被視為自動化控制的核心,PLC這個已推出近半世紀的產品,雖有PC Based控制器產品推出與之抗衡,但在業者眼中仍具有幾乎無可取代的地位;雖技術已臻成熟,但通過系統整合應用,PLC的空間仍無限寬廣。
PLC,為可程序邏輯控制器(Programmable Logic Controller)的簡稱,可以說是自動化系統的控制核心。從1969年被發明至今,歷經近半世紀的開發,技術已臻完善,說到控制器,PLC還是第一把交椅。
就定義而言,PLC指的是一種具有微處理機的數字電子設備,用于自動化控制的控制器,可以將控制指令隨時加載內存內儲存與執行。PLC由內部CPU,指令及數據存儲器、輸入輸出單元、電源模塊、數字模擬等單元所模塊化組合而成,被廣泛應用于目前的工業控制領域。
PLC出現以前,在自動化控制上,必須要使用成百上千的繼電器與計數器,才能組成具有相同功能的自動化系統;在60年代,汽車生產線的自動控制系統,基本上都是由前述裝置構成。當時汽車的每一次改型,繼電器控制裝置都必須重新設計及安裝,但隨著汽車產業發展的加速,汽車設計更新的周期逐漸縮短,傳統透過繼電器控制裝置的生產系統,顯然已無法因應車廠需求。
因此美國通用汽車公司在1968年公開招標,要求設計新的控制設備,以取代繼電器控制裝置,來年美國數字設備公司(DEC)研制出第一臺PLC,在美國通用汽車自動裝配在線試用成功,自此開啟了PLC的自動化之路。PLC在1969年代被通用汽車使用以來,至今已接近半世紀,這半世紀以來,PLC始終站穩控制系統的核心;即便近年因PC技術提升,PC Based規格控制器被設計出來,這號稱將對PLC帶來的重大威脅;但時至今日,PLC在自動化控制系統中,仍有難以取代的地位,即便歐美大廠如西門子、GE等均投入發展相關系統,仍卻持續不斷精進PLC產品,維持市場的占有率。
多元應用 PLC技術各有所長
由于PLC的系統程序,一般在出廠前即已初始化完畢,用戶可以根據自己的需要自行編輯相應的用戶程序,來滿足不同的自動化生產要求,因此在各種不同的環境中,均可發現PLC的蹤跡。
在臺灣,也是如此。1970年代臺灣經濟起飛,制造業是當時的經濟主脈,為了強化競爭力,多數臺廠開始導入自動化設備。由于當時臺廠多受日本教育出身,因此早期的自動化設備包括PLC在內,多以日本廠牌如三菱、日立為主。到了1980年代半導體產業開始啟動,經濟部號召了張忠謀、曹興誠等人回臺,參與半導體產業的發展,因為這一批半導體先鋒以留美背景居多,因此歐美品牌的自動化設備,亦開始跨入臺灣市場。
不過也因為如此,歐美廠商與日系廠商的PLC,即占據了不同的市場空間,就目前狀況分析,臺灣PLC市場為歐、美、日、臺四地廠商所分據。歐洲的代表性廠商包括西門子(Siemens)、施耐德電機(Schneider)等PLC在臺灣多有布局;美國廠商以GE與洛克威爾的Allen Bradley為主;日本廠商以三菱(Mitsubishi)、歐姆龍(OMRON)、富士(Fujitsu)等廠商比例居多;臺灣主要仍以自動化廠商為主,包括臺達電子、士林電機,而PLC專業廠商則以永宏電機為最大。
粗略來分,歐美廠商以大型PLC見長,在大型建設(如交通運輸、公共工程)與大型廠務系統(如半導體廠、LCD廠)等較受青睞,原因在于西門子、GE、洛克威爾等大廠,旗下的自動化產品線都相當完整,具備提供完整解決方案及整體項目規劃能力。此外,由于歐美大廠的品牌知名度較高,而相關建設經驗也較為豐富,加上這類建設領域「價格」并非優先考慮,主要講究質量與后續維修服務,在這類大型標案中,優勢相當明顯。
至于中階市場如機械設備、倉儲運輸、制造業整廠自動化等領域,則屬日系PLC市占率較高,尤其是在產業機械OEM方面,日系廠商深根臺灣市場,長久在地化服務效果頗佳,此一市場對質量固有要求,但成本考慮開始浮現。
至于臺灣廠商,則由于規模有限,無法提供一系列的自動化解決方案,除了自動化廠商外,多以單機PLC銷售。臺廠多屬小型PLC,主要應用于簡單自動化、安全監控等領域,對功能要求有相較為簡單,各廠商的產品差異并不大,因此客戶考慮的就是價格,臺廠也多在這方面下功夫。
此外,雖然此一領域算是低階,客戶對價格的考慮要求重,但因出貨量大,臺廠在小型PLC的營收都算不錯;此外,PLC有一定的跨入門坎,此一領域仍有優勢存在。
但近年來,部分大陸廠商搶進PLC市場,有臺廠就直言,像陸廠東川或信杰直接套用日系PLC的架構生產,加上削價超過20%的流血競爭,雖然質量仍不如臺廠,但卻也給予臺廠很大壓力。
尤其是2010年金融海嘯之后,景氣快速復蘇,大陸市場需求倍增,與2009年相較,臺灣PLC廠商的業績幾乎都倍增,也予陸廠搶進的機會,視大陸為一重要市場,其策略考慮亦不言可喻。因此,為了維持未來競爭優勢,部分臺廠考慮轉進較高階領域,似乎為一策略選擇,有些廠商已開始規畫朝向中型PLC策略邁進,一方面為了搶占市場,另一方面,也為未來小型PLC技術升級進行鋪路。
相較之下,由于臺廠多著重于硬件升級或技術提升策略,歐美日廠商則著墨于強化整合系統。多家廠商不約而同將現有軟件強化,搭配完整通訊及整合機能,讓操作控制PLC更為方便;此外,包括接口設備及組件的整合,也成為重要課題。
不論是臺廠或國際廠商,均將PLC仍視為重點產品,這個年紀將邁入半世紀的設備,亦似乎知其天命,持續在自動化技術上,扮演著重要地位。