近年來PLC的市場發展概況

　　根據Frorst & Sullivan發布的全球PLC市場報告，有足夠的證據證明，PLC市場在所有范圍內都呈正增長。在過去的十年中，PLC市場在經受了前些年顯著的下降之后，目前又呈現強勢反彈，估計到2018年市場將達到148.5億美元，比前五年增長40%。令人感到興奮的是，中小型PLC將在市場增長中起著至關重要的作用。

　　ARC在2015年8月發表有關PLC和PAC的市場發展報告，其要點是：PLC與PAC市場在2014年實現擴張。其中特別是中國和北美成為增長引擎。預計該市場在2015和2016年增長前景不容樂觀，主要原因是金磚四國（巴西、俄羅斯、印度、中國）已不再是增長因素。估計目前PLC裝機數量達5200萬臺，其中以微小型PLC占相當數量，預計到2019年將達到6500萬臺。其中很大數量在未來5年內都已經到了其生命周期的最后階段。現有裝機PLC的更新換代，將是未來5年內PLC市場增長的一個重要因素。此外，軟件和服務對PLC供應商和最終用戶越來越重要。最終用戶更多地會要求將硬件完成的功能需求利用軟件來實現。PLC相關服務也變得更重要。為了更專注于自己的核心競爭力，更有效充分利用工程資源，一些最終用戶已經外包了許多PLC相關服務，如配置、培訓和維護。有跡象表明越來越多的用戶打算外包他們大部分的維護、培訓或備件業務，已經成為趨勢。

　　據美國相關自動化人士在社交網絡的討論，比較集中的意見認為是最終用戶推動著市場。機械裝備制造商偏愛PLC，是因為它使用簡單可靠，性價比好。從技術人員的角度分析，則是掌握PLC的人群遠多于掌握PC和PAC的人群。不過，也不能認為PLC會永遠保持其傳統的形態。在未來的5年時間內，由于工業物聯網的快速普及，以及云服務逐漸進入工業市場，需要PLC提供直接與MES、ERP等上層管理軟件信息系統的接口，PLC系統一定要從硬件和軟件上適應新工業革命也即智能制造的需求，不然PLC制造廠商還會遭遇嚴峻的挑戰。

　　智能制造對PLC功能的新要求

　　PLC作為設備和裝置的控制器，除了傳統的邏輯控制、順序控制、運動控制、安全控制功能之外，還承擔著工業4.0和智能制造賦予的以下任務：

　　1、越來越多的傳感器被用來監控環境、設備的健康狀態和生產過程的各類參數，這些工業大數據的有效采集，迫使PLC的I/O由集中安裝在機架上，必須轉型為分布式I/O。

　　2、各類智能部件普遍采用嵌入式PLC，或者微小型PLC，盡可能地在現場完成越來越復雜的控制任務。

　　3、應用軟件編程的平臺化，進一步發展工程設計的自動化和智能化。

　　4、大幅提升無縫連通能力，相關的控制參數和設備的狀態可直接傳輸至上位的各個系統和應用軟件，甚至送往云端。

　　概括而言，即滿足工業大數據采集的需求，就地實時自治控制，編程的自動化和智能化，提升無縫的連通能力。

　　PLC系統作為工業控制主力軍的地位會不會因為正在掀起的第四次工業革命而被逐步替代呢？回答是否定的。同時，這也取決于PLC軟硬件技術能否快速的進行適應性的轉型和升級。事實上，PLC的軟件技術以PLCopen為先導，一直在為滿足工業4.0和智能制造日益清晰的要求做準備。圖1所表述的是PLCopen歷年來所開發的各種規范在工業4.0參考架構模型（RAMI4.0）相應維度和層級中的位置，可以明顯地看到，PLCopen國際組織長期以來為提高自動化效率所做的工作。

　　PLC硬件如何適應智能制造的要求

　　盡管人們較普遍的認識是PLC硬件技術進步是漸進的，但也不能否認，PLC的硬件技術一直在為滿足工業4.0和智能制造日益清晰的要求積累經驗。

　　特別是微電子技術的飛躍進展，使得SoC芯片在主鐘頻率越來越高的同時而功耗卻顯著減小；多核SoC的發展，又促進了在PLC的邏輯和順序控制處理的同時，可以進行高速的運動控制處理、視覺算法的處理等；而通信技術的進展使得分布式I/O運用越來越多，泛在的I/O運用也有了起步。

　　為迎接工業4.0的挑戰，PLC硬件設計應該在以下方面有一定的改善空間：

　　1、極大改善能耗和減小空間。PCB板85%的空間被模擬芯片和離散元器件所占，需要采取將離散元器件的功能集中于單個芯片中，采用新型的流線模擬電路等措施。

　　2、增加I/O模塊的密度。

　　3、進行良好的散熱設計，降低熱耗散。

　　4、突破信息安全的瓶頸（如何防范黑客攻擊、惡意軟件和病毒）。

　　概括起來說，PLC的硬件必須具備綜合的性能，即更小的體積，更高的I/O密度，更多的功能。

　　舉例來說，選用新型的器件收效顯著：為了減小I/O模塊的體積，減少元器件的數量，采用多通道的并行/串行信號轉換芯片（serializer），可以對傳感器24V的輸出信號進行轉換、調理和濾波，并以5V的CMOS兼容電平輸入PLC的MCU。這樣可把必要的光電隔離器件減少至3個，來自多通道的并行/串行信號轉換芯片（serializer）的信號，可共享相同的光電隔離資源。

　　Maxim公司的模擬器件集成設計，簡化了信號鏈，使10V的雙極性輸入可以多通道采樣、放大、濾波和模/數變換，而且只需單路的5V電源。這種設計取消了15V的電源，減少了元器件的數量和系統成本，降低了功耗，縮小了元器件所占用的面積。