如何選擇正確的 PLC?初學工程師必讀選型指南

前言:從「維修思維」邁向「建構思維」

在工業自動化領域中,「如何選擇合適的 PLC(可程式控制器)」 是許多工程師都曾經提出的問題。

這通常代表一個重要的職涯轉折點——

從單純的「設備維修(Fix it)」角色,進階到「系統設計與建構(Build it)」的專業工程師。

從實務觀察來看,很少有人是透過線性職涯進入工業自動化領域,多數人都是在不同機緣下進入這個產業。然而,有一個共通點:

  • 高度動機
  • 快速學習能力
  • 對系統整合的強烈興趣

PLC 選型時需要考慮的關鍵因素

以下是針對「首次 PLC 專案」整理出的實務選型原則:

1. 優先選擇現場既有 PLC 品牌與系列

在實務環境中,PLC 選型不只是技術問題,更是「團隊效率問題」。

建議做法:

  • 選擇與工廠既有系統相同品牌(例如 OMRONSiemensSchneider 等)
  • 優先考慮同一產品系列(PLC Family)

好處:

  • 可直接利用現場既有技術知識與經驗
  • 軟體工具(Programming Software)已存在
  • 維護與備品管理更簡單
  • 降低學習與除錯成本

實務 Insight:
許多工廠會標準化 1~2 種 PLC 品牌,以降低培訓與維護成本。

2. 精確估算 I/O(輸入 / 輸出)需求

PLC 選型的核心之一就是 I/O(Input / Output)規劃。

你需要盤點以下項目:

:small_blue_diamond: 輸入(Input)

  • 感測器數量(光電、接近開關、溫度感測等)
  • 手動操作元件(按鈕、選擇開關)

:small_blue_diamond: 輸出(Output)

  • 馬達啟動器(Motor Starters)
  • 電磁閥(Solenoid Valves)
  • 指示燈 / 警示燈(Panel Lamps)
  • 繼電器控制

3. 保留 I/O 餘裕(Safety Margin)

對於第一次設計 PLC 系統的工程師來說:

預估錯誤是必然的

因此建議:

I/O 安全係數公式:

實際需求 × 1.25(增加 25% 餘裕)

原因:

  • 避免 I/O 不足導致設備無法擴展
  • 避免後續需額外購買擴充模組或更換 PLC
  • 減少停機修改成本

4. 關鍵但常被忽略:PLC 安全設計

非常重要原則:

一般用途 PLC(General-purpose PLC)不是安全等級設備(Safety-rated device)

:prohibited: 錯誤做法(請避免)

  • 將「緊急停止(Emergency Stop, E-Stop)」直接接入一般 PLC

:white_check_mark: 正確做法

  • 使用安全繼電器(Safety Relay)或 安全 PLC
  • 系統需符合機械安全等級(Safety Integrity Level, SIL / PL)

安全設計應涵蓋內容

  • 機械防護(Machine Guarding)
  • 操作員人因工程分析(Human Factors)
  • 上鎖/掛牌制度(LOTO, Lockout/Tagout)
  • 符合法規(地區 / 國家 / 國際)

重要提醒:
安全設計必須與公司管理層及安全部門共同制定,不可由工程師單獨決定。

技術小提示(Tech Tip)

PLC 選型除了技術規格外,還需考慮以下非技術因素:

選型決策常見關鍵:

  • 成本(Cost)
  • 技術支援品質(Technical Support)
  • 供應鏈穩定度(Availability)
  • 長期與短期供貨能力
  • 市場信譽(Brand Reputation)

市場現象: OEM 設備商有時會更換 PLC 品牌,但這往往不是單純技術因素,而是綜合商業決策結果。

:receipt: 結語:PLC 選型的核心思維

如果你是第一次進行 PLC 選型,請記住以下 4 個核心原則:

  • 使用現場既有平台(降低學習成本)
  • 精準估算 I/O(確保功能完整)
  • 保留擴充空間(避免未來限制)
  • 安全優先(不可依賴一般 PLC)