松山光电谈PLC开启电子制造设备的智能之路

近年来，中国电子制造设备行业走过了一条从国外引进到消化吸收，以及再创新的曲折之路。对电子制造设备生产商而言，尽管设备种类繁多，但设计和制造符合越来越高端的模块化、网络化和数字化的电子设备产品，追求更高的加工检测效率和更加智能的生产线，一直是这一行业矢志不渝的愿景目标。

 

其中，PLC（可编程逻辑控制器）作为基础的设备自动化控制核心技术之一，随着自身技术的快速发展，势必将在越来越多的电子制造设备中，到整个电子自动化产线/装配线上，乃至全厂的自动化系统方面发挥极其关键的作用，也最终将帮助电子制造设备制造商的工业4.0目标迈进一大步。

 

从50多年前第一台PLC诞生以来，PLC从未停止过技术革命的步伐，其品种越来越丰富，功能越来越强大，应用也越来越广泛，无论是生产、制造还是管理、检验，无不可以看到PLC的身影。

 

目前，随着大规模和超大规模集成电路等微电子技术的发展，PLC已由最初一位机发展到现在的以16位和32位微处理器构成的微机化PC，而且实现了多处理器的多通道处理。如今，PLC技术已非常成熟，不仅控制功能增强，功耗和体积减小，成本下降，可靠性提高，编程和故障检测更为灵活方便，而且随着远程I/O和通信网络、数据处理以及图象显示的发展，使PLC向用于连续生产过程控制的方向发展，成为实现工业生产自动化的一大支柱。如今在各个行业的智能制造时代，PLC技术的发展呈现出产品规模两极发展、通信网络化、模块化与智能化、编程语言/工具的多样化和标准化等新的特点，并与新兴技术结合，将进一步赋能数字化企业和智能工厂。

 

例如2018年底，PLC传统巨头西门子推出一款用于SIMATICS7-1500控制器和ET 200MP I/O系统，集成了人工智能芯片的全新模块：SIMATIC S7-1500 TMNPU（Neural Processing Unit-神经网络处理单元），配有人工智能芯片英特尔Movidius Myriad X Vision处理单元，因此能实现神经网络的高效处理。此外，SIMATIC S7-1500 TMNPU配有USB3.1接口和千兆以太网端口，能够以神经网络为基础处理所连接的传感器的数据或来自CPU程序的数据。例如使用机器学习算法，可以高效实现对生产工厂或图像控制的机器人系统进行质量控制。

 

而三菱电机FX产品则因其良好的性能及丰富的产品线备受小型PLC市场用户欢迎。新一代iQ-FX5UJ，程序容量为48K Step，控制规模达256点，并具有简单CPU通信、数据记录等内置功能。iQ-F系列安全扩展模块是该系列重要的组成部分，产品规格主要分为安全主模块和安全输入扩展模块两种，安全主模块执行安全控制，可连接到iQ-F的总线，安全扩展模块可与一般控制的电源分离单独运转。在实际应用中，安全模块会根据不同的机械类型设定不同的安全控制模式，以确保操作员的安全。

 

电子制造行业种类繁杂，其加工需要的设备涉及各种电子器件的加工。电子制造设备包括半导体设备，光电子设备，电子元器件设备，SMT设备，PCB设备，环境试验设备，防静电装备，超声波设备，净化设备，激光设备以及其它电子通用设备。

 

作为典型的OEM行业，电子制造设备行业涉及的产品类型较多。整体而言，在半导体器件和集成电路专用设备和电子整机装联设备两个子行业自动化应用程度较高，使用到的自动化产品包括PLC，低压变频器，HMI，以及伺服产品等都具有广泛的应用。

 

贝加莱最新推出的控制器Power Panel C70是集成PLC的终端产品，适合于处理中小型机器的控制，它继承了贝加莱的传统机器控制架构，能够胜任智能制造更为复杂的控制、计算任务能力，它将将HMI和PLC集成于一体，特别适应于OEM的机器控制架构。Intel Atom处理器提供了足够高的性能，使应用程序可实现低至0.4ms的循环周期。Automation Runtime可提供最多8个任务级别，从而构成了该性能基础。Power Panel C70拥有广泛的集成接口：POWERLINK、Ethernet、X2X Link、USB以及可选的CAN。其设计紧凑，无风扇、无电池、无硬盘，完全免维护，面板正面提供IP65的防护等级，特别适用于恶劣工况。

 

PLC作为控制系统在电子制造设备行业运用比较多，在智能硬件产品整体市场表现强势，特别是智能手机、智能手环、儿童手表等，带动了电子设备制造业快速发展。PLC在电子产品制造设备中的应用主要用来实现自动控制功能。PLC在电子元器件加工、制造设备中作为控制中心，使元器件的传输定位驱动电机、加工深度调整电机、旋转电机和输出电机能够协调运转，相互配合实现自动化工作。

 

随着电子产品的小型化及多样化的发展，以及人力成本的大幅上涨，未来电子制造设备自动化程度会更高，对目标产品的需求会继续上升。电子元件及机电组件设备、清洗机和焊接机等整机装联设备则会应用比较多的PLC。

 

由于半导体器件、集成电路专用设备行业的电子整机装联设备自动化程度比较高，电真空器件专用设备以及例行试验和可靠性试验设备包含力学环境试验设备、气候环境试验设备、可靠性试验设备等也会涉及到。电真空器件专用设备中近几年发展比较快的是LCD设备，基本都用PLC控制，每台设备上配置主机一台，扩展单元4-5套。LCD设备包含了数个工艺流程，不同的设备应用的PLC有很大的差异。大部分工艺过程应用到PLC的IO点数不超过80，但也有大型设备超过300点的情况。

 

据统计，2017年电子制造设备行业涉及的自动化产品市场比重中，PLC占比高达19.1%，主要包括小型PLC和中大型PLC，尤其是小型PLC的应用更加广泛，在电子制造行业PLC市场占比高达69.8%。现在，世界上有200多家PLC生产厂家，400多品种的PLC产品，按地域可分成美国、欧洲、和日本等三个流派产品，各流派PLC产品都各具特色。而全球领先的电子制造PLC技术提供商均来自全球的自动化控制系统巨头，诸如三菱电机、西门子、贝加莱、倍福、易福门和研华等国际自动化提供商，均拥有全线的PLC产品，能够很好地覆盖众多的电子制造设备控制需求。