PLC作為電氣自動化控制的核心元件，對系統的自動化和智能化發展起著越來越重要的作用。隨著我國智能制造的推進和發展，工業生產中自動化控制系統的智能化發展成為技術革新的重要內容。物流裝備行業是工業制造的一個細分行業。在自動化物流裝備中，PLC的應用可以說是無處不在，不可或缺。因此，了解PLC的技術發展趨勢及在物流裝備行業中的應用情況，對于物流裝備智能化提升，對于物流裝備企業的運作和發展，都有極為重要的意義。

什么是PLC

PLC是可編程序控制器（Programmable Logic Controller）的簡稱，是在繼電器控制和計算機技術的基礎上開發出來的，并逐漸發展成為以微處理器為核心，將自動化技術、計算機技術、通信技術融為一體的新型工業控制裝置。

研發PLC的產業背景是，傳統的繼電控制系統在工業生產應用中暴露出了多項缺點，包括：繼電器控制系統體積大、耗電多，可靠性低，接線復雜、不易更改、查找和排除故障困難，對生產工藝變化的適應性差。1969年美國數字設備公司（DEC）根據美國通用汽車公司（GM）的要求研制成第一臺可編程序控制器。隨著這項技術的誕生，其在工業生產領域的應用日益廣泛。這項技術促進了機械領域的自動化和智能化進程，很多工業自動化設備運用它替代繼電器設備控制方式，使得系統的控制更加準確和靈活。

1987年，國際電工委員會（IEC）頒布了可編程控制器標準草案第三稿，在草案中對可編程控制器（PLC）定義如下：“可編程控制器是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境下應用而設計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，并通過數字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。可編程控制器及其有關外圍設備，都應按易于與工業系統聯成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。”

PLC的分類及技術特點

PLC的硬件組成包括：中央處理器、存儲器、輸入輸出單元（I/O）、電源、編程設備。按結構形式分類，PLC分為整體式、模塊式和疊裝式。整體式PLC：又稱單元式或箱體式。整體式PLC將電源、CPU、I/O部件集中裝在一個機箱內。一般小型PLC采用這種結構。模塊式PLC：將PLC各部分分成若干個單獨的模塊，如CPU模塊、I/O模塊、電源模塊和各種功能模塊。模塊式PLC由框架和各種模組成。模塊插在插座上。一般大、中型PLC采用模塊式結構，有的小型PLC也采用這種結構。疊裝式：結合了整體式和模塊式的特點，疊裝式 PLC 的 

CPU 、電源、 I/O 接口等也是各自獨立的模塊，但它們之間是靠電纜連接，使得系統不僅配置靈活 而且體積小巧。

PLC有諸多的優點：

1.可靠性強。現如今，PLC技術經過多年的發展，在工作性能上體現出超強的穩定性，平均無故障時間3-5萬小時。PLC技術對錯誤信息的識別能力很強，并且對其進行故障檢測和修復等作用，自我診斷能力強大，穩定性極好，在復雜多變的工業環境中的適用性和應用性極高。這種工作狀態是促進機械自動化發展的重要因素。穩定的性能降低了故障的出現頻率，同時還能夠有效保證設備運行的高效性。

2.抗干擾能力強。PLC設備和技術還能在比較惡劣的環境中應用，可以抵抗輻射強度大，噪聲大以及灰塵大等方面的限制。因此，PLC為現代的機械領域的使用提供了良好的適應能力。

3.PLC具有非常強大的適應能力。對于工業控制系統中改變控制程序、管理程序的簡化具有很好的融合作用和擴展作用。

4.PLC的技術操作相對簡便。經過簡單培訓，懂得計算機技術的普通工作人員均可以順利操作。

PLC在物流裝備行業的市場格局和發展機遇

在工控制造領域，深圳市匯川技術股份有限公司是非常知名的一家企業，聚焦工業領域的自動化、數字化、智能化，專注于“信息層、控制層、驅動層、執行層、傳感層”核心技術，以及工業自動化控制產品的研發、生產和銷售，占據較大的市場份額。據該公司負責物流行業的總工任憲金介紹：在物流裝備領域的應用，如堆垛機、分揀、輸送、AGV等設備，都有對設備的運動控制和狀態監控的需求，而這些功能都可以通過PLC實現。

PLC在物流裝備市場的應用，主要還是被以西門子為代表的歐系傳統大廠控制，由于這些廠商進入市場非常早，已經在行業中沉淀了豐富的技術解決方案，搭建了比較完整的技術框架，每年僅PLC產品在物流行業的銷售額就能達到數億元，而匯川公司去年PLC產品在物流行業的銷售額僅僅2000萬元左右。在這個領域，匯川市場空間很大，是追趕者和學習者。

任憲金進一步談到，工控行業本身就是技術密集型的產業，對公司的研發能力要求非常高。再加上匯川公司分行業運作的發展模式，更是非常消耗研發資源。因此，匯川公司目前20000多名員工中有將近1/3的人員是研發人員。對于PLC在物流裝備行業的應用，任憲金非常看好。他認為：隨著智能制造的來臨，物流裝備行業最大的發展趨勢就是智能化，而PLC是在相關系統中起到承上啟下作用的關鍵元件。在智能物流系統中，PLC向上對接各種信息系統，如與WCS系統，以及其他工業軟件進行交互；向下對接設備，PLC要提供對單體設備運動控制，甚至整條產線的流程控制。

