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近年來(lái)國內(nèi)PLC技(jì)術(shù)的進展和(hé)市場(chǎng)發展展望
PLC和(hé)DCS、SCADA并列為(wèi)工業控制(zhì)領域的三大(dà)支柱。為(wèi)擺脫基本依賴進口的局面,改革開(kāi)放以來(lái),國內(nèi)許多(duō)企業、高(gāo)校(xiào)和(hé)研究單位前赴後繼,投入了這三大(dà)系統的開(kāi)發研制(zhì)。比較而言,***有(yǒu)成效的應該是DCS,以中控、和(hé)利時(shí)等為(wèi)代表的科技(jì)企業******了我國DCS技(jì)術(shù)和(hé)市場(chǎng)應用的方向,占領了相當部分的市場(chǎng)份額。盡管芯片等基礎元器(qì)件還(hái)不得(de)不部分依賴進口,但(dàn)在軟件方面已經立足于自行(xíng)開(kāi)發,積累了相當的經驗和(hé)訣竅。SCADA也有(yǒu)像亞控這樣的企業持續深耕,積累了相當多(duō)的客戶,技(jì)術(shù)上(shàng)也形成了一些(xiē)特色,正在向融合性平台方面發展。那(nà)麽,PLC的狀況如何,是不是很(hěn)樂觀呢?本文試圖在這一方面進行(xíng)探討(tǎo),可(kě)能挂一漏萬,誠懇地希望各位讀者指正和(hé)補充。

  總的來(lái)說,這些(xiē)年來(lái)我國PLC的技(jì)術(shù)也有(yǒu)了長足的******,在硬件和(hé)軟件兩個(gè)方向已經很(hěn)少(shǎo)看到仿造的痕迹,獨立開(kāi)發、自行(xíng)設計(jì)已經成為(wèi)主流。特别是近幾年,龍芯******于國産芯片在工業領域的應用開(kāi)發,幫助一些(xiē)企業走出了PLC系統獨立發展的新路;再加上(shàng)衆多(duō)的PLC中小(xiǎo)型企業锲而不舍地辛勤耕耘,在硬件和(hé)軟件方面都呈現了若幹亮點。目前國産的PLC在國內(nèi)市場(chǎng)的份額可(kě)能還(hái)沒有(yǒu)突破10%,但(dàn)從發展的趨勢來(lái)說******可(kě)能加速。

  PLC基礎軟件在我國發展的多(duō)元化展現

  當上(shàng)世紀80年代PLC進入我國的時(shí)候,PLC編程語言的國際标準IEC 61131-3(那(nà)時(shí)被命名為(wèi)IEC 1131-3)尚處于開(kāi)發起步的階段。在國內(nèi)市場(chǎng)活躍的是随成套火(huǒ)力發電(diàn)裝備引進而來(lái)的美國MODICON的中大(dà)型PLC,還(hái)有(yǒu)***是日本三菱電(diàn)機、OMRON、富士電(diàn)機等廠家(jiā)的小(xiǎo)型PLC。當時(shí)國內(nèi)缺乏這方面的開(kāi)發人(rén)員,軟件基本上(shàng)照抄照搬。到了1993年正式頒布了PLC編程語言國際标準之後,國際上(shàng)陸續出現了基于IEC 61131-3标準的商品化的編程軟件平台,并在大(dà)約2000年前後進入了國內(nèi)的工控市場(chǎng)。國內(nèi)企業經過幾年的熟悉和(hé)應用,摸到了一些(xiē)門(mén)道(dào),于是在引進的基礎上(shàng)開(kāi)始尋找自主開(kāi)發的方法。又過了十幾二十年,國內(nèi)終于形成了目前的相當斑斓的局面和(hé)多(duō)元化的特色。這一條路走得(de)有(yǒu)點長,一個(gè)重要原因是這類應用場(chǎng)景相對專一的技(jì)術(shù)難入國家(jiā)科學技(jì)術(shù)發展規劃的法眼,都是根據市場(chǎng)的發展和(hé)需求,各個(gè)有(yǒu)志(zhì)于此的單位和(hé)人(rén)員在自行(xíng)摸索和(hé)投入。

  目前在PLC基礎編程軟件方面,呈現在我們面前的大(dà)約可(kě)以概括為(wèi)4種形态:

  1. 從自行(xíng)開(kāi)發的基于國際标準的PLC內(nèi)核發展為(wèi)綜合集成的開(kāi)發環境IDE,但(dàn)并非把商品化作(zuò)為(wèi)目标,隻為(wèi)自身的控制(zhì)系統服務,或為(wèi)定制(zhì)化的控制(zhì)系統服務。這種形态的典型例子是杭州電(diàn)子科技(jì)大(dà)學計(jì)算(suàn)機學院嚴義團隊的CAS S系統,還(hái)有(yǒu)和(hé)利時(shí)、中控、杭州優穩等,以服務自身的DCS産品為(wèi)主。

  2. 也是從自行(xíng)開(kāi)發的基于國際标準的PLC內(nèi)核發展為(wèi)綜合集成的開(kāi)發環境IDE,主要特色是已經産品化,可(kě)以為(wèi)社會(huì)上(shàng)任何有(yǒu)需求的單位提供商品化的軟件套件。以有(yǒu)15年IEC 61131-3可(kě)編程系統研發經驗的團隊為(wèi)基礎的北京奧特斯技(jì)術(shù)是目前國內(nèi)此類商品化平台***具代表性的公司。

  3. 與國外的公司合作(zuò),在他們的PLC內(nèi)核基礎上(shàng)開(kāi)發适合于國內(nèi)工控市場(chǎng)需求的的綜合開(kāi)發環境,包括為(wèi)國産化嵌入式芯片提供完整的軟件環境和(hé)開(kāi)發路徑。典型的例子是上(shàng)海翌控科技(jì)。

  4. ******立足于自行(xíng)開(kāi)發并運用IT業界***新技(jì)術(shù)所形成的軟件平台。其特點是既能滿足傳統PLC編程的各種要求,又能适應現代PLC運用于工業互聯網環境的要求,以及方便地将人(rén)工智能引入。浙江清捷智能科技(jì)正在沿着這個(gè)方向做(zuò)開(kāi)創性的工作(zuò),而且已經取得(de)了很(hěn)好的成效。

  如果從前瞻性和(hé)執行(xíng)力來(lái)評價一個(gè)科技(jì)機構的發展狀況,這四個(gè)典型可(kě)以說各有(yǒu)專注,呈現出服務對象的差異化和(hé)技(jì)術(shù)特色的差異化。基本可(kě)以滿足當下國內(nèi)PLC市場(chǎng)對軟件開(kāi)發平台不同的需求,又在數(shù)字化轉型時(shí)代具有(yǒu)不同的發展前景和(hé)方向,對今後PLC系統運用AI服務所必須的數(shù)據治理(lǐ),如何方便采用開(kāi)源的AI基礎算(suàn)法庫等都有(yǒu)合适的解決路徑和(hé)實現方案。

  杭州電(diàn)子科技(jì)大(dà)學計(jì)算(suàn)機學院嚴義教授、邬惠峰教授團隊是一支自主開(kāi)發IEC 61131-3編程系統平台的有(yǒu)生(shēng)力量。他們的IDE開(kāi)發環境CASS,配備了邏輯控制(zhì)、順序控制(zhì)、過程控制(zhì)、機械安全控制(zhì)、多(duō)軸協調的運動控制(zhì)、視(shì)覺檢測和(hé)控制(zhì)、現場(chǎng)總線和(hé)工業以太網通(tōng)信等綜合功能,還(hái)創造性地将裝備數(shù)據庫的概念和(hé)實現引入PLC系統,智能裝備的運行(xíng)數(shù)據都可(kě)以以規定的數(shù)據格式實時(shí)輸入的時(shí)序數(shù)據庫,為(wèi)人(rén)工智能、視(shì)覺等算(suàn)法所用。其編程功能在2017年獲得(de)PLCopen國際組織的認證。CASS平台具有(yǒu)寬泛的适應性,功能配置和(hé)裁剪自如,既可(kě)為(wèi)複雜的智能裝備提供應用軟件集成開(kāi)發、調試和(hé)運行(xíng)維護,也可(kě)為(wèi)國內(nèi)外各種型号的MCU提供嵌入式PLC系統的軟件開(kāi)發環境。它們提供的系統已在工業機器(qì)人(rén)、數(shù)控繞線機、數(shù)控彈簧機、全電(diàn)動注塑機、木材加工生(shēng)産線、定制(zhì)嵌入式PLC等獲得(de)廣泛應用。

