1、PLC發(fā)展趨勢及概述

自二十世紀六十年代美國推出可編程邏輯控制器(ProgrammableLogicController，PLC)取代傳統(tǒng)繼電器控制裝置以來，PLC得到了快速發(fā)展，在世界各地得到了廣泛應用。同時，PLC的功能也不斷完善。隨著計算機技術、信號處理技術、控制技術、網(wǎng)絡技術的不斷發(fā)展和用戶需求的不斷提高，PLC在開關量處理的基礎上增加了模擬量處理和運動控制等功能。今天的PLC不再局限于邏輯控制，在運動控制、過程控制等領域也發(fā)揮著十分重要的作用。

自上世紀七十年代引進PLC以來，PLC在我國的應用已有30年的歷史。引進初期，由于PLC價格昂貴，引進的PLC主要用于冶金、電力、自動化生產(chǎn)線等大的設備和系統(tǒng)。近10年來，隨著PLC價格的不斷降低和用戶需求的不斷擴大，越來越多的中小設備開始采用PLC進行控制，PLC在我國的應用增長十分迅速。隨著中國經(jīng)濟的高速發(fā)展和基礎自動化水平的不斷提高，今后一段時期內(nèi)PLC在我國仍將保持高速增長勢頭。這對于國產(chǎn)奧越信等國內(nèi)僅有的幾家PLC廠家來說，具有極大的發(fā)展空間。

在引進國外PLC產(chǎn)品的過程中，我國也曾組織了相關單位消化、吸收PLC的關鍵技術，試圖對PLC進行國產(chǎn)化。但是，受各種因素的影響，國產(chǎn)PLC一直沒有形成產(chǎn)業(yè)化規(guī)模，目前中國市場上95%以上的PLC產(chǎn)品來自國外公司。

從剛一問世至今，PLC一直表現(xiàn)出強大的生命力和高速增長態(tài)勢。近年來，有關媒體進行過PLC和DCS(DistributedControlSystem，分布式控制系統(tǒng))誰更有生命力以及PLC是否會被IPC(IndustrialPC，工業(yè)PC)、嵌入式控制器、FCS(FieldbusControlSystem，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng))等取代的討論。隨著計算機技術和控制技術的不斷發(fā)展，PLC和DCS都在不斷吸收對方的優(yōu)點，因此在部分高端PLC應用領域PLC的功能與DCS的功能越來越接近。但是，筆者認為，DCS有DCS的傳統(tǒng)應用領域，PLC有PLC的傳統(tǒng)應用領域，二者在今后5年內(nèi)誰也不會代替誰，只是互相吸收對方的優(yōu)點，在高端逐漸走向融合。至于經(jīng)過一段時間發(fā)展后，DCS和高端PLC功能越來越接近，它們的名字叫什么都無關緊要，傳統(tǒng)DCS廠商可能會叫它DCS，傳統(tǒng)PLC廠商可能會叫它PLC，也可能叫FCS、PAC(ProgrammableAutomationController，可編程自動化控制器)或其它名字。無論是PLC還是DCS，市場上的主流產(chǎn)品都采用了現(xiàn)場總線技術，盡管它們都不是嚴格意義上的FCS，但人們也可在一定程度上認為它們就是FCS，其實有不少廠商就是這么做的。因為FCS與DCS、PLC的關系不是本文討論的重點，在此不多敘述。

IPC加軟件能實現(xiàn)PLC的主要功能，在一些場合能代替PLC進行控制，實現(xiàn)所謂軟PLC的功能。這是IPC可靠性得到較大程度提高，并充分利用IPC通用性時PLC的一個發(fā)展分支，但筆者認為它畢竟只是一分支，近期內(nèi)絕對不會成為PLC應用的主流。通用PLC應用于專用設備時可以認為它就是一個嵌入式控制器，但PLC相對一般嵌入式控制器而言具有更高的可靠性和更好的穩(wěn)定性。筆者實際工作中碰到的一些用戶原來采用嵌入式控制器，現(xiàn)在正逐步用通用PLC或定制PLC取代嵌入式控制器。

