全面解析PLC行业：可编程序控制器的定义、分类及应用

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    一、PLC行业简介

    1、什么叫PLC？

    PLC 被称作可编程序控制器。它是一种能够进行数字运算操作的电子系统，并且是专门为在工业环境中应用而进行设计的。它运用了可编程序的存储器，利用该存储器在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数以及算术运算等操作指令。同时，通过数字的和模拟的输入与输出，它可以对各种类型的机械或生产过程进行控制。可编程序控制器以及与之相关的外围设备，都需要按照这样的原则来设计：既便于与工业控制系统组合成一个整体，又便于对其功能进行扩充。

    2、PLC的分类

    PLC有两种分类方式。其一，按照外形分类，外形不同但构造相同，可分为模块式、整体式和叠装式。其二，一般的分类方式是按照 I/O 点数的数量分为大、中、小型 PLC。一般来说，I/O 点数越多，控制关系就越复杂，对程序存储器容量的要求也越大，可编程控制器的指令及其他功能也会越多，从而能够适应大型、复杂的控制任务。

    3、PLC的结构图

    PLC主要包含以下部分：CPU 结构，存储器，输入接口，输出接口，电源模块，外部设备接口等。

    1）中央处理器CPU

    CPU 按照系统程序所设计的功能进行工作。它能够监测电源的工作状态，能够监测内部电路的工作状态，能够监测用户程序中的语法错误，并且能够按照扫描方式执行用户程序。

    2）存储器

    PLC 的存储器包含系统存储器和用户存储器。系统存储器用于存放 PLC 生产厂家编写的系统程序，且用户无法对其进行修改。例如：其中存放着系统工作程序（监控程序）；还存放着命令解释程序；也存放着功能子程序的调用管理程序；同时存放着存储系统参数。

    3）输入接口电路

    输入接口的作用是把 PLC 与现场的各种输入设备连接在一起。输入接口电路能够将现场的输入信号转化为 PLC 内部电路可以接收的信号，同时还能最大程度地排除干扰信号，以此来提高可靠性。

    4）输出接口电路

    输出接口的作用是把 PLC 与现场的各种负载设备连接起来。输出接口电路会把 CPU 输出的信号进行放大，以此来驱动外部设备。

    5）电源

    PLC配备了开关电源，此开关电源是用来为 PLC 各个模块的集成电路提供工作电源的。其电源输入类型包含：交流电源；还有直流电源，其中常用的是 24VDC。

    6）其它接口电路

    通信接口具备这样的能力：能够与打印机进行通信，能够与监视器进行通信，能够与其他 PLC 进行通信，能够与计算机等设备进行通信。

    PLC 基本单元模块具有的接口，用于与其他功能模块相连接，通过此接口可扩展 PLC 的控制功能。

    二、PLC的生产制造流程

    PLC 是一种包含多个模块和部件的复杂电子设备。通常，专业的电子设备厂商会完成 PLC 的制造。PLC 的制造需经历以下几个步骤：

   

    专业的工程师们会依据客户的需求和要求，运用 CAD 或其他设计软件来对 PLC 的机械、电气、电子电路等细节进行设计。

    材料采购方面，需依据设计的需求，去采购所需的各类材料。其中包括处理器，还有输入输出模块以及供电模块等等。

    3）组装：将所有采购的材料组装在一起。

    程序编写方面：PLC 的程序是借助专业的编程软件来完成编写的，并且需要由专业的工程师来进行编写以及测试工作。

    三、PLC的上下游产业链

    PLC 的上游负责提供电子元器件、电力电子器件、钣金结构件等零部件。PLC 上游零部件市场的准入门槛较低，产品较为同质化，行业内竞争激烈。上游的零部件市场为 PLC 行业提供的产品近似无差异，在产业链中的议价能力较低。通常情况下，PLC 行业不会发生原材料紧缺的局面。

    PLC 下游分布于各个工业行业。流程型工业、离散型工业等领域都有应用 PLC 产品，比如钢铁、石油、电力、建材、汽车、机械制造、交通运输等领域。目前各下游行业的 PLC 应用都已较为成熟。PLC 行业有一定的技术壁垒和客户壁垒。整体行业的增长主要取决于下游需求的扩张。PLC 行业与客户之间的价格博弈取决于客户规模大小和 PLC 厂商提供的产品/解决方案的优劣。PLC 厂商凭借自身的技术优势和规模优势能获得强劲的议价权。PLC 厂商通过编写应用程序、集成 PLC 与提供解决方案等方式构建自身的核心竞争力。通常情况下，PLC 与下游客户相比具备较强的议价能力。

    四、中国PLC市场情况

    中国各类设备需求不断增长，这使得中国 PLC 市场需求也保持持续增长的态势。在 2018 年到 2023 年期间，中国 PLC 市场从 114 亿元增长到了 162 亿元。并且预计到 2025 年，中国 PLC 市场规模将会增长到 178 亿元。

    从下游应用场景方面来看，经统计，2021 年在国内，中大型 PLC 的下游主要应用于电池领域，其占比为 12%；主要应用于冶金领域，占比为 11%；主要应用于物流领域，占比为 8%。

    小型 PLC 的下游应用和中大型 PLC 不一样。相关数据表明，在 2021 年，小型 PLC 的下游主要在半导体、纺织、包装等行业有应用。并且，其中半导体行业所占的比例是 14%。

    2023 年，中国的 PLC 市场规模达到了 162.5 亿元。其中，小型 PLC 的规模是 82.7 亿元，其占比为 51.2%。大中型 PLC 的规模为 78.8 亿元，占比是 48.8%。可以看出，小型 PLC 和大中型 PLC 的份额大致各占一半。

