PLC は、インダストリアル 3.0 時代の製品として登場しました。 50 年以上にわたる開発を通じて、テクノロジーは継続的に革新され、製品の範囲は着実に拡大してきました。産業生産システムを制御する頭脳として、PLC は、高電力機器の制御に以前使用されていたリレーに取って代わりました。-この移行により、製造スペースが節約され、消費電力が削減され、機器メンテナンスにおけるエンジニアの負担が軽減されました。
現在、工業生産がインダストリー 4.0 に移行するにつれて、製造企業は変革とアップグレードを行う必要があります。これには、製造装置の自動化レベルを向上させるだけでなく、インターネット技術と産業用制御システムの統合も含まれます。消費者データを活用することで、サプライチェーン管理を最適化し、工場の生産計画を合理化できます。したがって、産業オートメーションでは、「頭脳」として機能する PLC が、この産業変革の新たな波において重要な役割を果たしています。
今日の PLC はもはや従来の PLC ではありません
簡単に言うと、PLC は産業用制御専用のコンピューターです。プログラマブル メモリを使用して命令を保存し、ロジック、シーケンス、タイミング、計算機能を実行します。アナログまたはデジタル I/O モジュールを通じて、さまざまな機械生産プロセスを制御します。 CPU は PLC の頭脳として機能し、ユーザー プログラムを実行しながら、他のモジュールから収集した情報を集約、分析、処理します。
スマート ファクトリーは包括的なセンシング、最適化された意思決定、正確な実行を特徴としており、自律的なビジネス管理と製造業務を可能にします。{0}スマート製造を実現するには、多機能、高性能の産業用コントローラーが必要です。-過去の産業環境では、単一の機器、プロセス セグメント、または生産ラインに複数のコントローラーが必要になることがありました。-たとえば、ロボット コントローラー + PLC を使用した産業用ロボット プラットフォームや、CNC + PLC を使用したフレキシブル加工ユニットなどです。将来のスマートファクトリーには、すべてのユニットを制御する単一の「頭脳」が必要です。
B&R Greater China の社長である Wei Rong Xiao 博士は、オンライン講義で、今日の PLC はもはや従来の PLC ではないと述べました。同氏は、従来の PLC は複数のタスクを順番に実行し、サイクルを繰り返していると指摘しました。対照的に、B&R の新世代 PLC は、単一プロジェクト内の複数のタスクに基づいており、システムを複数のタスク レベルに分割します。各タスクはサイクルに対応し、サイクル期間に応じて優先レベルが設定されます。
これは、新しい PLC が単純なロジック タスクを実行するだけでなく、生産ラインでより複雑なプロセスを処理できることを示しています。緊急事態においては、新世代 PLC のマルチタスク機能により、従来の PLC とは異なり、割り込み処理が必要なくなります。言い換えれば、今日の工業生産システムには、その「頭脳」として高度にインテリジェントな PLC が必要です。
業界の専門家は、現代の大規模 PLC システムは本質的にフィールドバスとローカル エリア ネットワークに基づいた分散コンピューティング システムであることにも注目しています。{0}クラウド-ベースの分散コンピューティングをサポートするテクノロジーを産業用制御に適用すると、システム アーキテクチャ、技術フレームワーク、製品形式、アプリケーション方法に革命が起こります。製造業がインテリジェント製造に移行する中、PLC 分野には数多くの研究トピックが残されています。
インダストリー 4.0 の要件を満たす PLC はどのようなものですか?
