剛接觸自動化工程的人一定常常聽到 PLC 這三個英文字母，你一定會納悶究竟這三個字母代表的是什麼呢？PLC 又在自動化領域扮演什麼角色呢？
若你是從事自動化工程一段時間的人，相信你一定已經接觸過幾個 PLC 的品牌，你是否也好奇其他沒用過的品牌是不是有他獨有的特色，在往後的工程中又該如何選擇呢？
今天，就讓良品工研所跟大家介紹什麼是 PLC 以及台灣自動化工程中最常見且被廣泛運用的幾個品牌吧！
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什麼是 PLC？
PLC 是 Programmable Logic Controller 的縮寫
顧名思義，PLC 的完整英文字詞翻譯成中文就是「可程式化的邏輯控制器」，意即可以將預先編寫好的指令(程式碼)存入 PLC 的內部記憶體中，再進行讀取與執行。
PLC 元件大致上是由微處理器、記憶體、輸入輸出單元、電源模組、數位或類比等單元模組組合而成，可進行接收（輸入）及發送（輸出）多種型態的數位或類比的電子訊號，並使用他們來控制幾乎所有種類的機械、氣動及電氣系統，亦可搭配各種感測器來監控自動化系統目前的狀況。
為什麼要使用 PLC
PLC 是現代自動化工業的核心
在 PLC 出現之前，要建立一個自動化系統，必須要使用數百至數千個繼電器、計數器或計時器才有辦法達成，而有了 PLC ，即可模擬出這些由繼電器、計數器、計時器所組成龐大且原始的系統，並直接取代，不再需要笨重的大型裝置，同樣的功能已濃縮進小小的 PLC 元件中。
近十幾年來，隨著 PLC 的普及及持續研發，PLC 的運算處理能力也越來越強，甚至已經接近一台小型個人電腦。工業上的自動化為未來的趨勢，越來越多的中大型企業紛紛投入建立自動化產線，市場對 PLC 元件的需求也隨之擴大，懂 PLC 的專業工程師在未來更是搶手。
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PLC 的外觀形式
業界常見的 PLC 可分為箱體式和模組式兩種，但其實它們的結構組成是相同的。
箱體式 PLC 將眾多功能整合進機身，內部有一塊CPU板、I/O 板、顯示面板、記憶體元件、電源元件等，依照 CPU 效能、I/O點數又分成許多型號及規格。模組式 PLC 則將各個功能獨立出來，例如：CPU 模組、I/O 模組、記憶體模組、電源模組、底板或機架，讓使用者可依照現場情況自行整合。
其實無論哪一種結構的 PLC，都擁有匯流排且為開放式的結構，其中的 I/O 點數更可按照使用者實際的需求去進行擴充及組合。
PLC 運用在哪些產業
食品加工業中也常用到 PLC
PLC 的應用非常廣泛，不論在國內或國外，凡舉需要自動化控制的各大產業都可見到其蹤跡，例如：食品加工、半導體、面板、電子零組件、鋼鐵、石化、發電廠、機械製造、金屬加工、汽車、船舶、紡織、大眾交通運輸、機械停車場、大樓電梯，甚至中央空調都有機會使用到 PLC 元件。
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常見 PLC 品牌介紹
台灣業界最常見的 PLC 品牌，有國外自動化元件大廠如：西門子、三菱、歐姆龍、松下、施耐德、洛克威爾，亦有國產品牌如：台達、永宏、豐煒。不論國外或國內品牌，皆有其各自特色，我們可以依照現場的需求及實際狀況來做選擇。
以下我們挑選幾個台灣自動化業界最常見且最常用的品牌來做介紹。
德國西門子 (SIEMENS)
西門子是全球知名的工業自動化元件製造商，總部位於德國柏林及慕尼黑，業務領域橫跨能源、醫療、工業、基礎建設及城市業務，遍及全球190多個國家，並在全世界擁有大約600家工廠、研發中心和銷售辦事處。
西門子（SIEMENS）公司生產 PLC 在台灣相當常見，各領域都可發現其蹤跡。旗下 PLC 產品包括：邏輯模組 LOGO、S7-200(微型控制器)、S7-300(基本性能)、S7-1200(經濟型)、S7-1500(中高性能)、ET-200(IP67防水防塵)…及各式人機介面等。
西門子S7系列 PLC 因體積小、速度快、可連網、功能強，可靠性高等優點，相當受國內自動化工程的廠商喜愛。尤其來台灣設廠的歐美外資工廠，多沿用母工廠的設計採用西門子系列 PLC 產品，因此有意願承攬外資企業的自動化工程之廠商，熟悉西門子 PLC 是相當基本的要求。
官網連結：西門子官網
法國施耐德 (Schneider)
