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PLC應用多元化 整合平台拓展連結
 

【作者: 王明德】   2014年01月22日 星期三

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硬體技術已趨近頂端,PLC業者多向系統整合邁進。過去的PLC產品,多是「一人一把號,各吹各的調」,近年廠商隨著IEC 61131-3的制訂,有標準可以依循,多元整合的世界,就此開始。


身為自動化控制的一環,PLC多必須與整體自動化系統搭配。雖然PLC屬於通用性強、使用方便、適應面廣、可靠性高、抗干擾能力強與編程簡單等優勢的設備,仍必須有其他週邊零配件的支援才會有效果,因此使用者必須從整體系統面來評估,才不會陷入見樹不見林的盲點。


首先是系統整合的問題。


自動化控制是由許多電子與控制器等元件所組成,傳統控制器不僅佔用空間大,且迴路流程不易修改與維護,PLC的出現使得這些問題得以解決,它也逐漸取代傳統的繼電器等元件的控制方式。諸多廠商投入PLC的開發,使得其語法也愈來愈多,造成使用者在不同廠牌間程式轉換不便的困擾。



圖一 :  身為自動化控制的一環,PLC多必須與整體自動化系統搭配。
圖一 : 身為自動化控制的一環,PLC多必須與整體自動化系統搭配。

許多廠商都談到「學習曲線」的問題。傳統PLC的控制程式多為階梯語言,各家廠商「一人一把號,各吹各的調」,控制程式的撰寫有如百花齊放,不同PLC都有不同做法;因此在當時面對設備商,PLC廠商只要能夠搶進市場,只要穩定性不出「大」差錯,就可以穩穩佔據該設備商作為其「地盤」,尤其小型PLC裝置的狀況更是如此。


由於這樣的做法,對於設備商在系統轉換上造成不便,因此國際電工委員會便開始收集整理各家控制語法,於1999年制定了IEC 61131-3標準,以統一PLC的語法。


精準設計 打造PLC跨平台機制


IEC 61131-3規範的語法,提出一套可跨不同平台的PLC控制機制。規範中透過模組化的規劃與設計,將控制動作分為「邏輯運算」與「硬體動作」兩個部份。「邏輯運算」部分以共同的描述格式,來統一IEC 61131-3所定義的語法並加以實現;而「硬體動作」則針對各硬體,設計出專屬之韌體函式庫,使得控制邏輯可以在各目標平台上使用硬體資源。


這樣的設計,使不同的控制晶片皆可執行以IEC 61131-3語法所設計的控制動作,設計人員只需學會IEC 61131-3語法,便可使用其所支援的控制晶片,進行PLC的設計;此外,由於透過該標準所設計的程式碼,均可以在不同的目標平台間重複使用,因此只要透過自行建立的函式庫,以及利用重複使用的特性,就可藉由「共通性」縮短自動化流程的開發時程。


設計整合性平台 放眼自動化製程


此外,由於PLC屬自動化一環 ,與其他裝置及設備連結的整合性 ,也成為PLC發展的一部份,尤其在日益複雜的生產線及應用環境,對於連結整合的需求亦愈加強化。


因此多家廠商均針對上述觀點,設計具有整合能力的系統平台,包括洛克威爾、西門子、OMRON、施耐德電機等,均規劃與其他設備具有相容性的整合系統平台,這類整合性平台,業界大約於五、六年前開始注意到他的重要性,以當時的情況,廠商推PLC的整合平台的主要目的,主要是由於PLC連結的系統裝置,幾乎都有其本身的控制軟體,必須透過一個整合平台才能互通應用,必須讓所有的控制軟體『一次安裝,全部安裝』,才能讓使用者得以靈活運用。而且在同一套資料庫底下操作PLC,對於自動化控制的確有其助益。


六年前OMRON推出CX1系統的同時,包括西門子與三菱均在同期或之後推出類似的控制平台,「這最大意義是,當自動控制廠商做出一套資料庫系統,讓使用者來更容易應用。」資料庫的建置,讓使用者在編寫PLC的程式時,即可同時應用在HMI或馬達伺服等其他自動化元件上,就無須浪費時間在不同元件上做同一件工作,這在設備規畫上,可以省下很多的資源。


當一套整合軟體就包括所有的控制模式,所有的控制元件的規畫可以直接應用,對客戶來說,造成的方便性絕對不容小覷,廠商當然紛紛投入此項領域。此外,再與IEC 61131-3整合,不同廠牌的PLC就能直接在平台上應用,對客戶來說絕對是一件好事;但相對來說,相同的平台整合架構,加上相同的程式語言系統,也讓PLC的市場競爭更為激烈。


市場已然成熟 市場區隔才有獲利空間


由於PLC的硬體技術已邁入成熟期,如何進行市場區隔,專家認為軟體的發展將會是一項重要的課題。舉例來說,過去的PLC控制平台即使已與系統整合,仍多以程式語言來進行編程,所有的結果呈現也是如此;近期廠商多將「圖像化」作為重要選項,甚至所有的編程均可以圖型控制點選方式進行,也有廠商直接以3D方式模擬PLC控制狀況,讓使用者可以更直覺化的方式來進行應用。


此外,光是工廠自動化層面上,PLC的應用規模也愈來愈有彈性。


目前隨著科技的不斷進步,自動化供應商不僅要能提供產品,還要能夠以整體方案見長,凸顯技術價值,進而在多方合作中贏得更多的權重。提供具備適應性與專用性的自動化產品,通過提供技術服務以保障系統可靠性,都將成為自動化供應商從「賣產品」轉向「提供方案、保障綜合服務」的途徑。


現階段由於環境需求,許多自動化廠商均將「節能」與「安全」議題,作為發展自動化設備的課題 ,這也是PLC未來發展的主要趨勢 。PLC的未來發展除了產品本身的發展,更大程度上取決於用戶和市場的發展,任何產品存在的根本在於用戶和市場的需求。廠商研究指出,在未來5年內,各行各業對自動化產品領域的資本投資將持續強勁,在現況下,PLC在自動化控制的重要性,仍有機會持續提升。


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AlexHung_a31發言於2015.09.22 09:08:52 AM
PLC已經過時了!試試KingStar Motion--內含全球知名即時系統、EtherCAT、SW PLC及SW Motion。不只是單機的自動控制系統,還可以控制一整條產線。 王先生,希望您能撥時間來採訪,謝謝!
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