在现代工业自动化体系中,可编程逻辑控制器(PLC)作为核心的“大脑”,其发展水平直接关系到国家工业安全与竞争力。中国PLC产业经过数十年的奋斗,已从最初的引进模仿,发展到如今在技术、产品和市场层面均取得显著成果,并正以前所未有的决心,迈向自主可控的新征程。
国产PLC的成就与挑战:百花齐放到“小弱散”的困境
当前,中国本土的PLC生产厂商已超过40家,其中信捷、汇川、和利时等头部企业,为国产PLC的整体进步注入了强劲动力。
• 各具特色的产品布局:
• 信捷 在小型PLC领域表现突出,其XD/XC系列以及XL薄型卡片式PLC,广泛应用于太阳能、隧道工程、纺织机械、动力设备、煤矿设备、中央空调等多种中小型控制场景,以其高性价比赢得市场。
• 汇川 则凭借其高性能H3U、通用型H2U-XP、经济型H1U-XP等系列PLC产品,与驱动执行类产品紧密协同,在电梯、空压机、机械手、3C制造等高端应用领域占据一席之地。
• 和利时 提供了LE小型PLC、LK中大型PLC以及LKS安全性PLC系列,服务于包装机械、机床等OEM设备,并深入市政、隧道、轨道交通等项目型行业,展现了其多元化的应用能力。
• 此外,如中控技术、合信、亿维等企业,也推出了各具特色的PLC产品,丰富了国内PLC市场的供给。
• 自主化探索的曙光: 值得注意的是,上述多数企业在研制PLC产品时,仍依赖于进口的软硬件平台。在面对快速变化的国际形势和潜在的技术封锁风险时,这种依赖性暴露了自主保障的脆弱性。在此背景下,以电子六所为代表的机构,正以坚定的步伐推进“自主安全PLC”的研发。他们基于国产CPU处理器(如飞腾CPU)和自主软件平台,成功研制了IL40、IM30、IS20系列PLC产品,并在国防军事以及能源、市政等关键基础设施领域实现了批量应用,成为国家工业自主可控战略的重要体现。
• “小弱散”的现状与瓶颈:
尽管取得了诸多成就,国产PLC的整体发展仍呈现出“小、弱、散”的特征。
• 市场规模与占有率低: 各厂商市场规模普遍较小,整体市场占有率与国际巨头相比仍有较大差距。
• 产品谱系不完整: 产品线多以小型PLC为主,缺乏覆盖更广泛应用场景的中大型及高端PLC产品。
• 核心技术与软件缺失: 许多产品基于进口软硬件或购买国外控制软件进行开发,在核心技术和先进控制软件方面存在短板。
• 行业解决方案能力待提升: 面向特定行业的整体解决方案能力相对较弱,难以提供一站式服务。
• 协同效应与国际竞争力不足: 未能形成强大的国产PLC技术与市场合力,与国外品牌的竞争力仍存在显着差距。
标准化建设:筑牢产业发展基石
在中国PLC产业发展的过程中,标准化工作起到了至关重要的引领和规范作用。全国工业过程测量控制和自动化标准化技术委员会可编程序控制器及系统分技术委员会(TC124/SC5)及其归口单位中国机械工业联合会,在这一领域发挥着核心作用。
GB/T15969系列标准:与国际接轨的基石
以GB/T15969系列标准为代表,是中国PLC技术演进的“国家标准”。该系列标准于1995年首次发布,等同采用了国际标准IEC61131,至今已发展成为包含10个部分的权威体系(截至2022年,已发布9部分,第10部分完成意见征求)。
• 核心内容涵盖广泛:
• 第1部分: 界定了PLC系统的主要功能特性,为基本概念提供了通用信息。
• 第2部分: 规定了PLC设备的要求和相关测试方法,确保产品质量。
• 第3部分: 定义了PLC编程语言的语法与语义,是实现控制逻辑的关键。
• 第4部分: 提供了用户导则,规范了用户与供应商之间的信息交互。
• 第5部分: 明确了PLC与其他电子系统间的通信协议。
• 第6部分: 聚焦功能安全,涵盖安全生命周期管理和开发规划。
• 第7部分: 引入了支撑模糊控制的编程语言。
• 第8部分: 提供了第3部分编程语言的应用和实现导则。
• 第9部分: 规定了小型传感器和执行器的单点数字通信接口。
• 第10部分(审查中): 提供了PLC开放的XML交换格式,方便项目间的数据交换。
其他关键标准:拓展安全与性能保障
除了GB/T15969系列,一系列专项标准也进一步完善了PLC的技术规范:
• 性能评定: GB/T36009规定了PLC的性能指标、测试和评定方法。
• 可靠性与适应性: GB/T36011规范了PLC出厂前的环境适应性试验和例行试验。
• 系统集成: GB/T37391对PLC成套控制设备的使用条件和功能要求进行规范。
• 信息安全:
• GB/T33008.1与正在报批的《信息安全技术 可编程逻辑控制器(PLC)安全技术要求和测试评价方法》构成了工业自动化和控制系统网络安全的系列标准。
• GB/T41274则从“内生安全”视角,阐述了PLC系统自身的安全目标和模块化安全需求。
行业应用与军用规范:深化应用与国家安全
• 行业应用specific标准: GB/T40329规定了工业机械电气设备数控设备PLC的编程语言专用模块,GB/T37761则详细规定了电力变压器冷却系统PLC控制装置的要求。
• 军工领域: 首个PLC国军标《军用可编程控制系统通用规范》已完成编制并处于报批阶段,标志着军用PLC领域的标准化工作迈出了重要一步,为国家关键领域提供了安全可靠的保障。
中国PLC产业正处在一个关键的转型期,一方面要巩固现有成果,克服“小弱散”的挑战;另一方面,要紧抓自主化浪潮,通过技术创新和标准化建设,加速实现从“中国制造”到“中国创造”的飞跃,为建设强大的现代化工业体系提供坚实的技术支撑。