  北京奧特思技(jì)術(shù)有(yǒu)限公司提供國産化IEC61131-3可(kě)編程系統AnyControl。該軟件産品适用于PLC、DCS、運動控制(zhì)器(qì)、機器(qì)人(rén)控制(zhì)器(qì)、邊緣控制(zhì)器(qì)、工控機人(rén)機界面等,為(wèi)用戶提供******的邏輯控制(zhì)、運動控制(zhì)和(hé)現場(chǎng)總線協議轉換的自動化軟件解決方案。公司對标全球******的IEC61131-3可(kě)編程系統提供商,填補了中國自動化控制(zhì)底層核心技(jì)術(shù)的空(kōng)白,為(wèi)廣大(dà)用戶提供自主可(kě)控且标準化程度高(gāo)、易用性好的産品及服務。公司産品和(hé)服務具有(yǒu)以下特點:自主開(kāi)發安全可(kě)控(系統基于開(kāi)源工具鏈自主開(kāi)發,不包含第三方不可(kě)控組件);适配國産生(shēng)态環境(可(kě)以運行(xíng)于并不限于國産操作(zuò)系統和(hé)國産處理(lǐ)器(qì)芯片);支持的指令平台有(yǒu):X86/64、ARMv7 Cortex-M/A 、ARMv8 Cortex-A 、龍芯(MIPS和(hé)LoongArch) 。支持處理(lǐ)器(qì)多(duō)核任務分配,支持基于優先級的多(duō)任務調度;系統支持IEC61131-3規範的五種編程語言LD、FBD、ST、SFC和(hé)IL,并支持******語言程序擴展,用戶可(kě)編寫C/C++代碼集成到運行(xíng)時(shí)系統;采用執行(xíng)效率高(gāo)的編譯型(非解釋運行(xíng))技(jì)術(shù),将用戶邏輯直接編譯成可(kě)執行(xíng)的機器(qì)碼;支持主流的現場(chǎng)總線和(hé)OPC UA協議,并可(kě)根據用戶需求快速增加總線協議;集成運動控制(zhì)功能,支持PLCopen運動控制(zhì)規範;程序調試手段豐富,提供多(duō)種程序調試方法,包括斷點調試、調用棧、交叉引用、變量讀寫、強制(zhì)、監視(shì)列表、趨勢圖等。

  典型應用案例有(yǒu):中科院自動化研究所 機器(qì)人(rén)控制(zhì)器(qì);某核電(diàn)集團 核電(diàn)DCS控制(zhì)系統;某電(diàn)網集團 風電(diàn)PLC和(hé)通(tōng)用PLC;中國華電(diàn)集團 風電(diàn)PLC和(hé)水(shuǐ)電(diàn)PLC;南京科唯信關鍵行(xíng)業控制(zhì)系統;深圳雷賽 PLC和(hé)運動控制(zhì)器(qì);儀綜所 邊緣控制(zhì)網關;中國移動研究院 邊緣控制(zhì)網關;上(shàng)海商飛網關控制(zhì)一體(tǐ)機;四川某自動化公司 通(tōng)用PLC ;某航天自動化 通(tōng)用PLC。

  上(shàng)海翌控科技(jì)有(yǒu)限公司專注于IEC61131-3 标準的工業控制(zhì)系統軟件解決方案,為(wèi)國內(nèi)研發PLC控制(zhì)器(qì)公司提供核心軟件平台,其中包括:IEC61131-3标準的開(kāi)發環境、運行(xíng)系統、主流現場(chǎng)總線等技(jì)術(shù)。采用高(gāo)效的編譯型技(jì)術(shù)以及組件化輕量級內(nèi)核設計(jì),對8/16/32位資源受限單片機或者Cortex-A以及x86平台均有(yǒu)較好支持。通(tōng)過組件化開(kāi)放式SDK接口,客戶可(kě)集成任意C/C++組件至運行(xíng)系統中(通(tōng)訊協議、現場(chǎng)總線、專業算(suàn)法函數(shù)與功能塊等)。同時(shí)IEC61131-3标準的開(kāi)發環境可(kě)以支持基于HTML/C++/C#技(jì)術(shù)的擴展開(kāi)發、品牌定制(zhì)。

