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智慧浪潮來襲 大廠PLC展開不同布局
 

【作者: 王明德】   2019年09月11日 星期三

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智慧製造已對PLC市場帶來實質影響,未來的PLC不僅要強化本身效能,也必須強化與周邊系統的連結,創造出更高的附加價值,才能在兢爭激烈的市場中站穩腳步。



圖1 : 近年來智慧化成為製造業的重要趨勢,各廠商也紛紛強化旗下的PLC功能與相關布局。(source:SIEMENS)
圖1 : 近年來智慧化成為製造業的重要趨勢,各廠商也紛紛強化旗下的PLC功能與相關布局。(source:SIEMENS)

在自動化系統中,PLC是最主流的控制器,近年來智慧化成為製造業的重要趨勢,各廠商也紛紛強化旗下的PLC功能與相關布局,不同於過去因架構成熟、功能相近,導致各廠之間的PLC產品差異有限,現在廠商智慧化的策略有別,不同廠商對新一代PLC做法也開始產生差異。


洛克威爾以企業聯網強化布局

台灣洛克威爾(Rockwell Automation)PLC產品經理高永勳表示,該公司的PLC產品基本上目前仍以輸出點數區隔為大、中、小型,其大型PLC主要的應用除了產線系統外,廠務與建築也都是重要的應用,此外大型與中型PLC產品,其功能大致類似,差別僅在於擴充性,至於市場行銷方式,大型PLC通常會搭配該公司的自動化整體解決方案,較少有單獨的產品銷售狀況。



圖2 : 台灣洛克威爾PLC產品經理高永勳表示,面對自動化系統的進化,PLC除了必須提升效能外,也必須強化其架構彈性與資安設計。(攝影/王明德)
圖2 : 台灣洛克威爾PLC產品經理高永勳表示,面對自動化系統的進化,PLC除了必須提升效能外,也必須強化其架構彈性與資安設計。(攝影/王明德)

至於一般市場所稱的中型PLC,洛克威爾則是定義為Compact PLC,這類型PLC主要應用領域為OEM機台,OEM機台的PLC必須有低價、高效能特點,輸出點數則在1千點以內,除了點數外,若涉及伺服控制與運動控制,則會有更高的精密定位需求,不過洛克威爾的Compact PLC有其軸數限制,如果客戶的OEM機台軸數過多,仍會建議使用大型PLC。


至於小型PLC則是功能較為簡單,適合用於系統單純的領域,洛克威爾的小型PLC所使用的程式語言也是標準的IEC 61131-3,其控制方式不走該公司原有架構於EtherNet/IP,而是採用與日系產品相同的脈衝輸出控制。


至於近年製造市場掀起的工業變革,高永勳指出不同區域對其定義也各不相同,歐洲是由德國帶動的工業4.0、亞洲是日韓在推的智慧製造,至於北美則是企業聯網,這三大市場的產品設計會因概念不同,架構走向也有區別。


對PLC來說,最大的功能與角色仍是在系統底層做控制,而在美國的企業聯網體系中,企業中不同環節的系統必須彼此鏈結,因此面對自動化系統的進化,PLC除了必須提升效能外,也必須強化其架構彈性與資安設計。其中由於PLC必須與周邊設備整合,因此近年來彈性需求不斷提升,至於資安設計,也是肇因於與外界的連結程度加深,自動化系統必須增強自我保護機制,避免因外界的惡意入侵,導致工廠作業停擺,針對這些需求,洛克威爾也積極與微軟、DELL、VMware等IT大廠合作,全面展開企業聯網的布局。


西門子落實數位化願景

至於歐系大廠西門子,作為工業4.0的推動者,對PLC的布局也與旗下其他自動化產品的推動策略相同,都以數位化為主軸。西門子數位工廠事業部工廠自動化產品管理副協理羅龍翔表示,工業4.0的精神是大量的數據整合,因此必須廣設感測網路擷取數據,將數位化概念落實到包括PLC在內的工廠系統每一角落,透過虛實整合達到工業4.0願景。



圖3 : 西門子數位工廠事業部工廠自動化產品管理副協理羅龍翔表示,工業4.0的精神是大量數據整合,將數位化概念落實到包括PLC在內的工廠系統每一角落。(攝影/王明德)
圖3 : 西門子數位工廠事業部工廠自動化產品管理副協理羅龍翔表示,工業4.0的精神是大量數據整合,將數位化概念落實到包括PLC在內的工廠系統每一角落。(攝影/王明德)

至於PLC本身,西門子近期推出了AI模組(TM NPU),此一模組將類神經元運算的應用於PLC,可進行即時資料蒐集與分析,並藉由機器學習演算法協助企業加速生產製程AI應用,以大幅提升生產效率,在剛結束的2019台北國際自動化展中,西門子就將具備AI功能的PLC應用於機器手臂上,讓機器手臂透過資料的擷取與分析,計算出最佳的力道與角度夾取不同形狀的物品,相較於傳統圖像分析方式,都使用相同的夾取方式,具備AI能力的PLC機器手臂,則可因應物體形狀,自動調整出最適合的方式,而這也將是西門子PLC未來的重點方向。


除了AI外,西門子PLC的利益重點是與外界的整合。近年來西門子成立了推動推動PROFINET和PROFIBUS工業通訊標準的PI協會,與MindSphere World台灣日本開放式物聯網協會,這兩大協會都強化了自動化設備與雲端的鏈結,以更全面、更高角度來看待包括PLC在內的所有自動化設備。


而要從更全面的角度來看待自動化設備,就必須讓設備更開放,更可與周邊系統整合,因此西門子除了傳統的硬體功能模組PLC外,也有可執行於PC上的軟體控制器(Software Controller)與開放式控制器(open Controller),羅龍翔指出,在工業4.0中,OT與IT的整合已是大勢所趨,PC上的數位模擬與各種功能機制,都是未來工廠系統的必要元素,這也是西門子近年來加強數位化布局力道的原因,透過與數位化技術的結合,PLC的效能將比以往更強大,更符合未來製造系統所需。


台灣廠商改走中小型路線

至於台灣廠商,在PLC領域過去多以微型PLC為主,不過由於市場上小型PLC後進者的技術已然跟上,市場競爭過於激烈,且因其架構簡單,應用與功能都受限,因此多數廠商改走中小型策略。


對於小型PLC的競爭態勢,業者則指出,產品的發展到了一定的階段時,必然會遇到價格競爭,因此如果只將聚焦於成本控制,發展勢必受限制,因此台商必須要找出市場的新需求,並進行垂直與水平的產品與技術整合,發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品與服務,才能夠獲得客戶的青睞,也才能夠在市場上穩定成長。


目前台灣業者在小型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,台灣廠商一直以來的優勢在於高性價比,台灣廠商的產品品質與大廠相近,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,台灣廠商產品品質雖仍維持,不過價格方面的優勢逐漸流失,因此現在多數台灣業者都已開始往中小型PLC方向發展,並結合周邊,創造出更多元的價值,例如永宏科技就將旗下的HMI與PLC整合,除了精簡製造系統空間外,通訊纜線也更穩固、成本當然也更佳。


從整體趨勢來看,智慧製造已對PLC市場帶來實質影響,未來的PLC不僅要強化本身效能,也必須強化與周邊系統的連結,創造出更高的附加價值,才能在兢爭激烈的市場中站穩腳步。


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