在製造系統中，控制技術始終是核心部件，即便現在訴求各種虛實整合、數位模擬等智慧化概念，最終運算結果仍是回到在系統的控制部分，差別只在於控制的靈活性與細膩度。

就控制技術來看，目前市場應用最廣泛的智慧控制系統包括集散控制系統（DCS）和可編程式控制制器（PLC），其中DCS以其高度的可靠性、方便的組態軟體、豐富的控制演算法、開放的聯網能力等技術特點，成為電腦工業控制系統的主流。傳統上DCS主要應用在電力、石化和化工、冶金等大型工業領域，近年來各大DCS也開始關注市政、環保等中小型應用市場，PLC則以其結構緊湊、功能簡單、速度快、可靠性高、價格低等優點，迅速獲得廣泛應用，已成為與 DCS並駕齊驅的另一種主流工業控制系統。PLC主要應用於開關量的邏輯控制、模擬量控制、運動控制、過程式控制制、數據處理、通信及聯網等領域。

DSC與PLC發展趨勢

DCS系統現在已非單純以控制功能為主的控制系統，而是充分發揮資訊管理功能的綜合平台系統，DCS提供了從現場到設備，從設備到車間，從車間到工廠，從工廠到企業集團整個資訊通道，充分體現了資訊的全面性、準確性、即時性和系統性。

DCS的整合化落實在功能和產品兩個方面，過去的DCS廠商基本上是以自主開發為主，受資訊技術（網路通訊技術、電腦硬體技術、嵌入式系統技術、現場總線技術、各種組態軟體技術、數據庫技術等）發展的影響，以及用戶對先進的控制功能與管理功能需求的增加，各DCS廠商紛紛提升DCS系統的技術水準，並不斷地豐富其內容，目前集散控制系統（DCS）已經進入第4代。

第4代DCS更強調系統整合性和方案能力，DCS中除保留傳統DCS所實現的過程式控制制功能之外，還整合了可編程式控制制器（PLC）、採集發送器（RTU）、現場總線控制系統（FCS）、各種多迴路調節器、各種智慧採集或控制單元等，此外，DCS廠商不再把開發組態軟體或製造各種硬體單元視為核心技術，而是對於DCS的各個組成部分採用第三方整合方式或OEM方式。例如，Foxboro用Wonderware軟體為基礎，Emerson用Intellution的軟體平台作基礎。

圖1 : DCS系統現在已非單純以控制功能為主的控制系統，而是充分發揮資訊管理功能的綜合平台系統（Source: Furniture Production）

在PLC部分高速度、大容量、多品種及可編程自動化控制器則是未來發展方向，為了提高其處理能力，現在的PLC必須具有更好的響應速度和更大的儲存容量，因此整體趨勢是往高速度、大容量發展，目前PLC多用於中小規模應用領域，為了適應多種市場的需要，PLC將往多品種方向發展，特別是向超大型和超小型兩個方向發展，現已有I／O點數達萬點以上的超大型PLC，其使用32位微處理器，多CPU並行工作和大容量記憶體，功能強大；同時，滿足市場需要、低成本、簡易、配置靈活的超小型和微型PLC也是技術開發的方向之一。

可編程自動化控制器（PAC）是結合了PLC的可靠性以及PC強大的軟體能力，具有更高性能的工業控制器，目前PAC產品已經被應用到冶金、化工、紡織、軌道交通、建築、水處理、電力與能源、食品飲料、機器製造等諸多行業中。ARC公司預計，今後PAC的市場增長將高於PLC，同時當前正在使用的大多數小型和大型的PLC，以及一些微型PLC將會演變成PAC。

群雄分據PLC市場

在整體市場趨勢中，目前市場區隔涇渭分明，外商佔有中大型PLC市場，台商以小型PLC為主，歐美日等外商以大型PLC為主，具有強大的系統整合與專案規劃能力，能夠提出完整解決方案應用在不同的產業，比如Siemens、Rockwell自動化等，這類產品多搭配其他自動化產品，以專案方式導入至大型建設或大型廠務系統（如半導體產線）。