  翌控科技(jì)核心團隊具備十多(duō)年行(xíng)業經驗,在IEC61131-3标準的控制(zhì)器(qì)研發上(shàng)具有(yǒu)較深入的理(lǐ)解,并堅定本土化研發理(lǐ)念,圍繞研發IEC61131-3标準的控制(zhì)系統可(kě)提供從處理(lǐ)器(qì)芯片選型、基礎驅動優化、操作(zuò)系統選型、嵌入式中間(jiān)件、控制(zhì)器(qì)運行(xíng)系統集成,以及IEC61131-3标準的開(kāi)發環境二次開(kāi)發OEM定制(zhì)等相關服務;同時(shí)攻克了多(duō)個(gè)關鍵技(jì)術(shù)點,如操作(zuò)系統實時(shí)性優化,Linux平台EtherCAT驅動瓶頸優化等,其提供的基礎平台協助客戶産品達到全球******級别。

  主要特點是:

  1. 采用更******的核心技(jì)術(shù)。用WebAssembly标準和(hé)技(jì)術(shù)作(zuò)為(wèi)PLC/CNC引擎,支持更多(duō)的開(kāi)發語言生(shēng)态(IEC61131-3, C/C++, Rust, TypeScript..),提供更好的運行(xíng)性能、隔離性、安全性和(hé)******性。

  2. 開(kāi)放的軟件生(shēng)态。使用跨平台技(jì)術(shù),支持開(kāi)放應用生(shēng)态與應用商店(diàn), 促進控制(zhì)算(suàn)法市場(chǎng)化。

  3. 雲定義控制(zhì),即雲開(kāi)發、雲控制(zhì)、雲連接、雲管理(lǐ)、雲運維、雲數(shù)據;兼顧本地和(hé)雲端兩種模式閉環工作(zuò)。

  4. 開(kāi)放邊緣計(jì)算(suàn)平台,實時(shí)Linux,實時(shí)虛拟化容器(qì)(Docker)與微容器(qì)( Wasm ) 。

  5. 分布式現場(chǎng)網絡,優先使能5G。

  6. 人(rén)工智能的深度支持。

  7. 基于Web的IDE技(jì)術(shù),更好的開(kāi)發體(tǐ)驗;Web可(kě)視(shì)化應用。

  國産自主高(gāo)端PLC系統發展概況

  以往從芯片、操作(zuò)系統再到應用,IT領域已經形成了Wintel(Windows+Intel)和(hé)AA(ARM+Androids)兩大(dà)生(shēng)态。基于傳統指令集的全封閉結構的PLC在工控市場(chǎng)中占據主流。即使是國內(nèi)開(kāi)發的工業控制(zhì)系統,也基本采用進口的芯片。經過三年的聯合攻關和(hé)深度嵌合,2022年11月深圳華龍訊達和(hé)龍芯中科成功推出了以JIC PLC命名的******自主的高(gāo)速高(gāo)端的大(dà)中型工業控制(zhì)系統,采用龍芯****自研LoongArch指令集和(hé)基礎操作(zuò)系統,龍芯3A5000芯片,其程序執行(xíng)掃描時(shí)間(jiān)低(dī)于1ms,非常适合于高(gāo)速高(gāo)生(shēng)産節拍場(chǎng)景的應用。這一成果的取得(de)得(de)益于龍芯開(kāi)放了底層的芯片指令集,而華龍迅達則将其融合在高(gāo)速高(gāo)動态響應的各種工業場(chǎng)景中。在國內(nèi)這種開(kāi)放指令集的動作(zuò),對于在行(xíng)業占主導地位的Intel或者ARM來(lái)說是根本不可(kě)能的。而現在有(yǒu)了芯片、控制(zhì)器(qì)和(hé)用戶的三方信任和(hé)聯動,控制(zhì)器(qì)開(kāi)發的進展速度***很(hěn)快。作(zuò)者曾在上(shàng)海家(jiā)中通(tōng)過互聯網觀察到安裝在雲南玉溪煙廠現場(chǎng)運行(xíng)的JIC PLC,并可(kě)以遠程改變伺服電(diàn)機的運行(xíng)參數(shù)。

