PLC是在传统的顺序控制器的基础上引入了微电子技术、计算机技术、自动控制技术和通讯技术而形成的新一代工业控制装置,目的是用来取代继电器、执行逻辑、计时计数等顺序控制功能,建立柔性的编程控制系统。
目前,PLC在传统功能的基础上增加了模拟量运算、PID功能、通信功能和更可靠的工业抗干扰技术等功能,大范围的应用于工业生产的各个领域。
PLC可以简单理解为一种用于特定工业环境下的计算机,并具备多种优良性能。
与通用的计算机相比,PLC在工业领域的使用场景多、适应面广,并具备可靠性高、抗干扰能力强和编程简单等优点。
工业3.0实现了生产的自动化,大量的自动化控制管理系统及仪表设备得以应用;工业4.0主要将实现生产的智能化,突破的重点由自动化设备转移向智能化软件,通过把行业知识和经验写入智能软件,打造“智慧工业大脑”,实现降本增效、安全可控、绿色环保的智能化生产过程。
伴随着工业4.0时代的来临,人机一体化智能系统对自动化生产的广度与深度提出了更高的要求,PLC 有望伴随人机一体化智能系统的发展,行业规模与渗透率进一步提升。
互联网能力的提升是目前 PLC 技术统的重要发展趋势之一,伴随着工业生产规模的逐步扩大,传统的单一设备控制、小范围控制的 PLC 设备的需求正在慢慢地缩减,生产规模的扩大与生产中的规模效应对大型 PLC 设备提出了跨设备、跨厂区的新需求,在 5G 技术进一步落地的背景之下,技术与需求端倒逼 PLC 的通讯能力做出提升,“互联网+”成为 PLC 发展的必经之路。
除此之外,人工智能的崛起也要求传统 PLC 做出改变,深度学习算法与大数据技术将进一步应用于 PLC 之中,智能生产、优化决策、 大数据赋能、精准执行和柔性生产等成为 PLC 未来发展的重要方向。
多任务处理或将是未来 PLC 的新运行模式,协同能力的增强进一步打通全生产线。PLC 控制规模的逐步扩大 对 PLC 提出了多线性并行运算的技术方面的要求,传统 PLC 采取顺序处理的方式处理任务,但是在控制规模扩张带来 的任务量增加的背景下,各任务的优先级差异扩大,任务之间的协同要求变高,传统的单线程处理向多线程处理 的转变是大型 PLC 发展的必经之路。
PLC 系统协同能力的提升也是工业 4.0 提出的又一重要要求,其中既包括 PLC 在全厂区、全产线之间的纵向打通和 PLC 与 APC、MES 等其他工业软件的横向打通;协同性的提升能够进一步实现生产的全部过程的互联互通能力,充分的发挥数据价值和协同优势,同时也有助于形成集中控制和分布式计算 /运作的格局,提高生产的效率和智能化水平。
PLC 软件的算法需要针对工业 4.0 的生产规格要求做出逐步优化,在结合AI和大数据的基础上,PLC 行业应该逐步优化软件,提供更合乎行业实际应用的工具,提升工业算法处理问题的能力并降低算法复杂程度。
另外,PLC 作为一种辅助工业制造的工具, 底层程序应该进一步封装为简洁易用的工具包,对上提供简单接口供技术人员调用,实现复杂生产的基本工艺的操作简洁化。
在用户交互方面,PLC 工具需要结合具体场景对技术人员的操作习惯进一步理解,并依据真实的情况制定切合实际的用户交互界面,逐渐增强系统的交互性能。
国内 PLC 市场呈现两个特点,一是国内 PLC 市场主要由外资主导,本土品牌市场占有率较低;二是本土产品多以小型 PLC 为主,中大型 PLC 依旧依赖外资品牌:
1)在中大型 PLC 产品方面:国内市场依旧以外资品牌为主,西门子、施耐德等欧美 PLC 厂商凭借多年的行业经验与研发优势,具备较强的行业竞争力,此外这些欧美老牌厂商依托先发优势已经在我国形成了显而易见的品牌优势和市场优势,占据了国内 PLC 市场的大部分份额;
2)在小型 PLC 领域:以三菱、欧姆龙为代表的日本品牌具有较强的一马当先的优势,产品主要使用在于小型控制管理系统、机床和 OEM 设备;以宝信软件、汇川技术、信捷电气为代表的 PLC 本土品牌也在持续发力,依托产品定制、成本、服务和响应时间等优势打开国内小型 PLC 市场,持续向中大型 PLC 市场进军,不断的提高市场占有率。
西门子独揽国内 PLC 市场近半份额,本土 PLC 厂商市占率不足两成,可替代空间大。
国内 PLC 市场仍然以外资品牌为主,西门子、三菱、欧姆龙、罗克韦尔、台达和施耐德六家外资品牌 ,在国内 PLC 市场的占有率高达 83%,本土 PLC 厂商市占率不足两成,伴随着国内技术的进步,国产化 PLC 市场市占率有望提升。
21世纪之前受限于与研发实力不足,我国 PLC 行业起步缓慢,PLC 设备高昂并主要以进口为主,后来我国政府逐步出台了一系列扶持 PLC 发展的政策,国内 PLC 发展在二十世纪末初现曙光。
21世纪后伴随着计算机技术、自动化技术和通信技术的进步,一方面 PLC 的研发门槛逐步降低,另一方面我国的资产金额的投入与研发实力俱增,慢慢的变多的国产品牌以小型 PLC 产品为突破口进军 PLC 行业,并以价格低、定制化、本土化服务等优势逐步打开 PLC 市场。
一方面,国内比较缺乏 PLC(尤其是中大型 PLC)的核心研发能力,本土的小企业目前的创新能力薄弱,存在模仿海外 PLC 的现象,本土大规模的公司虽然资金与市场资源较为充足,但是后发劣势对它们形成了一定约束,缺乏长期持续的投入成为国内品牌短板。
另一方面,国内 PLC 产品以技术上的含金量较低的小型 PLC 产品为主,行业进入门槛低,业内产品同质化情况严重。
未来国内 PLC 厂商的突破或将依赖于工程师红利与本土化服务,随着本土大型 PLC 企业的逐步崛起,未来盈利能力有望逐步提升。