這類大型建設領域的「價格」並非優先考量，主要講究品質與後續維修服務，讓大型外商佔到優勢。台灣廠商打不進大型高階產品的原因，在於這樣的大型方案需要一定的品牌知名度作為擔保，大型系統運作前都需要先投保，設備品牌會是保費計算的重要考量。

圖2 : 重工業是PLC的重要應用領域之一，由於這類製造業產線複雜，所需的控制點多，因此多採大型PLC。（Source: AOL Jobs）

中階PLC市場則包括機械設備、倉儲運輸、製造業整廠自動化等領域，主要應用多為非整廠輸出的自動化系統與產業機械，產業機械意指特定製造業所需的機械，例如木工機、紡織機、包裝機等，中階以日系PLC市佔率較高，尤其在產業機械OEM方面，日系廠商深根台灣市場，長久在地化服務效果頗佳。

小型PLC市場價格競爭激烈，一直以來都以台灣廠商產品為大宗，台灣廠商規模有限，無法提供一系列的自動化解決方案，所以多以單機PLC銷售，屬於小型PLC產品。各廠商的產品差異並不大，功能要求有相較為簡單，台廠優勢在價格低廉，主要應用於簡單自動化、安全監控等領域，近年來部分中國廠商也搶進低階PLC市場，雖然品質不如台廠，卻也給予台廠競爭壓力。

台商PLC以小型甚至微型PLC為優勢市場，大型市場利潤雖然較高，但長期以來外商卡位已久，台廠於此高階市場並無優勢，小型PLC的出貨量大，以量計價之下整體市場也相當可觀，且台廠在價格上仍有競爭優勢，與多數外商價差可以差距到兩倍，加上產品線簡單，不需要耗費大量研發成本，PLC市場仍具一定跨入難度。

PLC四大技術趨勢

在技術方面，PLC會有4大發展趨勢，首先是程式語言部分，未來IEC 61131-3標準的圖形式編程語言，將採用階梯圖（LD）及功能方塊（FBD），在語文式編程語言方面，則採用指令（IL）及結構式文件編程語言（ST），此外順序功能流程圖（SFC）亦列為標準編程語言，美國也將IEC 61131-3訂為NEMA標準。

第2部分則是擴充彈性，PLC組成已由整體式結構趨向於模組式發展，用戶可根據不同需求加以組合，並可隨時選購所須特殊功能模組，或即時更新故障模組，故擴充時具相當彈性。

圖3 : 隨著消費性市場的改變，現在生產線除了速度要求外，快速換料換線也是重點設計。（Source: Redpoint Positioning）

第3是通訊技術，包括數據傳輸、處理與通訊網路的建立，數據傳輸、處理與系統監控部分，為因應自動化及彈性製造需求，必須提升PLC與PC間之網路通訊速度及功能，目前已採用光纖作為傳輸媒體，以滿足遠端（Remote）I/O模組控制。PLC經由通訊或連結模組，可使數據在PLC、PC或CNC之間互相傳輸並作進一步處理，以充分達成系統分散控制、線上即時（online，Realtime）之集中監控目的，通訊協定制定與通訊網路方面，通訊協定通統一規範為IEC 61131-5，此外用於連結不同廠牌PLC以構成區域性網路（LAN）之MAP也逐漸受到製造廠商重視。

最後是功能強化與應用指令的易用性，半導體及微處理器技術的精進，讓PLC的發展趨於兩極化，小型PLC朝輕、薄、短、小方向發展，並增加大量應用指令。中、大PLC則逐漸使用32或64位元微處理器、多重CPU及大容量記憶體，使掃瞄速度更為快速，數學運算、數據處理與網路通訊等功能大為增強，應用指令在使用上更為方便。

觀察整體趨勢，在製造業的自動化乃至於智慧化趨勢中，PLC憑藉其穩定特色，未來仍將佔有一席之地，至於受業界質疑的通訊問題，在PLC廠商的大幅改善下，其問題仍然可以克服，就此來看，PLC在製造系統角色仍將持續吃重。

刊頭圖片（Source:Siemens）