  華龍訊達的自動化平台将各種工業軟件系統(包括控制(zhì)軟件、數(shù)字孿生(shēng)、标識解析等)進行(xíng)原生(shēng)的融合,例如在底層,龍芯指令集與華龍訊達工業控制(zhì)系統指令集進行(xíng)了融合與彙編。基于此,在控制(zhì)器(qì)進行(xíng)編譯時(shí),才可(kě)以實現原生(shēng)的HMI和(hé)SCADA,實現各個(gè)機台之間(jiān)無差别的交互操作(zuò)。按照他們的理(lǐ)念,工業控制(zhì)才是工業互聯網平台的核心能力。而工業互聯網平台的實施往往費時(shí)費力,難點在于OT與IT的融合,在于如何将控制(zhì)系統的數(shù)據與其他源數(shù)據進行(xíng)同步分析與處理(lǐ)。芯片級的指令交互,是整個(gè)工業互聯網大(dà)廈的根基。新的工業自動化平台可(kě)以實現平台級的編譯,實現每個(gè)傳感器(qì)、每個(gè)工位,以及每個(gè)設備、生(shēng)産線、車(chē)間(jiān)、工廠的真正連接。通(tōng)過平台,向上(shàng)可(kě)以與ERP、MES、物流、WMS等整個(gè)信息系統共享數(shù)據,向下可(kě)以和(hé)機器(qì)數(shù)據共享。這些(xiē)隻有(yǒu)在華龍訊達和(hé)龍芯的通(tōng)力合作(zuò)下才能實現,成為(wèi)控制(zhì)系統上(shàng)通(tōng)企業管理(lǐ)、下通(tōng)現場(chǎng)設備的全棧式連通(tōng)。

  深圳市矩控新辰科技(jì)公司是一家(jiā)有(yǒu)着十幾年PLC整機制(zhì)造生(shēng)産經驗的創新企業。***近幾年來(lái)圍繞工業邊緣計(jì)算(suàn)和(hé)控制(zhì)推出了邊緣智能可(kě)編程控制(zhì)器(qì)、邊緣智能I/O、邊緣智能工作(zuò)站(zhàn)、邊緣服務器(qì)和(hé)邊緣智能軟件平台,為(wèi)雲-邊-端架構下的智能制(zhì)造提供了成套解決方案,包括數(shù)字化矩陣式工作(zuò)島群、邊緣計(jì)算(suàn)數(shù)據中心、智能倉儲和(hé)物流調度、邊緣計(jì)算(suàn)分析等已經應用于芯片制(zhì)造、節能玻璃智能工廠,新能源汽車(chē)的焊接、沖壓、塗裝和(hé)總裝等車(chē)間(jiān),還(hái)有(yǒu)電(diàn)子制(zhì)造、機械裝備和(hé)能源等行(xíng)業的邊緣智能系統。

  智能制(zhì)造完整的解決方案是由以下各系統構建。邊緣智能可(kě)編程控制(zhì)器(qì)是一類近年出現的PLC新品種,便于在工業現場(chǎng)部署實時(shí)控制(zhì)、網絡通(tōng)訊、實時(shí)/非實時(shí)的數(shù)據處理(lǐ)計(jì)算(suàn)及存儲等功能,将這些(xiē)功能融合為(wèi)一體(tǐ),不但(dàn)能夠滿足工業實時(shí)控制(zhì)的需求,同時(shí)也能提供智能邊緣服務并與雲端協同工作(zuò),滿足制(zhì)造業對設備互聯互通(tōng)、實時(shí)數(shù)據處理(lǐ)及業務分析、設備安全運營維護等方面的關鍵需求,協助制(zhì)造業突破數(shù)字化和(hé)網絡化的瓶頸,有(yǒu)助于工業數(shù)字化轉型升級。邊緣智能I/O是一種實時(shí)工業以太網I/O系統,高(gāo)達100μs響應時(shí)間(jiān),采用模塊化設計(jì)和(hé)高(gāo)密度集成,便于靈活配置。 數(shù)字化矩陣式工作(zuò)島群是一種智能邊緣計(jì)算(suàn)工作(zuò)站(zhàn),集成了邏輯控制(zhì)、運動控制(zhì)、機器(qì)視(shì)覺、機器(qì)人(rén)控制(zhì)、數(shù)據處理(lǐ)和(hé)傳輸功能;作(zuò)為(wèi)智能化制(zhì)造單元的邊緣智能工作(zuò)站(zhàn)主要用于運營分析和(hé)預測維護,便利高(gāo)端裝備智能控制(zhì)、設備健康管理(lǐ)、産線級的人(rén)機交互等應用。 邊緣智能服務器(qì)內(nèi)預裝Matrix Factory邊緣計(jì)算(suàn)系統,可(kě)快速部署于工業現場(chǎng)的邊緣智能數(shù)據中心;能夠适應嚴苛的工業環境,滿足車(chē)間(jiān)級的海量實時(shí)數(shù)據采集解析、存儲、分析、建模等需求;可(kě)為(wèi)客戶提供模塊化、個(gè)性化、可(kě)擴展的IT/OT融合的軟硬件平台。邊緣智能軟件平台是本公司開(kāi)發的工廠設備現場(chǎng)數(shù)據管理(lǐ)的專用軟件平台——Matrix Factory邊緣智能軟件平台,适合在工業現場(chǎng)實現邊緣層的應用,其中包含工業物聯網開(kāi)箱即用的核心基礎功能,具備多(duō)源實時(shí)數(shù)據接入、多(duō)維數(shù)據呈現、設備仿真與調試、數(shù)據管理(lǐ)優化。以上(shàng)的各種系統和(hé)部件構成實時(shí)數(shù)據驅動的智能工廠架構,在很(hěn)大(dà)程度上(shàng)為(wèi)實現OT與IT互操作(zuò)提供了便利,為(wèi)處于邊緣層的工作(zuò)島群OT和(hé)處于信息層IT管理(lǐ)提供了統一的、标準化的數(shù)據接口。所産生(shēng)的海量數(shù)據在傳輸到信息層之前,已經在被所部署邊緣計(jì)算(suàn)控制(zhì)系統完成了數(shù)據清洗、壓縮、格式化、标注、加密等處理(lǐ),使海量的生(shēng)産運營數(shù)據可(kě)以方便的與處在同一邊緣層的其它系統進行(xíng)集成。

