PLC се появяват като продукт на ерата Industrial 3.0. В продължение на повече от пет десетилетия на развитие, технологията непрекъснато се обновява и гамата от продукти непрекъснато се разширява. Като мозък, контролиращ промишлени производствени системи, PLC замениха релетата, използвани преди това за управление на високо-мощно оборудване. Този преход спести производствено пространство, намали консумацията на енергия и намали натоварването на инженерите при поддръжката на оборудването.
В момента, когато промишленото производство преминава към Индустрия 4.0, производствените предприятия трябва да претърпят трансформация и модернизация. Това включва не само повишаване на нивото на автоматизация на производственото оборудване, но и интегриране на интернет технология с индустриални системи за контрол. Чрез използване на потребителски данни управлението на веригата за доставки може да бъде оптимизирано и планирането на фабричното производство рационализирано. Следователно, в индустриалната автоматизация, PLC, служейки като "мозък", играе решаваща роля в тази нова вълна на индустриална трансформация.
Днешните PLC вече не са традиционни PLC
Просто казано, PLC е компютър, предназначен за индустриално управление. Той използва програмируема памет за съхраняване на инструкции, изпълнение на логика, последователност, синхронизация и изчислителни функции. Чрез аналогови или цифрови входно/изходни модули той управлява различни механични производствени процеси. Централният процесор служи като мозък на PLC, като изпълнява потребителски програми, докато агрегира, анализира и обработва информация, събрана от други модули.
Интелигентните фабрики разполагат с цялостно наблюдение, оптимизирано-вземане на решения и прецизно изпълнение, което позволява автономно управление на бизнеса и производствени операции. Постигането на интелигентно производство изисква многофункционални, високо{2}}производителни индустриални контролери. В предишни промишлени условия единична част от оборудването, процесен сегмент или производствена линия може да изисква множество контролери-например индустриална платформа за роботи, използваща контролер за роботи + PLC, или гъвкава машинна единица, използваща CNC + PLC. Бъдещите интелигентни фабрики изискват един „мозък“, който да контролира всички единици.
Д-р Wei Rong Xiao, президент на B&R Greater China, заяви в онлайн лекция, че днешните PLC вече не са традиционни PLC. Той посочи, че традиционните PLC изпълняват множество задачи последователно, повтаряйки цикъла. За разлика от това, новото поколение PLC на B&R, базирано на множество задачи в рамките на един проект, разделя системата на множество нива на задачи. Всяка задача съответства на цикъл с нива на приоритет, определени според продължителността на цикъла.
Това показва, че новите PLC не просто изпълняват прости логически задачи, но са способни да се справят с по-сложни процеси на производствени линии. В извънредни ситуации възможностите за многозадачност на PLC от ново поколение предотвратяват необходимостта от обработка на прекъсвания, за разлика от традиционните PLC. С други думи, днешните промишлени производствени системи изискват високо интелигентен PLC като техен „мозък“.
Експерти от индустрията също така отбелязват, че съвременните-мащабни PLC системи по своята същност са разпределени изчислителни системи, базирани на полеви шини и локални мрежи. Прилагането на технологии, поддържащи базирани на облак-разпределени изчисления за индустриален контрол, ще революционизира системната архитектура, техническите рамки, продуктовите форми и методите на приложение. Тъй като производството преминава към интелигентно производство, множество изследователски теми остават в областта на PLC.
Какъв тип PLC отговаря на изискванията на Industry 4.0?
На фона на Индустрия 4.0, фабричните мрежи се развиват от затворени локални мрежи до взаимосвързани системи с външни обекти. Следователно комуникационният модел за PLC трябва също да се адаптира. PLC комуникационните системи могат да образуват по-сложни мрежи за управление, използвайки протоколи като Profinet, CC-Link или DeviceNet. Въпреки това, много PLC остават несъвместими с баркод скенерите, RFID четците, сензорите и индустриалните камери, необходими в интелигентните фабрики. Интелигентното производство зависи от събирането на данни. Фабричните данни-включително управление на материали и наблюдение на оборудване-трябва да се интегрират в MES системи, за да осигурят стабилни хардуерни основи за цялостна дигитализация в производството, логистиката, складирането и управлението на маркетинга.
Това разкрива значителни предизвикателства при разработването на PLC, съвместим с Industry 4.0, очакващ решение от специалисти по научноизследователска и развойна дейност.
Първо, той трябва да обработва масивни производствени данни и все по-сложни алгоритми. При интелигентното производство PLC неизбежно трябва да съхраняват по-големи обеми производствени данни. От една страна, търсенето на потребителите за персонализиране и качество на продуктите нараства, което изисква от фабриките да подобрят производствените техники, като същевременно намалят производствените разходи. Следователно основната система за контрол трябва да обработва огромно количество производствени данни и логически връзки. От друга страна, обработката на такива данни налага по-високи изисквания към алгоритмите зад PLC хардуера. Разработването на стабилни алгоритми по своята същност включва значителни технически бариери.
