PLC กลายเป็นผลิตภัณฑ์แห่งยุคอุตสาหกรรม 3.0 กว่าห้าทศวรรษของการพัฒนา เทคโนโลยีได้มีการสร้างสรรค์สิ่งใหม่ๆ อย่างต่อเนื่อง และกลุ่มผลิตภัณฑ์ได้ขยายอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากสมองควบคุมระบบการผลิตทางอุตสาหกรรม PLC ได้เข้ามาแทนที่รีเลย์ที่เคยใช้ในการควบคุมอุปกรณ์ที่มีกำลังสูง- การเปลี่ยนแปลงนี้ช่วยประหยัดพื้นที่การผลิต ลดการใช้พลังงาน และลดภาระงานของวิศวกรในการบำรุงรักษาอุปกรณ์
ในปัจจุบัน ในขณะที่การผลิตทางอุตสาหกรรมเปลี่ยนไปสู่อุตสาหกรรม 4.0 สถานประกอบการผลิตจะต้องได้รับการเปลี่ยนแปลงและอัปเกรด สิ่งนี้ไม่เพียงแต่เกี่ยวข้องกับการยกระดับระบบอัตโนมัติของอุปกรณ์การผลิตเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการบูรณาการเทคโนโลยีอินเทอร์เน็ตเข้ากับระบบควบคุมอุตสาหกรรมอีกด้วย ด้วยการใช้ประโยชน์จากข้อมูลผู้บริโภค จะทำให้การจัดการห่วงโซ่อุปทานมีประสิทธิภาพสูงสุด และการวางแผนการผลิตในโรงงานก็มีเหตุผล ด้วยเหตุนี้ ในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม PLC ซึ่งทำหน้าที่เป็น "สมอง" จึงมีบทบาทสำคัญในการเปลี่ยนแปลงทางอุตสาหกรรมระลอกใหม่นี้
PLC ในปัจจุบันไม่ใช่ PLC แบบเดิมอีกต่อไป
พูดง่ายๆ ก็คือ PLC คือคอมพิวเตอร์สำหรับการควบคุมทางอุตสาหกรรมโดยเฉพาะ ใช้หน่วยความจำที่ตั้งโปรแกรมได้เพื่อจัดเก็บคำสั่ง การดำเนินการลอจิก การเรียงลำดับ เวลา และฟังก์ชันการคำนวณ ควบคุมกระบวนการผลิตทางกลต่างๆ ผ่านโมดูล I/O แบบอะนาล็อกหรือดิจิทัล CPU ทำหน้าที่เป็นสมองของ PLC รันโปรแกรมผู้ใช้ไปพร้อมๆ กับการรวบรวม วิเคราะห์ และประมวลผลข้อมูลที่รวบรวมจากโมดูลอื่นๆ
โรงงานอัจฉริยะมีการตรวจจับที่ครอบคลุม การตัดสินใจที่มีประสิทธิภาพสูงสุด- และการดำเนินการที่แม่นยำ ช่วยให้สามารถจัดการธุรกิจและการดำเนินการด้านการผลิตได้โดยอัตโนมัติ การบรรลุการผลิตอัจฉริยะจำเป็นต้องมีตัวควบคุมทางอุตสาหกรรมที่มีประสิทธิภาพสูง- ในสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมที่ผ่านมา อุปกรณ์ชิ้นเดียว ส่วนกระบวนการ หรือสายการผลิตอาจต้องใช้ตัวควบคุมหลายตัว-เช่น แพลตฟอร์มหุ่นยนต์อุตสาหกรรมที่ใช้ตัวควบคุมหุ่นยนต์ + PLC หรือหน่วยการตัดเฉือนแบบยืดหยุ่นที่ใช้ CNC + PLC โรงงานอัจฉริยะแห่งอนาคตต้องใช้ "สมอง" เพียงตัวเดียวในการควบคุมทุกหน่วยงาน
ดร. Wei Rong Xiao ประธาน B&R Greater China กล่าวในการบรรยายออนไลน์ว่า PLC ในปัจจุบันไม่ใช่ PLC แบบเดิมๆ อีกต่อไป เขาชี้ให้เห็นว่า PLC แบบดั้งเดิมดำเนินงานหลายอย่างตามลำดับโดยทำซ้ำวงจร ในทางตรงกันข้าม PLC รุ่นใหม่ของ B&R ซึ่งแบ่งระบบออกเป็นหลายระดับงานโดยอิงตามงานหลายงานภายในโครงการเดียว แต่ละงานสอดคล้องกับรอบการทำงาน โดยมีระดับความสำคัญที่กำหนดตามระยะเวลาของรอบการทำงาน
