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PLC作为发展现代工业的核心元器件,小到数控机床、电梯,大到飞机、船舶,都离不开。据预测,仅仅在这个单一部件上,国内就有70亿元的市场,而到2015年这一数字将达到100亿元。这么大的市场,国产(包括台湾地区)的比重却只有不到5%,绝大部分市场都由国外品牌垄断瓜分。这个问题必须引起国家决策层和装备制造行业的高度重视,以十二五规划为契机,联合多方力量推动国产PLC的发展。

既是历史遗留问题,又受行业特点制约
造成目前的局面是有一定历史原因的,我国过去很重视以能源和重化工为主的流程工业,使得连续流程自动化(PA, process automation)得到充分发展,国内业界的认识也比较统一;但另一方面断续流程自动化也就是工厂自动化(FA,factory automation)却发展不足,严重滞后于国际先进水平。断续流程自动化的落后主要由于:第一,我国工业化初期经济能力有限,不能做到全套引进国外的FA设备,当时的做法往往是拆去其中的自动化部分由相对低成本的人工来代替。第二,我国对FA的认识不足,认为其只是提升效率和降低人为因素影响(比如罢工)的手段,没有将其当成现代制造技术的核心和基础。如今国家大力提倡“两化融合”,即以信息化为工具发展工业化,完成向先进制造技术的转变,生产制造自动化也就是FA是其中的核心问题,而要实现FA平台的建设,PLC又是不可回避的一块短板。
回到PLC的话题,为什么在我国电子行业制造力并不弱的条件下,却无法打进被诸多国外品牌瓜分的市场呢?这就要说到国外的PLC发展历程。PLC首先在二十世纪六十年代起源于美国的汽车制造行业,用于替代笨重和不易检修维护的继电器顺序控制系统;之后在七十年代随着微处理器技术的引进,赋予了PLC算术运算功能和多位元数据信号输出/输入功能,并且实现了阶梯图可视化程序编写;同期日本、德国、法国迅速引进消化这一先进的工业控制技术,并形成了各自的品牌和体系;在后来的发展中PLC更加入了高速通讯网络、人机界面、NC伺服控制以及数据收集与分析等功能。所以从技术上来讲PLC这一硬件本身早就成了一种成熟产品,并已经完成了行业内的竞争兼并。在如今国内市场上活跃的几个品牌中,Siemens、Mitsubishi和Omron占据绝对的优势,市场占有率在60%,其他如Rockwell/AB、Nais、GE-Fanuc和富士也有相当的份额。Mitsubishi和Omron以小型和微型产品为主,GE和Schneider以中大型产品为主。而且某些品牌会侧重于一些行业,如Schneider更加注重电力行业,Rockwell和Siemens在冶金行业表现出众。由此可见在这个充分竞争的成熟行业,如果不能做到高质量的规模生产,就不能有效降低成本,在与各大品牌的竞争中必然处于劣势。
前有国际名牌后有历史包袱,出路何在?
面对国际国内的市场现状,依托国家的支撑力量,我国PLC平台的发展应该从3个方面入手:研发、制造和应用。研发方面,我国在PLC上并不是一片空白,相反,在基础技术上并没有瓶颈,今后的研发重点应该首先是创建一个稳定可靠的系列PLC控制器平台,包含各种运算速度和端口规模;其次就是丰富与生产制造相融合的应用软件和相应接口,实现通用控制器向专用控制器的转变;另外还有极端应用环境下的系统可靠性研究。在制造方面,就必须在高技术的前提下连续投入,并且特别注意产品在可靠性方面的性能,而且不断扩大生产规模。可喜的是,应用领域是我国目前发展最快的方面,之后的工作主要是市场细分,加强对特定行业的详细调研并不断完善应用软件的可用性和专业性(例如上海海德承包奥运场馆的自动化项目,以及金自天正在冶金行业中的深入和权威等等)。
在这3个方面中,我国最容易实现突破的就是应用平台,我们不妨先把国外的PLC硬件产品拿来使用,各品牌的激烈竞争中,获益的是应用平台的开发者和最终用户,这就要求做应用平台的企业一定要增加服务领域,为各个行业的发展提供全面的服务。因为在应用方面,国外PLC厂家也在积极组织队伍研发专业应用平台,并且对PLC适用的装备型号、生产特点等研究的很详细(例如西门子为纺织行业开发的应用平台可以适用于任意型号的纺纱机,并包含所有的生产模式和产品配方),国内的企业随时都在面对来自国外PLC厂家和应用开发企业的激烈竞争。
技术研发方面,科研院所和众多的院校都可以广泛参与,在这方面更需要国家加大投资和支持。鉴于以往投资之后监管不善有科研没实际产出,导致大量资金浪费的现象,中国仪器仪表行业协会特别顾问、原机械电子工业部和机械工业部仪器仪表司司长奚家成指出,国家在科技研发的扶持方面还有值得改进的地方:比如国家建设一个PLC共性平台,并由国家付出全部科研资本,之后进行公开招标让有能力的企业购买这一科研成果,如果在之后的生产中企业因此实现了创收,政府再用减税的鼓励措施补偿企业之前的付出。这样就能实现资本和科技创新的良性循环。
在制造平台方面,怎么解决规模生产的现实要求和市场现状之间的矛盾呢?中国仪器仪表行业协会副秘书长董景辰建议:我们不妨沿用电子产品OEM的路子,就是把生产集中起来,让一家生产企业为很多个国内品牌生产PLC硬件,再由这些企业分别去做销售和服务。这样既能保证国产化的实现,又能防止一家企业单枪匹马在众多国外品牌的联合挤压下举步维艰。
我们一定要把PLC这个缺口补上,才不会在两化融合的发展中受制于人,况且这一信息化产品的国产化对于国家安全保障也有着十分重要的意义。 (记者/ 史培乐)
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PLC(Programmable Logic Controller)
可编程逻辑控制器,是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。在工业控制领域中,PLC控制技术的应用已成为工业界不可或缺的一员,它能通过输入/输出模块控制机器设备、制造处理流程、及其它控制模组的电子系统,从而控制或监督几乎所有种类的机械与电气系统。30多年来,PLC实现了工业控制领域的飞跃,成为了工业控制领域的主流。
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