  基于IEC61131-3标準的Matrix Logic是MatriBOX系列邊緣智能控制(zhì)器(qì)的編程和(hé)綜合開(kāi)發平台。支持五種編程語言(指令表、功能塊圖、梯形圖、結構化文本、順序功能圖),以及支持C/C++******語言編程。結構******、易于掌握。配備豐富的功能庫文件,供編程直接調用。集成了人(rén)機界面的編寫,用戶可(kě)以通(tōng)過功能來(lái)實現上(shàng)位監控程序、報警處理(lǐ)程序、軟件示波器(qì)等。支持運程維護和(hé)訪問,異常報警實時(shí)顯示,遠程查看設備日志(zhì),可(kě)配置短(duǎn)信、郵件功能。支持OPC UA通(tōng)信以及MQTT、Sparkplug、RESTful等協議。多(duō)重加密功能,有(yǒu)效的保護用戶知識産權。另外,還(hái)具有(yǒu)一定的運動控制(zhì)功能,點位控制(zhì)、編碼器(qì)反饋、JOG\電(diàn)子齒輪、電(diàn)子凸輪等。

  此外像專注于PLC開(kāi)發和(hé)産業化的藍(lán)普鋒科技(jì)有(yǒu)限公司,如今已經成系列地提供大(dà)、中、小(xiǎo)各型PLC。其大(dà)型PLC RPC3000具有(yǒu)CPU冗餘、電(diàn)源冗餘、通(tōng)信冗餘等多(duō)重冗餘功能,I/O容量可(kě)從數(shù)千點擴展到4萬點。

  開(kāi)拓國內(nèi)PLC市場(chǎng)生(shēng)态的一點粗淺意見

  盡管這些(xiē)年國內(nèi)在PLC的開(kāi)發技(jì)術(shù)和(hé)應用技(jì)術(shù)都有(yǒu)長足******,但(dàn)生(shēng)産制(zhì)造環節的質量控制(zhì)尤其是批量生(shēng)産的質量控制(zhì)仍然有(yǒu)待提高(gāo)。PLC市場(chǎng)在上(shàng)世紀八九十年代湧現的快速推廣和(hé)增長、拼産品、拼質量、拼營銷規模的方式已時(shí)過境遷,西門(mén)子、羅克韋爾自動化和(hé)三菱電(diàn)機三巨頭雄踞市場(chǎng)前列幾十年不變的局面短(duǎn)時(shí)間(jiān)也難以改變,但(dàn)他們試圖全面壟斷市場(chǎng)也不可(kě)能。原因也很(hěn)清楚,技(jì)術(shù)在不斷******,工業市場(chǎng)新需求層出不窮,特别是工業互聯網和(hé)智能制(zhì)造的迅速發展為(wèi)PLC的更新換代、功能擴展構築了很(hěn)大(dà)的空(kōng)間(jiān);在大(dà)宗PLC市場(chǎng)的周邊還(hái)有(yǒu)許多(duō)細分市場(chǎng)需要深耕和(hé)提供完整的解決方案。因此要建立我國國産PLC市場(chǎng)的生(shēng)态,必須從策略、思路和(hé)方法上(shàng)進行(xíng)研討(tǎo)和(hé)實踐。