PLC將不斷豐富功能、提高性能，其主要發(fā)展趨勢體現(xiàn)為以下幾點。

1、標準化和開放性通過自由組合模塊化和標準化的硬件，同一廠商的產(chǎn)品可以靈活地組成滿足不同要求的控制系統(tǒng)。同時，PLC將越來越開放，它提供的將是一個開放性平臺，通過提供標準化和開放性的接口，PLC可以很方便地接入其它系統(tǒng)。另外，越來越多的PLC采用標準的編程語言。編程語言國際標準IEC61131-3以前更多地被歐美廠商采用，現(xiàn)在包括日本廠商在內(nèi)的主流PLC廠商都傾向于采用符合IEC61131-3標準的編程語言。

2、專業(yè)化不同行業(yè)在采用PLC時其關注點會有所不同，故其功能需求也會不一樣。因此，在PLC通用功能的基礎上針對不同行業(yè)應用特點開發(fā)專業(yè)化PLC產(chǎn)品，不僅可以提高產(chǎn)品性能、降低產(chǎn)品成本，而且可以提高產(chǎn)品的易用性和專業(yè)化水平，提高產(chǎn)品的綜合競爭實力。這種專業(yè)化應用不僅體現(xiàn)在軟件功能上，也體現(xiàn)在硬件構成上。

3、功能更強大在原有開關量處理的基礎上，PLC將進一步增強模擬量處理能力，并不斷融合順序控制、過程控制和運動控制功能。同時，PLC的運算速度、處理能力和存儲容量也將不斷提高。大型PLC系統(tǒng)在控制的基礎上，不斷增加管控一體化功能。小型PLC不僅具有順序控制和邏輯聯(lián)鎖功能，還移植了大中型PLC的一些高級功能，如模擬量的閉環(huán)調(diào)節(jié)和運動控制等。

4、網(wǎng)絡化無論是大型PLC還是小型PLC，網(wǎng)絡功能不斷增強。PLC向上可以連接各種管理網(wǎng)，向下可連接各種現(xiàn)場設備。即使是小型PLC，不僅要完成單機設備的控制，還要對相關設備進行協(xié)調(diào)，因此通過網(wǎng)絡交換信息就顯得十分重要。為滿足現(xiàn)代工廠自動化對PLC系統(tǒng)開放性和互聯(lián)性的要求，北京和利時系統(tǒng)工程股份有限公司(以下簡稱和利時公司)推出的小型一體化PLCHOLLiAS-LEC就有多種聯(lián)網(wǎng)功能。HOLLiAS-LECG3不僅設計了與CPU集成一體的標準MODBUS協(xié)議、專有協(xié)議和自由協(xié)議串行通訊接口，還可通過網(wǎng)絡接口模塊與其它系統(tǒng)進行互連，接口模塊包括自由協(xié)議串口、Profibus-DP、Ethernet、Devicenet、Lonworks、CAN、FF、Modem、GPRS/GSM等。

2中國PLC應用現(xiàn)狀

我國工業(yè)企業(yè)的自動化程度普遍較低，PLC產(chǎn)品有很大的應用空間，如機械行業(yè)80%以上的設備仍采用傳統(tǒng)的繼電器和接觸器進行控制。因此，PLC在我國的應用潛力遠沒有得到充分發(fā)揮。

我國大中型企業(yè)普遍采用了先進的自動化系統(tǒng)對生產(chǎn)過程進行控制，但絕大部分小型企業(yè)尚未應用自動化系統(tǒng)和產(chǎn)品對生產(chǎn)過程進行控制。隨著競爭的日益加劇，越來越多的小型企業(yè)將采用經(jīng)濟、實用的自動化產(chǎn)品對生產(chǎn)過程進行控制，以提高企業(yè)的經(jīng)濟效益和競爭實力。

中國加入WTO后越來越多的國際公司把其制造基地轉移到中國。同時，中國的國有企業(yè)和民營企業(yè)也在利用難得的歷史機遇大力發(fā)展制造業(yè)。中國正在努力成為世界新的制造業(yè)基地。制造業(yè)的控制主要以離散控制為主，PLC是該領域控制系統(tǒng)的首選。制造企業(yè)為提高勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品質量，必然會大量采用PLC，從而為PLC的應用提供廣闊的應用前景。

自2001年以來，作為基礎工業(yè)之一的機械工業(yè)成為我國工業(yè)發(fā)展新的增長點，年均增長率超過20%。與流程工業(yè)對模擬量的反饋調(diào)節(jié)不同，機械工業(yè)需對開關量進行連鎖及順序控制，因此PLC成為其控制產(chǎn)品的首選。機械行業(yè)的高速增長和自動化現(xiàn)狀為PLC應用提供了巨大的市場空間。

