根据观研报告网发布的《2022年中国PLC市场分析报告-市场竞争策略与发展动向前瞻》显示,工业自动控制系统装置制造是指用于连续或断续生产制造过程中,测量和控制生产制造过程的温度、压力、流量、物位等变量或者物体位置、倾斜、旋转等参数的工业用计算机控制系统、检测仪表、执行机构和装置的制造。
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可编程控制器是 Programmable Logic Controller 的英文缩写,即可编程控制器,是一种专用于工业控制的计算机,使用可编程存储器储存指令,执行诸如逻辑、顺序、计时、计数与计算等功能,并通过模拟或数字 I/O 组件,控制各种机械或生产过程的装置。可编程控制器的硬件结构与微型计算机基本相同,由电源、CPU、存储器、I/O、功能模块、通信模块等构成。从 1969 年美国研制成世界第一台可编程控制器至今,在技术、市场和应用领域虽然都发生巨大变化,但可编程控制器一直被公认为现代工业自动化三大支柱之一,产量、销量和用量均居各种工业控制装置榜首。
行业内主要根据I/O点数进行分类,可分为小型、中型、大型三类。I/O点数越多,控制关系越复杂,要求的程序存储器容量也越大,指令与实现的功能也就更多。
小型、中型、大型PLC特点简介
类型 | I/O点数 | 存储容量 | 特点 | 适用范围 |
小型 | 256以下 | 4KB以下 | 体积小、价格低、功能相对单一 | 适合于单台设备的控制 |
中型 | 256-1024 | 2-8KB | 具有较强的通信功能和模拟量处理能力 | 可应用于相对复杂的逻辑控制系统以及连续生产过程的控制系统中 |
大型 | 1024以上 | 8-16KB | 功能强大,具有较强的网络结构和通信联网能力 | 主要应用于大型生产设备的自动化控制系统中 |
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工业自动化控制主要利用电子电气、机械、软件组合实现。即是工业控制,或者是工厂自动化控制。主要是指使用计算机技术,微电子技术,电气手段,使工厂的生产和制造过程更加自动化、效率化、精确化,并具有可控性及可视性。
工控产品的上游是各类电子元器件、电力电子器材和钣金结构件,下游广泛应用在各类制造业中。工控产品根据功能的不同大致分为六类:控制系统、驱动系统、运动控制、反馈系统、执行机构和其他设备。
工控行业经历了几百年的洗礼,日趋成熟,工控行业的发展一定程度上推动了工业进步。世界工控行业经过近百年的大浪淘沙,已形成少数跨国公司规模生产、瓜分全球市场的寡头垄断局面。原来的几百个厂商目前只剩下几十个,最著名的如西门子、施耐德、ABB、艾默生等。
可以看到欧洲、美国和日本在工控领域占据较高的领先优势,这得益于这些国家的工业化进程较早,制造业的兴起对工控产品形成了巨大的市场需求,因此制造强国中诞生了全球领先的工控企业。
全球领先的工控企业概况
国家 | 主要公司 | 公司概况 |
德国 | 西门子 | 创立于1847 年,总部位于德国柏林和慕尼黑,业务遍及全球200 多个国家,专注于电气化、自动化和数字化,业务涉及工业自动化、楼宇科技、驱动技术、能源、医疗、交通以及个人和家用产品等多领域。公司在全球各地拥有289 家主要生产及制造基地,此外其办公楼、厂房、研发中心及销售中心几乎遍布世界所有国家。 |
法国 | 施耐德 | 施耐德电气有限公司(Schneider Electric SA )于1836年成立,世界500强企业。它的总部位于法国吕埃。施耐德电气公司是全球能效管理领域的领导者,为100多个国家的能源及基础设施、工业、数据中心及网络、楼宇和住宅市场提供整体解决方案,在住宅应用领域也拥有强大的市场能力。 |
瑞士 | ABB | ABB集团于1988年成立,世界500强企业,集团总部位于瑞士苏黎世。ABB由两个历史100多年的国际性企业瑞典的阿西亚公司(ASEA)和瑞士的布朗勃法瑞公司(BBC Brown Boveri)在1988年合并而成。两公司分别成立于1883年和1891年。ABB是电力和自动化技术领域的领导厂商。ABB的技术可以帮助电力、公共事业和工业客户提高业绩,同时降低对环境的不良影响。 |