สิ่งนี้แสดงให้เห็นว่า PLC ใหม่ไม่เพียงแต่ดำเนินงานด้านลอจิกง่ายๆ เท่านั้น แต่ยังมีความสามารถในการจัดการกระบวนการที่ซับซ้อนมากขึ้นในสายการผลิตอีกด้วย ในสถานการณ์ฉุกเฉิน ความสามารถในการทำงานหลายอย่างพร้อมกันของ PLC รุ่นใหม่จะช่วยป้องกันความจำเป็นในการจัดการการขัดจังหวะ ซึ่งแตกต่างจาก PLC แบบดั้งเดิม กล่าวอีกนัยหนึ่ง ระบบการผลิตทางอุตสาหกรรมในปัจจุบันจำเป็นต้องมี PLC ที่ชาญฉลาดสูงเป็น "สมอง"
ผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมยังทราบด้วยว่าระบบ PLC ขนาดใหญ่-สมัยใหม่มีการกระจายระบบคอมพิวเตอร์โดยแท้จริงโดยอาศัยฟิลด์บัสและเครือข่ายท้องถิ่น การใช้เทคโนโลยีที่สนับสนุนการประมวลผลแบบกระจายบนคลาวด์-กับการควบคุมทางอุตสาหกรรมจะปฏิวัติสถาปัตยกรรมระบบ กรอบงานทางเทคนิค รูปแบบผลิตภัณฑ์ และวิธีการใช้งาน ในขณะที่การผลิตเปลี่ยนไปสู่การผลิตอัจฉริยะ หัวข้อการวิจัยจำนวนมากยังคงอยู่ในสาขา PLC
PLC ประเภทใดที่ตรงตามข้อกำหนดของอุตสาหกรรม 4.0
ท่ามกลางฉากหลังของอุตสาหกรรม 4.0 เครือข่ายโรงงานกำลังพัฒนาจากเครือข่ายท้องถิ่นแบบปิดไปสู่ระบบที่เชื่อมต่อกับหน่วยงานภายนอก ด้วยเหตุนี้ โมเดลการสื่อสารสำหรับ PLC จึงต้องปรับเปลี่ยนด้วย ระบบการสื่อสาร PLC สามารถสร้างเครือข่ายการควบคุมที่ซับซ้อนมากขึ้นโดยใช้โปรโตคอล เช่น Profinet, CC-Link หรือ DeviceNet อย่างไรก็ตาม PLC จำนวนมากยังคงเข้ากันไม่ได้กับเครื่องสแกนบาร์โค้ด เครื่องอ่าน RFID เซ็นเซอร์ และกล้องอุตสาหกรรมที่จำเป็นสำหรับโรงงานอัจฉริยะ การผลิตอัจฉริยะขึ้นอยู่กับการรวบรวมข้อมูล ข้อมูลโรงงาน-รวมถึงการจัดการวัสดุและการตรวจสอบอุปกรณ์-ต้องรวมเข้ากับระบบ MES เพื่อมอบรากฐานฮาร์ดแวร์ที่แข็งแกร่งสำหรับการเปลี่ยนผ่านสู่ดิจิทัลอย่างครอบคลุมทั้งในด้านการผลิต โลจิสติกส์ คลังสินค้า และการจัดการการตลาด
สิ่งนี้เผยให้เห็นถึงความท้าทายที่สำคัญในการพัฒนา PLC ที่สอดคล้องกับอุตสาหกรรม 4.0 ซึ่งกำลังรอการแก้ไขโดยผู้เชี่ยวชาญด้าน R&D
ประการแรก ต้องจัดการกับข้อมูลการผลิตจำนวนมหาศาลและอัลกอริธึมที่ซับซ้อนมากขึ้น ภายใต้การผลิตอัจฉริยะ PLC จำเป็นต้องจัดเก็บข้อมูลการผลิตจำนวนมากขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ในด้านหนึ่ง ความต้องการของผู้บริโภคในด้านผลิตภัณฑ์เฉพาะบุคคลและคุณภาพกำลังเพิ่มขึ้น ทำให้โรงงานต่างๆ ต้องปรับปรุงเทคนิคการผลิตไปพร้อมๆ กับการลดต้นทุนการผลิต ด้วยเหตุนี้ ระบบควบคุมพื้นฐานจึงต้องประมวลผลข้อมูลการผลิตจำนวนมหาศาลและความสัมพันธ์เชิงตรรกะ ในทางกลับกัน การจัดการข้อมูลดังกล่าวทำให้เกิดความต้องการอัลกอริธึมเบื้องหลังฮาร์ดแวร์ PLC ที่สูงขึ้น การพัฒนาอัลกอริธึมที่แข็งแกร่งโดยแท้จริงแล้วเกี่ยวข้องกับอุปสรรคทางเทคนิคที่สำคัญ