インダストリー 4.0 を背景に、工場ネットワークは閉じたローカル エリア ネットワークから外部エンティティとの相互接続システムへと進化しています。したがって、PLC の通信モデルも適応する必要があります。 PLC 通信システムは、Profinet、CC-Link、DeviceNet などのプロトコルを使用して、より複雑な制御ネットワークを形成できます。しかし、多くの PLC は、スマート ファクトリーに必要なバーコード スキャナー、RFID リーダー、センサー、産業用カメラと互換性がないままです。スマート製造はデータ取得にかかっています。生産、物流、倉庫、マーケティング管理全体にわたる包括的なデジタル化のための堅牢なハードウェア基盤を提供するには、-材料管理や設備モニタリングを含む-工場データを MES システムに統合する必要があります。
これは、インダストリー 4.0 準拠の PLC 開発における重大な課題を明らかにしており、研究開発専門家による解決が待たれています。
まず、大量の本番データとますます複雑化するアルゴリズムを処理する必要があります。スマート マニュファクチャリングの下では、PLC は必然的に大量の生産データを保存する必要があります。一方で、製品のパーソナライゼーションと品質に対する消費者の需要が高まっており、工場では製造コストを削減しながら生産技術を向上させることが求められています。したがって、基盤となる制御システムは、膨大な量の生産データと論理関係を処理する必要があります。一方で、そのようなデータを処理すると、PLC ハードウェアの背後にあるアルゴリズムに対してより高い要求が課されます。堅牢なアルゴリズムの開発には本質的に大きな技術的障壁が伴います。
次に、プログラミング ソフトウェア設計のサポートが簡単であることが重要です。消費者の製品に対する期待が高まるにつれて、工場での生産の複雑さは必然的に増大します。 PLC は現在、PID 制御、ネットワーク通信、高速計算、位置制御、データ ロギング、テキスト表示などの機能を実行する必要があります。-これは、プログラミングの難易度が常に上昇していることを意味します。さらに、PLC プログラミング言語は市場のブランドごとに異なるため、エンジニアは複数の言語を習得する必要があります。エンドユーザーの調達の観点から見ると、真に実用的な PLC 製品により、エンジニアは一度学習すれば、そのスキルを広く応用できるようになります。これにより、人材トレーニング、技術コンサルティング、システムのデバッグ、ソフトウェアのメンテナンスにかかる企業コストが削減されます。
3 番目に、特定の下流アプリケーション シナリオにおけるエンジニアの運用習慣を理解することです。 PLC を使用する際、ユーザーはいわゆる日本システムとドイツ システムの違いに遭遇します。それぞれがソフトウェア プログラミングにおいて独自の強みを持っています。- PLC はソフトウェアとハードウェアを統合するため、さまざまなアプリケーション シナリオに対応するソフトウェアの調整が必要になります。さらに、さまざまなシナリオにより、エンジニア間に異なる運用習慣が生じます。逆に、PLC サプライヤーは、こうした業界固有の運用上の好みに対応するために汎用 PLC ソフトウェアを適応させる必要があります。-分野を問わず、現代の製造環境における PLC のソフトウェア プログラミングでは、シンプルさと操作の容易さがますます重視されています。
中国のPLC市場の競争環境
世界最大の製造ハブである中国は、当然ながら大量の PLC 使用量を誇っています。国内 PLC 市場は、ヨーロッパ、アメリカ、および日本のブランドによって独占されています。
欧米のブランドではシーメンス、ロックウェル、シュナイダーが有名です。シーメンスは小規模、中規模、大規模の製品にわたって優れており、2016 年だけで 40.7% の市場シェアを獲得し、中国の PLC 市場の主要サプライヤーとしての地位を確立しています。- Rockwell は大型 PLC セグメントで主導的地位を維持しており、10.1% の市場シェアを保持しています。 Schneider は、-老舗の PLC サプライヤーとして、一貫して約 9% の市場シェアを維持しています。日本のブランドでは三菱とオムロンが際立っています。コストパフォーマンス比と市場チャネルの利点を活用して、国内市場で高いレベルの競争力を維持しています。{11}}
さらに、台湾を拠点とするデルタ航空は、高いコスト パフォーマンスの利点を活かし、OEM 市場に深く浸透しています。{0}デルタ航空は、PLC と可変周波数ドライブおよびサーボ ドライブを組み合わせた統合ソリューションを継続的に追求することで、市場売上の急速な成長を維持してきました。
国内PLCに関しては、その開発の歴史は40年近くに及びます。その歴史は大きく 3 つのフェーズに分けられます。1980 年代から 1990 年代の導入期は、市場に流通していたすべての PLC が海外ブランドでした。国内 PLC ブランドが台頭し始めた 1990 年代から 2000 年にかけての国内産業制御企業の立ち上げ段階。- 2000年以降は国内PLCブランドの開発段階。
国内ブランドは技術障壁の低い小型PLCからスタートし、現地の優位性を活かして急成長を遂げた。近年、同社は中規模 PLC 市場に大きく進出しています。-
結論
PLC は、ファクトリーオートメーションおよび産業プロセス制御に不可欠なコンポーネントです。スマート マニュファクチャリングの時代においては、PLC のパフォーマンスに対する要求の高まりは避けられず、高パフォーマンスの制御、相互運用性、安全な通信、クロスプラットフォーム操作、将来性-を含む根本的な再設計が必要です。-市場の観点から見ると、PLC はチャネルの壁に直面しています。産業オートメーション企業の単一 PLC 製品の市場には、通常、目に見えない天井があります。海外のハイエンド ブランドを例にとると、まず、自社の強みを活用して適切な参入ポイントを特定します。第二に、顧客の認知を得た後、産業チェーン製品の研究開発を徐々に強化し、単一のサプライヤーからソリューションプロバイダーに変革します。最後に、技術の蓄積とブランドの優位性を活用して、ミッドエンド市場からハイエンド市場までをカバーする包括的なサプライヤーになります。---}