我國在“十五”規(guī)劃中已明確提出了“用信息化帶動工業(yè)化”的發(fā)展計劃，大量傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的自動化改造將為PLC的應用提供巨大的發(fā)展空間。我國的工業(yè)發(fā)展及自動化應用水平與工業(yè)發(fā)達國家相比有幾十年的滯后，按目前的經(jīng)濟形勢分析，我國將迎來一個PLC市場高速增長的時期。

基于上述原因和中國經(jīng)濟高速增長的現(xiàn)狀，今后若干年內(nèi)中國PLC市場將保持持續(xù)高速增長。綜合相關資料提供的數(shù)據(jù)，并分析目前中國PLC市場主要廠商的經(jīng)營數(shù)據(jù)，初步估計目前在我國本土銷售的PLC總量為30~40億元人民幣(不含隨進口主設備配套的PLC)，年增長率為15~20%。

目前中國PLC市場主要廠商為Siemens、Mitsubishi、Omron、Rockwell、Schneider、GE-Fanuc等國際大公司，歐美公司在大、中型PLC領域占有絕對優(yōu)勢，日本公司在小型PLC領域占據(jù)十分重要的位置，韓國和中國奧越信的公司在大、中型PLC領域也有一定市場份額，中國大陸PLC廠商的市場總份額約5%。

大型PLC的目標用戶在選用PLC時一般不會把價格作為首要考慮因素，而是更關注產(chǎn)品性能、質量和品牌，對價格不是十分敏感，故日本產(chǎn)品很難進入該領域。韓國和中國臺灣的產(chǎn)品從一開始就是模仿日本產(chǎn)品，基本沿襲日本產(chǎn)品的技術路線，其在中國的市場策略、行業(yè)影響基本是步日本廠商的后塵，只不過比日本產(chǎn)品滯后一段時間。

對中、小型PLC的目標用戶而言，市場上主要廠商的PLC產(chǎn)品均能滿足其要求，所以在產(chǎn)品選型時價格是十分重要的因素。因此，日本產(chǎn)品在該領域占有絕對優(yōu)勢。Siemens在推出新一代小型PLC產(chǎn)品S7200后其價格與日本產(chǎn)品相差不大，最近幾年其小型PLC的市場增長迅速，已經(jīng)與日本主要產(chǎn)品(Mitsubishi和Omron)在小型PLC領域取得了類似的市場地位。近年來，由于具有明顯的價格優(yōu)勢，中國臺灣的部分PLC廠商在小型PLC領域發(fā)展勢頭十分強勁，搶占了原來日本產(chǎn)品的一部分低端市場。

目前，中國PLC市場的95%以上被國外產(chǎn)品占領。國內(nèi)曾有研究單位開發(fā)PLC產(chǎn)品，后因種種原因沒有發(fā)展起來。值得欣慰的是，國內(nèi)已有具有較強實力的公司開始拓展PLC業(yè)務，并在中國PLC市場有了一定聲音，如和利時公司、德維森公司、安控公司。

3對國產(chǎn)PLC產(chǎn)業(yè)化的幾點思路

盡管國產(chǎn)PLC在中國PLC市場所占份額很小，但只要國內(nèi)有實力的廠商下定決心，仔細分析自身的劣勢和優(yōu)勢，充分利用各方有利資源，踏踏實實、有針對性地做好各項工作，國內(nèi)PLC廠商一定能夠在PLC領域有所作為。

3.1國產(chǎn)PLC產(chǎn)業(yè)化的外部環(huán)境

應該說，國產(chǎn)PLC產(chǎn)業(yè)化的外部環(huán)境越來越成熟，在市場需求、技術水平和生產(chǎn)工藝等方面，我國企業(yè)已經(jīng)完全具備規(guī)?；a(chǎn)PLC的條件。

首先，中國的PLC市場將會高速增長，為國產(chǎn)PLC產(chǎn)業(yè)化提供了良好的市場基礎。

其次，從技術角度來說，PLC技術正在由封閉走向開放，在硬件設計和軟件平臺上大量采用通用技術和標準化技術，使得PLC的設計和開發(fā)不再存在技術壁壘。這為后來者提供了開放的技術平臺，降低了進入門檻。