施耐德電氣是法國的一家跨國企業，為《財富》雜誌評比世界500大企業成員，是全球領先的電力、電氣設備製造商。於1836年成立至今，施耐德已為100多個國家的能源、工業及基礎設施提供整體解決方案，其主要產品包括斷路器、感測器、控制器及其他電力相關設備等等。
施耐德 PLC 系列產品主要有 Modicon 系列：M262(邏輯和運動控制器)、M340(微型)、M221(性價比最高)、M241(同級品CPU速度最快)、M251(Ethernet 通訊，適用於分散式廠房監控應用)、可擴充 I/O 模組及安全控制器等相關產品。
施耐德 PLC 產品擁有卓越的運行能力、大容量儲存空間、穩定可靠，維護方便且可在惡劣環境中使用，更有統一的軟體平台、大大增強了開發功能，在台灣自動化業界佔也穩穩地佔有一席之地。
官網連結：施耐德官網
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日本歐姆龍 (OMRON)
歐姆龍是日本的一家自動化控制及電子設備製造商，總部位於京都。歐姆龍專精於感測與控制技術，產品涉及工業自動化控制、電子元器件、汽車電子、社會系統、健康醫療設備等領域。從1933年5月10日創業至今，歷經不斷研發與創新，歐姆龍已經發展成為全球知名的自動化控制及電子設備製造大廠，且擁有世界領先的感測與自動控制核心技術。
歐姆龍的 PLC 產品規格齊全，大致上可分為 CJ系列(模組型)、CP系列(輕便型)、CS系列(底板安裝型)以及大規模用途的 NX701 與 NJ501、小規模用途的 NX102、NJ301、NJ101、NX1P2等，並可視實際需求擴充各種功能，如：Ethernet 或其他通訊界面。
歐姆龍 PLC 承襲日商的風格，產品特點為「精巧實用」，體積小為其優勢，以常見的 CP1H 機型，具有結構靈活、傳輸品質高、速度快、頻寬穩定等優點，且可高精度定位控制、一台對應多軸控制，是很適合用來教學的機型。
官網連結：歐姆龍官網
日本三菱 (Mitsubishi)
日本三菱電機株式會社創立於1921年，是三菱(MITSUBISHI)財團旗下重要成員之一，亦榮獲全球500大企業評比。其產品線分布極廣，包括空調、電梯、通訊系統、工業自動控制元件、甚至軍事用途的雷達等等。
三菱 PLC 是三菱電機的主力產品。 其產品線有：MELSEC-Q系列(全能機型)、MELSEC-L系列(標準機型)、MELSEC-F系列(小型化機型)…等，值得一提的是，三菱 PLC 有自己獨特的通訊界面：CC-Link，不過也因為三菱 PLC 在業界使用相當廣泛，許多感測及自動化控制元件的廠商也紛紛推出可相容的通訊界面。
三菱 PLC 因其系統配置靈活、程式撰寫簡單、與外部設備通訊簡單在台灣業界廣泛被使用，是相當常見的 PLC 品牌。另外，三菱 PLC 擁有色彩鮮明的紅色外殼，非常容易辨識，若有機會不妨留意看看。
官網連結：三菱官網
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台灣台達 (Delta)
說到國產 PLC 品牌，大家第一個想到的就是台達。台達電子工業股份有限公司是台灣的一家大型上市公司，專攻製造電源與變壓系統以及工業自動化元件，總部位於臺北內湖，於 1971 年由鄭崇華先生創立。台達的產品系列廣泛，從變頻器、伺服驅動系統、電源治理、感測器、邏輯與運動控制、儀表、工業機器人，到圖控軟體和工業資訊管理系統都有涉及，提供客戶自動化產品線完整且高度整合的解決方案。
台達 PLC 產品 C/P 值高，且以高速、穩定、可靠而著稱，廣泛應用於各種工業自動化機械。台達自加入工業自動化市場以來，產品不斷推陳出新，為了能更貼近各產業的自動化客製需求，更推出了行業專機，自家高效率的程式編輯工具加上支援多種通訊協定，更是如虎添翼。
台達 PLC 主要產品系列有：AH 系列(模組化控制器)、AS 系列(泛用型控制器)、DVP 系列(標準型、薄型、運動控制型 CPU)及 ISPSoft 程式編輯軟體…等等。業界實務操作上，常搭配台達其他產品如：變頻器、伺服馬達、人機介面等來實現完整的自動化方案。
官網連結：台達官網
其他 PLC 品牌
除了上述幾個品牌，也有機會見到像是：松下、洛克威爾等國外品牌；永宏、豐煒等國產品牌；甚至還有和利時、信捷等大陸品牌，這邊就不多作介紹了，有興趣的朋友可以自己上網搜尋相關資訊喔！