    五、中国主要PLC企业情况

    全球 PLC 市场的主要生产商包含西门子、三菱电机、欧姆龙、施耐德、ABB 等。在市场份额层面，那几个主要的 PLC 厂商依旧占据着市场的主导地位。2023 年国内市场占比最高的 PLC 厂商是西门子。其市场份额达到了大概 40%。2023 年的营收为 778 亿欧元，相较于 2022 年增长了 11 个百分点。其他主要的 PLC 厂商包含罗克韦尔自动化，还有 OMRON（欧姆龙），以及施耐德电气等。这些公司在市场里占据着相当大的份额。国内厂商像台达、汇川、信捷和禾川等，其品牌份额仅为 15%。

    1、台达

    台达集团于 1971 年创立。台达 PLC 是台达集团为工业自动化领域专门设计的一种电子装置，可实现数字运算操作。台达 PLC 以高速著称，也很稳健且具有高可靠度，在各种工业自动化机械中得到广泛应用。这些使得工业自动控制系统能够连成一个整体。

    2、汇川

    汇川 PLC 是深圳市汇川技术股份有限公司的产品。该公司创立于 2003 年。汇川技术主要专注于工业自动化控制产品的研发、生产以及销售。汇川技术专注于高功能的中小型及微型 PLC 市场领域。旗下的系列 PLC 设计卓越，具有可靠耐用的特点，接口丰富且组合灵活，功能强大，能够支持逻辑控制、温度控制和运动控制，还支持 RS485、CAN 等总线。目前，在业界已享有颇高的知名度。

    汇川的中型 PLC 包含 AM600 系列以及 AM400 系列；汇川的小型 PLC 有 H0U 系列、H2U 系列、H3U 系列和 H5U 系列。

    3、信捷

   

    无锡信捷电气股份有限公司（XINJE）是国内知名企业，专注于工业自动化产品的研发与应用。它拥有可编程控制器（PLC）等核心产品，还有人机界面（HMI）等。同时，它也具备伺服控制系统、变频驱动等。此外，还拥有智能机器视觉系统等前沿产品，以及基于示教的机械臂、机器人等，并且涵盖了信息化网络，形成了更全面的整套自动化装备。

    信捷小型 PLC 目前包含 XD 系列 PLC 和 XC 系列 PLC。信捷中型 PLC 相较于小型 PLC 有着速度更快的特点，同时容量更大，功能也有显著提升等明显优势，目前其具备的产品线包含 XG 系列和 XS 系列。

    4、禾川

    浙江禾川科技股份有限公司于 2011 年成立。禾川 PLC 是一种紧凑型 PLC，功能较为完善。它能为业界领先的输送分散控制等提供高附加值的机器控制。它还具备通过各种高级内装板进行升级的能力，拥有大程序容量的存储器单元，并且在环境下具备高效的软件开发能力。禾川 PLC 能够用于包装系统，还支持 HACCP（寄生脉冲分析关键控制点）过程处理标准。它在钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业都有广泛应用。它具备高可靠性，抗干扰能力较强，功能较为强大且灵活，容易学习和使用，体积较小，重量较轻，价格较为便宜的特点。禾川PLC目前已在工业自动化市场建立一定的品牌知名度。

    禾川PLC 目前主要有HC-R, HC-A系列。

    六、中国PLC行业展望

    未来，PLC 技术会持续进步。它会为工业自动化以及数字化运营给予支持与保障。PLC 的未来发展会把重点更多地放在智能化、网络化和模块化等方面，持续提升设备的可靠性、安全性以及性能，给企业的生产和管理带来更多的价值。

    1、智能化程度不断提高

    PLC在工业生产中有着极为重要的作用。许多企业开始把 PLC 应用于生产当中。其普及程度在不断扩大。随着科技持续进步，PLC 的智能化程度也在逐步提升。未来，PLC 会进一步与人工智能技术相融合，让生产变得更智能、更高效、更精准。PLC 智能化程度提升后，能够为企业创造更多价值。

    2、应用领域不断拓展

    PLC适用的工业领域日益广泛，不只是在生产车间，还涉及到了各个行业。PLC 技术的应用领域在持续拓展，像数字化工厂、智能家居、智能医疗等领域都有应用。未来，PLC 会给更多的领域提供技术支持，并且有望在其他领域开创新的应用和可能性。

    3、网络化发展

    互联网技术快速发展，工业互联网进程开始加速。PLC 技术正朝着网络化的方向迈进，能够与其他设备实现相互连接和沟通。在未来，PLC 会更能适应网络化的发展态势，进行实时的数据传输以及监控，从而满足企业数字化转型的需求。

    4、模块化设计

    PLC 模块化设计具有优点，模块相互独立。能够快速调整和更换需替换的部分，这样能提高设备的可维护性，还能节约时间和人力成本。未来，PLC 会更多地运用模块化设计，从而为企业节约成本并提高效率。

    5、人机交互界面改进

    人机交互界面和 PLC 的使用者体验有直接关联，它也是 PLC 未来发展的重要方向之一。未来，PLC 会在人机交互界面方面更加注重其简单化，注重其直观化，注重其易操作性，也会更加注重用户体验。

    6、高可靠性和安全性

    PLC 是工业自动化的重要设备，它需要具备高可靠性和安全性。未来，PLC 技术会在可靠性和安全性方面更加重视，会强化设备的防护措施以及保障机制，以防止故障和安全问题的出现。