Второ, опростеният дизайн на софтуера за програмиране е от решаващо значение. Тъй като очакванията на потребителите за продуктите нарастват, фабричната производствена сложност неизбежно се увеличава. PLC сега трябва да изпълняват функции като PID контрол, мрежова комуникация, високо-изчисления, контрол на позицията, регистриране на данни и текстов дисплей. Това означава, че трудността при програмиране непрекъснато ескалира. Освен това езиците за програмиране на PLC варират в различните марки на пазара, което изисква инженерите да владеят множество езици. От гледна точка на снабдяването с крайни-потребители един наистина практичен PLC продукт позволява на инженерите да се научат веднъж и да прилагат уменията си универсално. Това намалява корпоративните разходи за обучение на персонала, технически консултации, отстраняване на грешки в системата и поддръжка на софтуер.
Трето, разбиране на оперативните навици на инженерите в специфични сценарии на приложение надолу по веригата. При използването на PLC потребителите се сблъскват с разлики между т. -японски и немски системи, всяка със своите силни страни в софтуерното програмиране. Тъй като PLC интегрират софтуер и хардуер, различните сценарии на приложение изискват съответните софтуерни корекции. Освен това различните сценарии пораждат различни оперативни навици сред инженерите. Обратно, доставчиците на PLC трябва да адаптират общия PLC софтуер, за да отговорят на тези специфични за индустрията-оперативни предпочитания. Независимо от сектора, софтуерното програмиране за PLC в съвременните производствени среди все повече дава приоритет на простотата и лекотата на работа.
Конкурентен пейзаж на пазара на PLC в Китай
Като най-големият производствен център в света, Китай естествено може да се похвали с масово използване на PLC. Вътрешният пазар на PLC е доминиран от европейски, американски и японски марки.
Сред европейските и американските марки Siemens, Rockwell и Schneider са видни. Siemens се отличава с малки, средни и-големи продукти, утвърждавайки се като основен доставчик на пазара на PLC в Китай с 40,7% пазарен дял само през 2016 г. Rockwell поддържа водеща позиция в сегмента на големите PLC, като държи 10,1% пазарен дял. Schneider, като отдавна-утвърден доставчик на PLC, постоянно поддържа пазарен дял от около 9%. Сред японските марки се открояват Mitsubishi и Omron. Възползвайки се от съотношението между-цена и ефективност и предимствата на пазарния канал, те поддържат високо ниво на конкурентоспособност на вътрешния пазар.
Освен това базираната-в Тайван Delta, със своите високи разходи-предимство в производителността, навлезе дълбоко на пазара на OEM. Чрез упорито преследване на интегрирани решения, комбиниращи PLC със задвижвания с променлива честота и серво задвижвания, Delta поддържа бърз растеж на пазарните продажби.
Що се отнася до местните PLC, тяхното развитие обхваща близо 40 години. Тази история може да бъде разделена най-общо на три фази: периодът на въвеждане от 1980-те до 1990-те години, когато всички PLC на пазара бяха чуждестранни марки; началната-фаза за местни предприятия за индустриален контрол от 1990-те до 2000 г., когато започнаха да се появяват местни марки PLC; и фазата на развитие за местни PLC марки след 2000 г.
Местните марки започнаха с малки PLC, които имат по-ниски технически бариери, и използваха своите локализирани предимства, за да постигнат бърз растеж. През последните години те направиха значителен напредък в-пазара на PLC със среден размер.
Заключение
PLC са незаменими компоненти на фабричната автоматизация и контрола на индустриалните процеси. В ерата на интелигентното производство повишените изисквания към производителността на PLC са неизбежни, което налага фундаментален редизайн, включващ висок-контрол на производителността, оперативна съвместимост, сигурна комуникация, крос-операция на платформи и-програма за бъдещето. От пазарна гледна точка, PLC се сблъскват с канални бариери. Пазарът за един PLC продукт от компании за индустриална автоматизация обикновено има невидим таван. Като вземем за пример чуждестранни марки от висок клас: Първо, използвайте собствените си силни страни, за да идентифицирате подходящи входни точки; второ, след получаване на признание от страна на клиентите, постепенно засилване на научноизследователската и развойната дейност на продуктите на индустриалната верига, превръщайки се от един доставчик в доставчик на решения; накрая, използвайте технологичното натрупване и предимствата на марката, за да станете всеобхватен доставчик, обхващащ пазарите от среден-до-висок-клас.