最后，隨著國內(nèi)生產(chǎn)工藝及質量管理水平的不斷提高，PLC產(chǎn)品在設計、制造、工藝流程和質量控制等方面都具備了規(guī)?；a(chǎn)的條件，從而保證了高質量PLC的生產(chǎn)。

3.2競爭形式分析

相對于國際大公司而言，國內(nèi)PLC廠商具有如下明顯的劣勢：

a產(chǎn)品線劣勢在國內(nèi)公司開展PLC業(yè)務的最初幾年，PLC產(chǎn)品線不完善，產(chǎn)品的品種較少，不利于全方位的市場開拓。

b研發(fā)實力劣勢相對于實力雄厚的著名PLC廠商而言，國內(nèi)公司的研發(fā)實力較弱。

c品牌劣勢在市場開拓初期，國產(chǎn)PLC的品牌在較長一段時間內(nèi)不為用戶認可，從而加大了市場開拓難度。

d應用業(yè)績劣勢相對于國際著名的PLC廠商而言，國內(nèi)公司的PLC應用業(yè)績較少，用戶對國產(chǎn)PLC的性能、產(chǎn)品質量和技術支持持懷疑態(tài)度。

在清醒地認識到國內(nèi)PLC廠商競爭劣勢的同時，人們也高興地看到國內(nèi)公司在開展PLC業(yè)務時存在較大的競爭優(yōu)勢：

a服務優(yōu)勢國內(nèi)PLC廠商的服務由公司相關人員去實施，PLC生產(chǎn)廠商可以直接面向最終用戶。由于公司技術人員充分了解自己的產(chǎn)品，能夠迅速解決實際應用中發(fā)現(xiàn)的問題，因而能顯著提高服務水平和服務質量。另外，國內(nèi)PLC廠商可以在PLC的售前、售中和售后中為用戶提供免費增值服務。例如，面對眾多的中小用戶，和利時公司開展了免費培訓和免費方案設計服務，得到了廣大用戶的一致好評。

b產(chǎn)品定制優(yōu)勢由于是完全本地化的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和技術支持，國內(nèi)PLC廠商可以根據(jù)用戶的特殊需求定制個性化產(chǎn)品。在實際工作中，有些用戶希望在一個PLC模塊上同時具有開關量輸入、開關量輸出、模擬量輸入和模擬量輸出等功能，同時輸出既要有繼電器的，還要有晶體管的。這種一般通用PLC不能提供的特殊需求，國內(nèi)PLC廠商可以快速為用戶專門定制?？鐕镜闹袊脩艉椭袊蛦T很難迅速將這種特殊需求直接反饋到國外的生產(chǎn)廠家，難以促成產(chǎn)品的改進。

c需求優(yōu)勢國內(nèi)PLC廠商能夠確切了解中國用戶的需求，并適時地根據(jù)中國用戶的要求開發(fā)、生產(chǎn)適銷對路的PLC產(chǎn)品。例如，和利時公司具有12年的控制類產(chǎn)品生產(chǎn)、銷售及工程實施經(jīng)驗，積累了大量客戶資源，了解國內(nèi)不同行業(yè)、不同地區(qū)、不同所有制用戶的真正需求，因此在產(chǎn)品設計時可以充分考慮中國用戶的需求和使用習慣，產(chǎn)品的針對性和易用性更強。

d成本優(yōu)勢由于是完全本地化的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和技術支持，國內(nèi)PLC廠商具有較大的成本優(yōu)勢，這種成本優(yōu)勢直接轉變?yōu)楫a(chǎn)品價格優(yōu)勢。

e響應速度優(yōu)勢相對于國際PLC廠商而言，國內(nèi)PLC廠商能更快響應用戶的要求。

3.3做好國產(chǎn)PLC產(chǎn)業(yè)化的幾點考慮

首先，不斷完善設計方案，充分考慮產(chǎn)品的可靠性、穩(wěn)定性和可生產(chǎn)性。

第二，在生產(chǎn)環(huán)節(jié)加強工藝控制和質量控制。這方面在我國消費類電子產(chǎn)品中已經(jīng)做到了，而且有許多寶貴經(jīng)驗值得借鑒。關鍵的問題是要認認真真地去做，踏踏實實地去執(zhí)行。