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如何選擇合適的 PLC 元件？該納入考慮的相關因素
品牌的易取得性以及後續零件的充足性
通常市占率越大的品牌，也代表擁有較健全的經銷或銷售體系，產品也較充足不易缺貨。試想若你接了一個自動化案件，或是客戶要求更改或維修現有 PLC 系統，而等料的時間就佔了工期的一半，這勢必會壓縮到後續施工，也會衍生出許多趕工的問題。
PLC 的結構型式
PLC 的結構可分為箱體式和模組式，箱體式結構把 PLC 的 I/O 點和 CPU 都放在同一塊電路板上，因此節省了插接槽，且體積小，每一 I/O 點的平均價格也比模組式的便宜，所以小型 PLC 控制系統多採用箱體式結構。模組式 PLC 的優點為後續的功能擴充方便，例如： I/O 點數的增加，通訊方式的變化、記憶體的升級，都比箱體式方便靈活。維修時可直接更換模組，判斷與處理故障更加快速方便。因此，對於複雜度高的大型系統，大都選用模組式結構。
I/O 點數是否足夠
I/O 點數是 PLC 最基本的規格數據之一，各大品牌在產品型錄上皆會詳細記載，因為若是 PLC 上的 I/O 點數不足，可以擴充就算了，若無法擴充只能整機換掉，等於白買一台。
我們必須根據欲控制對象的輸入及輸出訊號的總點數，來判斷 PLC 上的 I/O 點數是否足夠，一般會建議多預留個 10~20 % 的 I/O 點數，以便後續要修改或是容納一開始沒估算到的訊號點數。
此歐姆龍 PLC 上有 12 IN / 8 OUT 點數
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是否有類比訊號輸入、輸出模組
自動控制中，常見的類比訊號大致分為電流 (4～20mA 或 0～20mA)及電壓 (0～10V、-5V～+5V、-10V～+10V) 兩種形式，而這些類比訊號就是用來比例轉換成實際感測器感測到的數據。
例如：用來感測重量的荷重元元件，重量量測範圍為 0 ~ 20kg，我們只要把 0mA 設定對應到 0kg，把 20mA 設定對應到 20kg，即可知道當荷重元儀表傳來的 10mA 訊號，代表實際量測到的重量為 10kg。
同樣的，類比訊號也有分為輸入及輸出，我們應該要視實際需求來決定 PLC 是否需要類比訊號模組。
掃描週期及反應時間
掃描週期是 PLC 的一個核心指標，一般來說掃描週期多在十幾毫秒到幾十毫秒之間。掃描週期可分為三個階段：輸入狀態檢查 -> 程式執行 -> 輸出狀態更新，並持續重複運作。
在輸入狀態檢查階段，PLC 會先檢查輸入端各點開關或感測器狀態，並將其狀態寫入記憶體中。程式執行階段，PLC 會將程式逐行讀取並執行，若程式執行中需要知道輸入接點的狀態，CPU 將直接從記憶體中查詢並取出。輸出狀態更新階段，則是將上一步驟中，CPU 運算出的結果更新至 PLC 輸出接點，並且重新執行第一階段。
PLC 之掃描週期由以上三階段所組成，而完成掃描週期所需的時間則稱為 PLC 的反應時間，值得注意的是，若 PLC 輸入訊號的持續時間小於反應時間，則有可能產生誤讀。因此請依照輸入訊號的特性來挑選 PLC。
與外部智慧設備的相容性
選擇 PLC 時，應充分的考慮到與外部設備 (電腦、條碼機、磅秤、印表機…等等) 的相容性。為避免出現不相容的問題，最好選擇大部分智慧設備都有支援的通訊協定。
PLC 與 PLC 或 PLC 與其他智慧設備之間能夠交換資訊，是因為雙方皆遵守了統一的通訊協定，目前國際中最常用的通信協定為由 Modicon 公司所制定的 MODBUS-ASII 及 MODBUS-RTU、西門子公司制定的 PROFIBUS、洛克威爾的 CONTROLNET、日本三菱公司獨家的 CC-LINK。
市場上較大型的智慧設備生產廠商，基本上較有能力能夠生產全數支援上述通訊協定的通訊界面，不過若你遇到較冷門的設備 (例如有特定用途的進口設備) ，或許就只支援一、兩種通訊協定，此時 PLC 的選擇就較侷限。
預算
除了以上幾點外，做工程最重要的還是賺錢，所以 PLC 元件的成本也是一個重要的考量。基本上歐美的 PLC 品牌價格會較高，日系次之，C/P 值最高的應該就屬國產品牌，當然還有一些更便宜的中國品牌，不過台灣市場接受度似乎不高，畢竟如果是較大型的企業業主，都能夠接受用好一點的 PLC 產品。
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