隨著工資上漲、勞資糾紛不斷，制造業主無不轉向追求更自動化的生產流程，以降低人力需求并保有生產效能。事實上，隨著科技的進展，生產機臺走向更高度的自動化，甚至引進工業機器人，已是大勢所趨。很顯然地，工控技術的升級需求帶來很大的市場商機。

走向智能化，FPGA地位提升

Altera亞太區市場開發經理江允貴表示，工業自動化的技術趨勢包括非中心化的架構、功能整合的小型化設計、實時同步的鏈接性、多軸向運作的精密控制、功能性安全的提升，以及對特殊應用的彈性平臺支持等。

江允貴說：“更高度的功能整合能讓設計更單純、成本降低，也有助縮小產品尺寸，因而成為工控設備的大勢所趨。在此情況下，離散型的系統設計已不符需求，高整合度的SoC、ASIC，甚至是兼具彈性和整合性的FPGASoC，才能展現設計優勢。”

受惠于工業控制開始走向自動化，擁有彈性設計特性的FPGA也已廣泛應用到工控系統的各個環節當中。Lattice資深應用工程師陳泓志表示，在工控嵌入式系統的應用上，FPGA的可程序化邏輯特性，讓它比其他ASIC或SoC有更大的設計彈性。

Freescale市場營銷暨業務發展經理Jackson Liu指出：“FPGA是處理并行運算的理想選擇，因為FPGA是直接使用硬件來實現算法，可以提供相當低的延遲。另外，將FPGA結合到運算架構中也同時提高了嵌入式系統的靈活性。”

圖一：擁有彈性設計特性的FPGA已廣泛應用到工控系統的各個環節當中

PLC技術持續演進

這幾十年來，可程序邏輯控制器（Programmable Logic Controller；PLC）一直都是工廠自動化和工業程控組成的一部分。從簡單的照明功能到環境系統、再到化學加工等各種應用領域，皆離不開PLC控制。

PLC的技術不斷進化，已從原先只有電路邏輯控制的功能，逐步加入時序控制、模擬控制、多機通信等更多功能，甚至出現整合工業計算機（采用嵌入式操作系統）與PLC架構的PC-BASE控制器，能透過數字或模擬輸入/輸出模塊控制機器設備、制造處理流程、及其它控制模塊的電子系統。

Maxim資深經理郭嘉豪指出：“今日的PLC可收發處理多種型態的電氣或電子訊號，并使用它們來控制或監督幾乎所有種類的機械與電氣系統，因此角色愈來愈重要。”

對于PLC控制器的基本要求是必須夠靈活并可配置，以滿足不同工廠和應用的需求。但這已不夠，郭嘉豪表示，新世代的工業控制系統對PLC提出了更為艱辛的任務要求，不僅希望能夠更具高效能、體積更小和更高功能靈活性，以及內建保護功能，還要能防止潛在的破壞性靜電放電（ESD）、電磁干擾和射頻干擾（RFI/EMI），以及惡劣的工業環境中常見的大幅值瞬態脈沖。

圖二：工控系統要求更自動和智能化，讓電子控制模塊的需求大

PoE供電能力大增，更適合工控應用

另外，對于工控領域來說采用先進電源管理技術可說是十分重要，而使用以太網絡供電（Power-over-Ethernet；PoE）是一種可以在以太網絡中透過雙絞線來傳輸電力與數據到各種裝置上的技術，除了在建置上相當方便外，亦可透過此技術免除必須依靠AC電源的限制。由于應用優勢相當明顯，PoE技術的相關解決方案也日益增多。

茂宣FAE項目經理胡緯翰表示，PoE在2009年進展到新的PoE+標準，已可為設備提供高達25.5W的電功率，而Linear提出的LTPoE++規格，則讓受電設備（PD）供電功率擴展至90W，因此滿足了工控設備對功率日益增加的需求。

“比起其他功率擴展解決方案，LTPoE++還大幅降低供電設備（PSE）和受電設備的工程復雜性。”胡緯翰指出，LTPoE++系統簡化了供電，并讓系統設計師在設計工作當中，能夠以更高的效益來解決技術應用問題。 

圖三：工控系統要求支持更多元的鏈接接口，并利用PoE供電