第三，為適應各種現(xiàn)場應用環(huán)境，PLC產(chǎn)品在經(jīng)過嚴格的質量控制生產(chǎn)出來后，還需要進行相應的檢測和測試，這種測試不僅要在公司內(nèi)部做，還要拿到相應的權威檢測機構去做。例如，對和利時開發(fā)的PLC就進行了嚴格的EMC測試和論證。必要的測試和認證是必不可少的，這既是對產(chǎn)品負責，也是對用戶負責，更是創(chuàng)立自主品牌的品質保證。

第四，要認真研究中國用戶的需求，根據(jù)中國用戶特點和使用習慣，設計、開發(fā)、生產(chǎn)質量可靠、性能穩(wěn)定、價格合適的產(chǎn)品，并有針對性地開展營銷推廣、市場開拓和服務工作。

最后，國內(nèi)PLC廠商要正視與國際大公司的差距，虛心向國際大公司學習先進技術和營銷理念，并學以致用，努力縮小差距，迎頭趕上國際先進水平。

3.4國產(chǎn)PLC產(chǎn)業(yè)化不成功的原因分析

分析以前國產(chǎn)PLC產(chǎn)業(yè)化不成功的原因，可以為今后國產(chǎn)PLC產(chǎn)業(yè)化提供十分有價值的幫助和指導。

首先，是技術方面的原因。早期的PLC技術相對封閉，開放性不夠，缺乏一個通用的技術平臺，國內(nèi)研發(fā)單位很難得到前沿的PLC核心技術，需要長時間的不斷嘗試和摸索。“七五”和“八五”期間，國內(nèi)部分研究單位在PLC研發(fā)上進行了科技攻關，取得了一些攻關成果，也基本具備了自主研發(fā)PLC的能力。但是，缺乏持續(xù)研發(fā)和產(chǎn)品化能力，最終沒能形成規(guī)模經(jīng)營。

第二，是資金問題。PLC既是專業(yè)產(chǎn)品，也是自動化領域的一個通用產(chǎn)品，要形成規(guī)模經(jīng)營必須具有較大的資金投入。有人意識到了開展PLC業(yè)務的重要性，但資金不夠;有人有資金，卻認識不到其長遠價值。應該說，部分國產(chǎn)PLC產(chǎn)品確有其獨到之處，但由于缺乏足夠的資金支持，無法形成規(guī)模經(jīng)營。作坊式生產(chǎn)或者受短期盈利目標的約束，使其無法形成再投入和擴大再生產(chǎn)，制約了產(chǎn)品的健康發(fā)展。

第三，是制造工藝問題。在10年前甚至5年前，國內(nèi)的制造環(huán)境如生產(chǎn)工藝、模具制造、質量控制等方面仍存在較大欠缺，無法滿足工藝要求較高的PLC批量生產(chǎn)。

第四，面臨的是一個與大批國際跨國公司競爭的成熟市場，如何有效地將產(chǎn)品推廣出去尤為重要，而國內(nèi)公司恰恰缺少一支具有獨到經(jīng)營理念的市場隊伍，市場開拓力量薄弱。

最后，是體制問題。原來許多做PLC的是研究所或者國營企業(yè)，體制和機制問題限制了PLC的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

3.5國內(nèi)PLC廠商間的合作

中國PLC市場被國外各大公司分割是不爭的事實，國內(nèi)有志于發(fā)展PLC產(chǎn)業(yè)的廠商應聯(lián)合起來，共同推動國產(chǎn)PLC的產(chǎn)業(yè)化工作，一起宣傳國產(chǎn)PLC的必要性、可行性及國產(chǎn)PLC的優(yōu)勢，使國產(chǎn)PLC早日在中國乃至世界PLC市場占有重要一席。

5結語

PLC是一種高投入的高科技產(chǎn)品，要取得用戶的信任非常不容易，目前國產(chǎn)PLC正在一步步的得到用戶的認可，國產(chǎn)PLC品牌要得到眾多用戶認可絕非易事。一方面，PLC生產(chǎn)廠商要明確目標、認真做好每一件事，確保產(chǎn)品性能和質量，同時加大市場營銷和市場推廣力度。另一方面，相關主管部門和廣大用戶也要給國產(chǎn)PLC足夠的支持，給國產(chǎn)PLC更多機會，同時為國產(chǎn)PLC產(chǎn)業(yè)化提出中肯的意見和建議。筆者堅信，只要大家齊心協(xié)力，國產(chǎn)PLC的產(chǎn)業(yè)化一定會有一個美好的未來。

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