工控技术的升级需求带来很大的市场商机

随着工资上涨、劳资纠纷不断，制造业主无不转向追求更自动化的生产流程，以降低人力需求并保有生产效能。事实上，随着科技的进展，生产机台走向更高度的自动化，甚至引进工业机器人，已是大势所趋。很显然地，工控技术的升级需求带来很大的市场商机。

走向智能化，FPGA地位提升

Altera亚太区市场开发经理江允贵表示，工业自动化的技术趋势包括非中心化的架构、功能整合的小型化设计、实时同步的链接性、多轴向运作的精密控制、功能性安全的提升，以及对特殊应用的弹性平台支持等。

江允贵说：“更高度的功能整合能让设计更单纯、成本降低，也有助缩小产品尺寸，因而成为工控设备的大势所趋。在此情况下，离散型的系统设计已不符需求，高整合度的SoC、ASIC，甚至是兼具弹性和整合性的FPGASoC，才能展现设计优势。”

受惠于工业控制开始走向自动化，拥有弹性设计特性的FPGA也已广泛应用到工控系统的各个环节当中。Lattice资深应用工程师陈泓志表示，在工控嵌入式系统的应用上，FPGA的可程序化逻辑特性，让它比其他ASIC或SoC有更大的设计弹性。

Freescale市场营销暨业务发展经理Jackson Liu指出：“FPGA是处理并行运算的理想选择，因为FPGA是直接使用硬件来实现算法，可以提供相当低的延迟。另外，将FPGA结合到运算架构中也同时提高了嵌入式系统的灵活性。”

图一：拥有弹性设计特性的FPGA已广泛应用到工控系统的各个环节当中

PLC技术持续演进

这几十年来，可程序逻辑控制器（Programmable Logic Controller；PLC）一直都是工厂自动化和工业程控组成的一部分。从简单的照明功能到环境系统、再到化学加工等各种应用领域，皆离不开PLC控制。

PLC的技术不断进化，已从原先只有电路逻辑控制的功能，逐步加入时序控制、模拟控制、多机通信等更多功能，甚至出现整合工业计算机（采用嵌入式操作系统）与PLC架构的PC-BASE控制器，能透过数字或模拟输入/输出模块控制机器设备、制造处理流程、及其它控制模块的电子系统。

Maxim资深经理郭嘉豪指出：“今日的PLC可收发处理多种型态的电气或电子讯号，并使用它们来控制或监督几乎所有种类的机械与电气系统，因此角色愈来愈重要。”

对于PLC控制器的基本要求是必须够灵活并可配置，以满足不同工厂和应用的需求。但这已不够，郭嘉豪表示，新世代的工业控制系统对PLC提出了更为艰辛的任务要求，不仅希望能够更具高效能、体积更小和更高功能灵活性，以及内建保护功能，还要能防止潜在的破坏性静电放电（ESD）、电磁干扰和射频干扰（RFI/EMI），以及恶劣的工业环境中常见的大幅值瞬态脉冲。

图二：工控系统要求更自动和智能化，让电子控制模块的需求大

PoE供电能力大增，更适合工控应用

另外，对于工控领域来说采用先进电源管理技术可说是十分重要，而使用以太网络供电（Power-over-Ethernet；PoE）是一种可以在以太网络中透过双绞线来传输电力与数据到各种装置上的技术，除了在建置上相当方便外，亦可透过此技术免除必须依靠AC电源的限制。由于应用优势相当明显，PoE技术的相关解决方案也日益增多。

茂宣FAE项目经理胡纬翰表示，PoE在2009年进展到新的PoE+标准，已可为设备提供高达25.5W的电功率，而Linear提出的LTPoE++规格，则让受电设备（PD）供电功率扩展至90W，因此满足了工控设备对功率日益增加的需求。

“比起其他功率扩展解决方案，LTPoE++还大幅降低供电设备（PSE）和受电设备的工程复杂性。”胡纬翰指出，LTPoE++系统简化了供电，并让系统设计师在设计工作当中，能够以更高的效益来解决技术应用问题。

图三：工控系统要求支持更多元的链接接口，并利用PoE供电