美国 | 艾默生 | 总部位于美国弗格森,自从其1890年成立以来就专注于技术和工程领域,目前在世界拥有约205 家分支机构。20 世纪中期,公司成为全球最大的飞机装备生产商,目前主要专注于自动化解决方案以及商住解决方案。通过这两个部门去改善人类生活水平以及保障食品安全,保护环境并提高生产效率。 |
美国 | 罗克韦尔自动化 | 罗克韦尔自动化公司是一家工业自动化与信息公司,主要涉及工业自动化,航空电子及通信以及电子商务领域,为制造业提供广泛的世界一流的产品与解决方案、服务支持及技术培训。产品包括:可编程控制器,电源装臵,传感器,交流变频器,直流调速器等,著名控制器品牌有Allen-Bradley。 |
美国 | 霍尼韦尔 | 霍尼韦尔国际公司由美国联信公司及霍尼韦尔公司合并而成,在多元化技术和制造业方面占世界领导地位的跨国公司。在全球,其业务涉及航空产品及服务;住宅及楼宇控制和工业控制技术;自动化产品;特种化学、纤维、塑料、电子和先进材料、以及交通和动力系统产品等领域。 |
日本 | 欧姆龙 | 总部位于日本东京,成立于1933年,以电子业务起家,产品涉及工业自动化控制系统、电子元器件、汽车电子、社会系统、健康医疗设备等广泛领域,品种多达数十万。 |
日本 | 三菱 | 三菱电机株式会社是一家全球领先的电子和电气产品制造商,产品包括空调系统、汽车设备、建筑系统、能源系统、工厂自动化系统、家用产品、信息与通信系统、公共系统等 |
资料来源:公司公告
PLC发展至今已有几十年的历史,随着半导体技术、计算机技术和通信技术的发展,工业控制领域已有翻天覆地的变化,PLC亦在不断的发展,正朝着新的技术发展。
一是PLC网络化技术的发展,其中有两个趋势:一方面,PLC网络系统已经不再是自成体系的封闭系统,而是迅速向开放式系统发展,各大品牌PLC除了形成自己各具特色的PLC网络系统,完成设备控制任务之外,还可以与上位计算机管理系统联网,实现信息交流,成为整个信息管理系统的一部分;另一方面,现场总线技术得到广泛的采用,PLC与其他安装在现场的智能化设备,比如智能化仪表、传感器、智能型电磁阀、智能型驱动执行机构等,通过一根传输介质(比如双绞线、同轴电缆、光缆)连接起来,并按照同一通信规约互相传输信息,由此构成一个现场工业控制网络,这种网络与单纯的PLC远程网络相比,配置更灵活,扩容更方便,造价更低,性能价格比更好,也更具开放意义。
二是PLC向高性能小型化方向发展。PLC的功能正越来越丰富,而体积则越来越小。PLC已不再是早期那种只能进行开关量逻辑运算的产品了,而是具有越来越强的模拟量处理能力,以及其他过去只有在计算机上才能具有的高级处理能力,如浮点数运算、PID调节、温度控制、精确定位、步进驱动、报表统计等。从这种意义上说,PLC系统与DCS(集散控制系统)的差别已经越来越小了,用PLC同样可以构成一个过程控制系统。
三是PLC操作向简易化方向发展。目前PLC推广的难度之一就是复杂的编程使得用户望而却步,而且不同厂商PLC所用编程的语言也不尽相同,用户往往需要掌握多种编程语言,难度较大。PID控制、网络通信、高速计数器、位置控制、数据记录、配方和文本显示器等编程和应用也是PLC程序设计中的难点,用普通的方法对它们编程时,需要熟悉有关的特殊存储器的意义,在编程时对它们赋值,运行时通过访问它们来实现对应的功能。这些程序往往还与中断有关,编程的过程既繁琐又容易出错,阻碍了PLC的进一步推广应用。PLC的发展必然朝着操作简易化方向迈进,比如使用编程向导简化对复杂任务的编程,在这一点上西门子就充当了先行者,西门子S7-200的编程软件设计了大量的编程向导,只需要在对话框中输入一些参数,就可以自动生成包括中断程序在内的用户程序,大大方便了用户的使用。
受下游产业发展影响,全球PLC市场不断增长。数据显示,2014年全球PLC市场规模为72.30亿美元,2020年全球PLC市场规模增长至107.37亿美元。
资料来源:观研天下整理(WW)
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