任憲金認為，在物流行業，對于PLC的市場，盡管格局已經固化而且控制市場的企業實力強大，但是新入局者并非完全沒有機會。原本的大廠形成非常強的品牌影響力，使得客戶在選擇和采購的時候形成慣性，但這也帶來了傳統大廠的創新內驅力不足。而疫情導致的供應危機，也給了新品牌機會。近些年，物流行業的發展很快，對運行效率的要求越來越高，應用的技術變化也比較快，行業中應用了一些新品類的物流自動化設備。這些都給原來在PLC、伺服等領域占據市場份額比較低的企業帶來了機遇。任憲金說：“我們在這個細分市場也是剛剛起步，但是已經有客戶能夠認可匯川的技術和服務，這讓我們對未來的發展充滿憧憬。我們強調不僅僅給客戶提供交付價值，而且能夠提供真正的技術價值。從‘人有我有’，到‘人有我優’，甚至會針對一些行業需求，開發‘人無我有’的專機產品。”

PLC在物流裝備中的應用和技術發展分析

對于PLC的技術發展，任憲金談了幾點他的看法。

第一，總線技術：PLC將成為智能化系統的數字處理節點。如今的單體設備里面的數據，包括運行參數，甚至軸端的信息，都可以被PLC即時獲取并存儲。在搭建一個大的數字化網絡架構系統里，相關軟件就可以到PLC里面去讀取這些數據。由此，PLC就成為數據處理的一個重要節點。PLC數據的讀取和傳輸涉及總線技術，匯川目前主要采用的是Ethercat總線技術。談到這方面，任憲金介紹到，目前很多物流輸送系統的運營場景中，在PLC對下控制方面，很多廠家的產品還是用原來的I/O的技術方式來控制，其傳輸的信息是比較有限的，相當于兩個人之間的交流只是打手勢。其實在技術上，完全可以通過更先進的通訊方式去實現，實現信息傳輸從PLC到驅動器甚至整個執行層面的統一，由此形成數據的一網到底，提升系統整體的運作效率。

第二，軟件能力：PLC的技術發展將越來越突出軟件方面的功能，而PLC軟件的關鍵能力之一是運動控制算法的提升。以匯川為例，通過算法提升，提升和加強PLC對設備的運動控制能力，為客戶制定了全新的電氣和機械的耦合系統方案，使得設備的穩定性和效率得到很大提高。這樣的技術應用到立庫堆垛機的運行控制中，相對于原來的控制方式，解決了超高堆垛機的定位搖擺問題，使得堆垛機的立柱可以做得更高，由此提高了設備的運動能力和載貨能力。除此之外，匯川的PLC在連接相關設備時，如輸送皮帶機，可以在PLC當中自動獲取和生成設備的相關工藝參數，這樣就可以把調節設備（如輸送線皮帶機）工藝參數的功能整合到PLC當中。在需要調節設備參數的時候，可以直接在PLC當中調控，而不用再去每個設備中調節。任憲金繼續解釋到，匯川會把相關的解決方案形成標準、模塊化的功能，封裝在PLC軟件功能中，客戶遇到相應的場景需求，就可以調出這些功能使用，極大地便捷了客戶對設備的調試、維護等。

第三，邊緣計算：PLC在控制功能方面愈發強調智能化控制，保證設備不停機。例如有的輸送設備在突然遇到一個非常重的包裹時，為了保證運行速度會瞬間提高用電電流，導致設備報警甚至停機。而匯川PLC通過邊緣計算，會把設備運行穩定性作為最優先選項，遇到突然加大負載的包裹，會智能調節設備降低運行速度，由此保證設備盡量不報警、不停機。而對于后期的設備維護，也可以通過對軸端數據的采集讀取，達到對軸端設備的預維護和預診斷，從而做到設備的精準維護，減少故障停機。總體來說，匯川希望通過自身的產品和技術，讓客戶物流系統的智能操作，在軟件層面上做加法，在機械層面上做減法，先從設備端去實現智能化。這是他認為的智能化、數字化升級的一個技術發展思路。

最后，任憲金總結到：在軟件上，PLC的功能必然要向智能化方向延伸；在硬件上，為了解決供應鏈的供應危機，包括匯川在內的很多中國公司都在推動提升國產化率，目前匯川已經有部分產品實現了百分百的國產化，而在未來的兩到三年，在匯川的一些中大型的PLC中對算力要求比較高的芯片，匯川也要實現國產化替代。此外，匯川還要與行業內的其他廠家共同推動更開放的技術框架體系的發展。匯川作為物流行業PLC領域新的廠商，歷史包袱更小，更愿意為客戶而改變，提供新的、不同的解決方案。由此，PLC從技術到市場格局上，都有可能迎來全新的局面。