ประการที่สอง ความเรียบง่ายของการสนับสนุนการออกแบบซอฟต์แวร์การเขียนโปรแกรมเป็นสิ่งสำคัญ เมื่อความคาดหวังของผู้บริโภคเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์เพิ่มขึ้น ความซับซ้อนในการผลิตของโรงงานก็เพิ่มขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ขณะนี้ PLC ต้องทำหน้าที่ต่างๆ เช่น การควบคุม PID การสื่อสารผ่านเครือข่าย การคำนวณความเร็วสูง- การควบคุมตำแหน่ง การบันทึกข้อมูล และการแสดงข้อความ ซึ่งหมายความว่าความยากลำบากในการเขียนโปรแกรมจะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง นอกจากนี้ ภาษาการเขียนโปรแกรม PLC ยังแตกต่างกันไปตามแบรนด์ต่างๆ ในตลาด โดยกำหนดให้วิศวกรต้องเชี่ยวชาญหลายภาษา จากมุมมองการจัดซื้อจัดจ้างของผู้ใช้- ผลิตภัณฑ์ PLC ที่ใช้งานได้จริงช่วยให้วิศวกรสามารถเรียนรู้เพียงครั้งเดียวและใช้ทักษะของตนในระดับสากล ซึ่งจะช่วยลดต้นทุนขององค์กรในด้านการฝึกอบรมบุคลากร การให้คำปรึกษาด้านเทคนิค การแก้ไขจุดบกพร่องของระบบ และการบำรุงรักษาซอฟต์แวร์
ประการที่สาม การทำความเข้าใจพฤติกรรมการปฏิบัติงานของวิศวกรในสถานการณ์การใช้งานปลายน้ำที่เฉพาะเจาะจง ในการใช้งาน PLC ผู้ใช้พบกับความแตกต่างระหว่าง-ระบบญี่ปุ่นและเยอรมัน ซึ่งแต่ละระบบก็มีจุดแข็งในการเขียนโปรแกรมซอฟต์แวร์ของตัวเอง เนื่องจาก PLC ผสานรวมซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ สถานการณ์การใช้งานที่แตกต่างกันจึงจำเป็นต้องมีการปรับเปลี่ยนซอฟต์แวร์ที่สอดคล้องกัน นอกจากนี้ สถานการณ์ที่แตกต่างกันยังก่อให้เกิดพฤติกรรมการปฏิบัติงานที่แตกต่างกันในหมู่วิศวกรอีกด้วย ในทางกลับกัน ซัพพลายเออร์ PLC จะต้องปรับซอฟต์แวร์ PLC ทั่วไปให้เหมาะกับ-การตั้งค่าการปฏิบัติงานเฉพาะทางของอุตสาหกรรมเหล่านี้ การเขียนโปรแกรมซอฟต์แวร์สำหรับ PLC ในสภาพแวดล้อมการผลิตสมัยใหม่ให้ความสำคัญกับความเรียบง่ายและความสะดวกในการใช้งานมากขึ้นโดยไม่คำนึงถึงภาคส่วน
ภาวะการแข่งขันของตลาด PLC ของจีน
ในฐานะศูนย์กลางการผลิตที่ใหญ่ที่สุดในโลก ประเทศจีนจึงมีการใช้งาน PLC จำนวนมากโดยธรรมชาติ ตลาด PLC ในประเทศถูกครอบงำโดยแบรนด์ในยุโรป อเมริกา และญี่ปุ่น