  進口PLC占據國內(nèi)大(dà)多(duō)數(shù)的PLC市場(chǎng),是有(yǒu)曆史原因的。在國內(nèi)還(hái)沒有(yǒu)能力提供PLC的八九十年代,PLC應用市場(chǎng)是由美、德、日、法等PLC廠家(jiā)推動起來(lái)的。到了具有(yǒu)一定市場(chǎng)規模,而且客戶對其已經形成依賴慣性之後,技(jì)術(shù)支持能力、應用人(rén)員的培養和(hé)積蓄***成了重要的競争方式。從上(shàng)世紀九十年代開(kāi)始,西門(mén)子、羅克韋爾、三菱電(diàn)機等紛紛向相關專業的工科大(dà)學成批地捐贈或低(dī)價提供PLC實驗裝備,尋找和(hé)培育撰寫相關機型的PLC專業教材的大(dà)學教師(shī),并和(hé)有(yǒu)關出版社合作(zuò)出版大(dà)量的PLC書(shū)籍。這種策略的根本動因***是希冀國內(nèi)形成隻會(huì)使用、不會(huì)設計(jì)制(zhì)造PLC的市場(chǎng)局面。從短(duǎn)期來(lái)看這種方式對雙方都有(yǒu)利可(kě)圖,從長期來(lái)看***為(wèi)國産PLC發展設置了人(rén)才、應用習慣和(hé)偏好等重重門(mén)檻。盡管國內(nèi)的有(yǒu)識之士和(hé)PLCopen中國組織多(duō)年來(lái)一直呼籲和(hé)推動以PLC編程語言國際标準IEC 61131-3為(wèi)基礎的通(tōng)識教育,獲得(de)了一定成效;不過,讓廣大(dà)的工科學生(shēng)和(hé)在職技(jì)術(shù)人(rén)員掌握PLC的基礎理(lǐ)論知識,改變以機型為(wèi)核心的PLC課程設置,并沒有(yǒu)大(dà)面積地突破,尚未從根本上(shàng)解決問題。打破對進口PLC的長期依賴慣性,需要從PLC應用工程師(shī)的後備隊伍抓起,需要系統性的方法或者說形成良性循環的生(shēng)态系統,需要長期不懈的努力。

  市場(chǎng)擴展不妨從PLC的OEM市場(chǎng)尋求突破口。總體(tǐ)來(lái)講,對于中小(xiǎo)型PLC OEM需求占比超過60%以上(shàng),赢得(de)市場(chǎng)份額的因素在于從配置的合理(lǐ)性和(hé)經濟性、響應的快速性、質量、******等多(duō)方面滿足OEM廠家(jiā)配套的要求。應該說,靈活性是國內(nèi)PLC廠家(jiā)的優勢,以嵌入式定制(zhì)PLC作(zuò)為(wèi)應對方法是一種很(hěn)合适的選項;與此同時(shí),穩定的質量是國內(nèi)廠家(jiā)必須******的目标。這些(xiē)年國內(nèi)諸多(duō)的PLC廠家(jiā)還(hái)能生(shēng)存和(hé)發展,經驗***是開(kāi)拓和(hé)服務于細分行(xíng)業和(hé)市場(chǎng)。像新冠病毒肆虐期間(jiān)對口罩生(shēng)産線或裝備的需求一下子增加許多(duō),而進口PLC因芯片等原因交貨期延遲,這類相對簡單的PLC系統國內(nèi)大(dà)可(kě)滿足,給了國産PLC一些(xiē)機會(huì),但(dàn)顯而易見此類機會(huì)性需求是不會(huì)持久的。

