工業(yè)過(guò)程大致分為連續過(guò)程工業(yè)、離散過(guò)程工業(yè)、間隙過(guò)程工業(yè)三大類(lèi),隨著(zhù)工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展,三類(lèi)工業(yè)過(guò)程衍生出過(guò)程控制、離散控制和間隙控制。1930年以來(lái),工控技術(shù)經(jīng)歷了三個(gè)主要階段。
目前工業(yè)控制屬于直接數字控制(DDC),即由計算機集中控制系統。通常使用的控制系統包括集散控制系統(DCS)、現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(FCS),二者主要區別在于DCS一對多,FCS一對一。
工業(yè)控制系統一般包括現場(chǎng)控制器、操作員站計算機、工程師站計算機,以及聯(lián)系的網(wǎng)絡(luò )系統??删幊踢壿嬁刂破?PLC)等同于工業(yè)控制系統中的現場(chǎng)控制器。
PLC負責協(xié)調生產(chǎn)線(xiàn)上所有工業(yè)機器人、工裝夾具、傳送帶、焊接變位機、移動(dòng)導軌等設備的運作。無(wú)論是工業(yè)控制系統或是系統下的工業(yè)機器人,都擁有本身的控制系統。
控制系統上游包括各類(lèi)電子元器件,如PCB面板、IC芯片、晶體管、電阻電容等,中游核心部件包含運動(dòng)控制器、伺服驅動(dòng)器、伺服電機等,下游運用于工業(yè)機器人、半導體、機床等各行各業(yè)。
目前控制器有三種主要的控制方式:PLC控制、專(zhuān)用控制、PC-Based控制,三種方式在控制系統市場(chǎng)上平分秋色,各占比30%、38%、32%。
從三種工業(yè)控制器下游分布可看出,專(zhuān)用控制主要運用于機械、工業(yè)機器人等,PC-based控制器主要運用于半導體、包裝和工業(yè)機器人,PLC主要運用于紡織機械、包裝機械、EMS等行業(yè)。
PC-based相較PLC在功能占優(yōu),可實(shí)現更為復雜的運動(dòng)控制,下游廠(chǎng)商可利用PC-based廠(chǎng)商提供的底層函數庫進(jìn)行靈活的二次開(kāi)發(fā)和編程,除了傳統的PLC語(yǔ)言,開(kāi)發(fā)者更可以C++、Basic等語(yǔ)言進(jìn)行編程,通用性強。
專(zhuān)用控制器早期主要用于機床領(lǐng)域,即計算機數字控制系統(CNC,ComputerizedNumericalControl),隨后在機械、工業(yè)機器人等行業(yè)大范圍使用,是面向特定行業(yè)提供專(zhuān)用的控制產(chǎn)品。
專(zhuān)用控制器集成現有的所有控制器技術(shù),包括PLC、PC-based,核心不在硬件,而在于行業(yè)應用軟件功能塊,這種類(lèi)型的控制器只能滿(mǎn)足特定行業(yè)使用,性能穩定,定價(jià)高。
控制領(lǐng)域包括運動(dòng)控制、過(guò)程控制、開(kāi)關(guān)量邏輯控制等,其中運動(dòng)控制占比最高。
三類(lèi)控制器中,運動(dòng)控制在專(zhuān)業(yè)控制器的占比最高,預計到2020年,運動(dòng)控制功能在PC-Based控制器、專(zhuān)用控制器、PLC控制領(lǐng)域的比重將分別達到59%、92%、27%,其中專(zhuān)業(yè)控制器和PC-Based控制器控制領(lǐng)域中運動(dòng)控制的比例將顯著(zhù)提升。
在一些運動(dòng)控制運用領(lǐng)域中,專(zhuān)用控制器或者PC-Based將替代PLC,PLC的市場(chǎng)占比在減少。
比如專(zhuān)用控制器在傳統切削機床、高端工業(yè)機器人中發(fā)展較快;PC-Based在雕刻機、半導體、物流、激光加工機等運用增長(cháng)較快。
汽車(chē)、半導體行業(yè)對工業(yè)機器人需求的增加,以及陶瓷衛浴、制藥等新興行業(yè)對工業(yè)機器人的使用刺激了PC-Based運動(dòng)控制器在機器人領(lǐng)域的快速發(fā)展。
另外由于直角坐標機器人和國產(chǎn)品牌的多關(guān)節機器人功能簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜,越來(lái)越多的廠(chǎng)商會(huì )選擇性?xún)r(jià)比較高的PC-Based運動(dòng)控制器。