ในบรรดาแบรนด์ในยุโรปและอเมริกา Siemens, Rockwell และ Schneider มีความโดดเด่น Siemens เป็นเลิศในด้านผลิตภัณฑ์ขนาดเล็ก กลาง และใหญ่- โดยตั้งตนเป็นซัพพลายเออร์หลักในตลาด PLC ของจีน โดยมีส่วนแบ่งการตลาด 40.7% ในปี 2016 เพียงปีเดียว Rockwell รักษาตำแหน่งผู้นำในกลุ่ม PLC ขนาดใหญ่ โดยครองส่วนแบ่งตลาด 10.1% Schneider ในฐานะซัพพลายเออร์ PLC -ที่ก่อตั้งมายาวนาน ยังคงรักษาส่วนแบ่งการตลาดที่ประมาณ 9% อย่างต่อเนื่อง ในบรรดาแบรนด์ญี่ปุ่น Mitsubishi และ Omron มีความโดดเด่น ด้วยการใช้ประโยชน์จากอัตราส่วนต้นทุน-ประสิทธิภาพและความได้เปรียบของช่องทางการตลาด พวกเขารักษาความสามารถในการแข่งขันในตลาดภายในประเทศในระดับสูง
นอกจากนี้ Delta-ซึ่งมีฐานอยู่ในไต้หวันซึ่งมีข้อได้เปรียบในด้านต้นทุนสูง- ได้เจาะตลาด OEM อย่างลึกซึ้ง ด้วยการแสวงหาโซลูชั่นแบบครบวงจรที่ผสมผสาน PLC เข้ากับไดรฟ์ความถี่แปรผันและเซอร์โวไดรฟ์อย่างต่อเนื่อง เดลต้าจึงสามารถรักษาการเติบโตอย่างรวดเร็วของยอดขายในตลาดได้
ในส่วนของ PLC ในประเทศนั้น การพัฒนามีระยะเวลาเกือบ 40 ปี ประวัติศาสตร์นี้สามารถแบ่งกว้าง ๆ ออกเป็นสามระยะ: ช่วงแนะนำจากปี 1980 ถึง 1990 เมื่อ PLC ทั้งหมดในตลาดเป็นแบรนด์ต่างประเทศ; ระยะเริ่มต้น-สำหรับองค์กรควบคุมอุตสาหกรรมในประเทศตั้งแต่ปี 1990 ถึง 2000 เมื่อแบรนด์ PLC ในประเทศเริ่มปรากฏ และระยะการพัฒนาสำหรับแบรนด์ PLC ในประเทศหลังปี 2000
แบรนด์ในประเทศเริ่มต้นด้วย PLC ขนาดเล็ก ซึ่งมีอุปสรรคทางเทคนิคน้อยกว่า และใช้ประโยชน์จากข้อได้เปรียบในท้องถิ่นเพื่อให้บรรลุการเติบโตอย่างรวดเร็ว ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา พวกเขาได้รุกเข้าสู่ตลาด PLC ขนาดกลาง-อย่างมีนัยสำคัญ
บทสรุป
PLC เป็นส่วนประกอบที่ขาดไม่ได้ของระบบอัตโนมัติในโรงงานและการควบคุมกระบวนการทางอุตสาหกรรม ในยุคของการผลิตอัจฉริยะ ความต้องการประสิทธิภาพของ PLC ที่เพิ่มสูงขึ้นเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ โดยจำเป็นต้องมีการออกแบบพื้นฐานใหม่ซึ่งครอบคลุมถึงการควบคุมประสิทธิภาพสูง- ความสามารถในการทำงานร่วมกัน การสื่อสารที่ปลอดภัย -การทำงานข้ามแพลตฟอร์ม และการพิสูจน์อักษรในอนาคต- จากมุมมองของตลาด PLC เผชิญกับอุปสรรคด้านช่องทาง ตลาดสำหรับผลิตภัณฑ์ PLC ตัวเดียวจากบริษัทระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมมักมีเพดานที่มองไม่เห็น ยกตัวอย่างแบรนด์ระดับไฮเอนด์จากต่างประเทศ- ขั้นแรก ใช้ประโยชน์จากจุดแข็งของตนเองเพื่อระบุจุดเริ่มต้นที่เหมาะสม ประการที่สอง หลังจากที่ได้รับการยอมรับจากลูกค้าแล้ว ให้ค่อยๆ ปรับปรุงการวิจัยและพัฒนาผลิตภัณฑ์ในห่วงโซ่อุตสาหกรรม โดยเปลี่ยนจากซัพพลายเออร์รายเดียวเป็นผู้ให้บริการโซลูชัน สุดท้าย ใช้ประโยชน์จากการสะสมทางเทคโนโลยีและความได้เปรียบของแบรนด์เพื่อเป็นซัพพลายเออร์ที่ครอบคลุมซึ่งครอบคลุมตลาดระดับกลาง-ถึง-ระดับสูง-