  從開(kāi)發的角度看,市場(chǎng)并不需要很(hěn)多(duō)的PLC軟件IDE供應商,但(dàn)需要他們保持持久穩定和(hé)高(gāo)質量的服務以及與時(shí)俱進的技(jì)術(shù)******。隻要看目前全世界的PLC軟件供應商也***區(qū)區(qū)的幾個(gè)(如3S、KW、ISaGRAF、Axel、COPA-DATA等),便可(kě)明(míng)白這個(gè)道(dào)理(lǐ)。目前國內(nèi)湧現的這個(gè)小(xiǎo)行(xíng)當還(hái)是有(yǒu)相當活力的,不需要在數(shù)量上(shàng)有(yǒu)大(dà)的擴展,重要的是有(yǒu)足夠的行(xíng)業支持,******其長期持續高(gāo)質量發展的動力。從供應鏈的角度看,PLC廠商是PLC軟件開(kāi)發商的下遊。PLC軟件開(kāi)發商對其客戶(即PLC廠商)過去一般是銷售IDE軟件授權,可(kě)以針對客戶的MCU品種和(hé)實時(shí)操作(zuò)系統再提供相關的運行(xíng)時(shí)系統。***近幾年根據國內(nèi)的市場(chǎng)需求,國內(nèi)有(yǒu)的PLC軟件開(kāi)發商另辟蹊徑,為(wèi)客戶提供基于ARM或X86(包括國産芯片)的PLC控制(zhì)系統、I/O模塊、實時(shí)工業以太網主站(zhàn)和(hé)從站(zhàn)等的硬件設計(jì)參考模闆。由于PLC軟件開(kāi)發商在軟件上(shàng)的優勢,可(kě)以在更小(xiǎo)型化的MCU平台上(shàng)支持其它公司需要使用更高(gāo)性能處理(lǐ)器(qì)才能完成的更多(duō)功能,而且還(hái)可(kě)******更好的實時(shí)性和(hé)更低(dī)的硬件成本。當然,作(zuò)為(wèi)具有(yǒu)工業質量的硬件模闆還(hái)需要有(yǒu)環境适應性和(hé)電(diàn)磁兼容性的******。這種軟硬一體(tǐ)Design house的營銷方式的潛力在于可(kě)以讓下遊客戶、PLC集成商或終端用戶在短(duǎn)時(shí)間(jiān)內(nèi)(譬如三個(gè)月或半年)擁有(yǒu)符合工業質量的自有(yǒu)品牌産品。由PLC平台軟件研發公司來(lái)把控PLC各種模塊的硬件選型及供貨渠道(dào)的确認,無疑會(huì)為(wèi)PLC産品質量提供基本******;PLC廠商應該做(zuò)的是批量生(shēng)産時(shí)的質量控制(zhì)和(hé)如何把自己的知識訣竅通(tōng)過軟件模塊集成到自己的系統中。這樣,一方面PLC軟件平台供應商***進化為(wèi)PLC ODM供應商;另一方面在PLC的軟硬件設計(jì)開(kāi)發和(hé)PLC産品的生(shēng)産制(zhì)造之間(jiān)形成了良性發展的生(shēng)态。

  結束語

  綜上(shàng)所述,我們高(gāo)興地看到我國目前的PLC技(jì)術(shù)已經有(yǒu)了質的飛躍,其顯著的特點是不僅從硬件、軟件和(hé)系統,還(hái)是從應用來(lái)看都沒有(yǒu)所謂被“卡脖子”的軟肋,而且正在根據我國工業市場(chǎng)的多(duō)樣化需求走自主可(kě)控的發展之路。這種狀态******與往昔不可(kě)同日而語。為(wèi)了今後更好地有(yǒu)序發展,必須建立良好的開(kāi)發、生(shēng)産、銷售、使用和(hé)服務各方合作(zuò)的生(shēng)态,推進提高(gāo)國産PLC的市場(chǎng)占有(yǒu)率。同時(shí)要繼續努力學習工業發達國家(jiā)的質量控制(zhì)經驗,例如西門(mén)子的PLC生(shēng)産制(zhì)造的質量控制(zhì)人(rén)員其數(shù)量和(hé)質量都不弱于開(kāi)發人(rén)員,日本三菱電(diàn)機的小(xiǎo)型PLC生(shēng)産的零庫存供應鏈管理(lǐ)和(hé)質檢方法,等等。在這些(xiē)方面我們還(hái)任重道(dào)遠,還(hái)有(yǒu)許多(duō)工程技(jì)術(shù)問題要一一攻克。