場。另一原因則是基礎(chǔ)的架構(gòu)不同,PLC一開始就是為了自動化控制而設(shè)計(jì),因此其架構(gòu)會特別貼近自動化底層設(shè)備,如馬達(dá)、變頻器等,但PC Based則是從PC而來,自動化控制只是後來所加上去的功能,因此在與上述的這些底層設(shè)備的溝通介面,設(shè)計(jì)的並不理想,在大型PLC上面,雖然PC Based控制器對上層架構(gòu)溝通較佳,但這些溝通介面,現(xiàn)在PLC都已可做到,再加上PLC原有的穩(wěn)定優(yōu)勢,更是讓PC Based難以跨入大型自動化架構(gòu)。
歐美日大廠仍是市場主流
臺灣市場方面,從1970年代開始,臺灣經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入高速發(fā)展期,除了本身市場對自動化設(shè)備需求越來越大,也開始將機(jī)臺設(shè)備輸出至國外市場,尤其是OEM機(jī)臺更是如此。就市場規(guī)模來看,臺灣內(nèi)需市場並不大,但行銷至海外的OEM機(jī)臺數(shù)量龐大,因此在外商的全球布局中,臺灣是PLC市場中不可或缺的一塊。

圖3 : 運(yùn)動控制是PLC的重要應(yīng)用 (攝影/王明德) |
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目前臺灣PLC市場以日系、歐美系、臺灣廠商分佔(zhàn)各低、中、高階領(lǐng)域,在大型PLC市場,TFT-LCD、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值早已突破兆元,由於產(chǎn)線快速擴(kuò)充,因此成為大型PLC廠商兵家必爭之地,過去臺灣曾受日本殖民統(tǒng)治,因此在臺灣工業(yè)發(fā)展初期,仍受日本相當(dāng)?shù)挠绊懀虼舜笮蚉LC市場多使用日系PLC,直到這幾年,臺灣前往歐美留學(xué)人士開始回臺服務(wù),逐漸帶入美系觀念,歐美大廠如西門子、AB等PLC快速取代日系產(chǎn)品。
最後再從PLC廠商來看,各自動化產(chǎn)業(yè)工程師認(rèn)知度最高的PLC品牌,包括了日本三菱、歐姆龍、德商西門子及美商洛克威爾(AB),此外,法國施耐德、美國艾默生、日本的富士、松下、臺灣的永宏、豐煒、臺達(dá)等品牌也有相當(dāng)?shù)闹С侄取?/span>
至於就品牌知名度來看,三菱與歐姆龍兩大日系品牌,在臺灣市場的普及度最高,而西門子與洛克威爾的PLC,則在大型系統(tǒng)佔(zhàn)有較高的比重,一般認(rèn)為,日系品牌的PLC在中小型機(jī)種方面具有簡單易用、體積小的優(yōu)點(diǎn)因此受到廣泛應(yīng)用,但專屬功能提高了方便度卻也降低了系統(tǒng)彈性;而歐美品牌的PLC則強(qiáng)調(diào)開放性,使用者自行定義的功能較強(qiáng),適合大型架構(gòu),但價格偏高,至於臺灣自製的PLC品牌,價格非常有競爭力,穩(wěn)定性也還不錯,但在功能上則比較陽春,且多以小型機(jī)種為主。
整體而言,隨著智慧機(jī)器趨勢的啟動,PLC需求也隨之放大,雖然主架構(gòu)仍維持既有模式,但無論是內(nèi)部的處理器效能或?qū)ν獾耐ㄓ嵞芰Γ率来u造系統(tǒng)對PLC都有進(jìn)一步要求,因此PLC廠商必須讓自己產(chǎn)品擁有更多附加價值,方能掌握市場商機(jī)。