Приводим данные двух аналитических агентств Global Market Insights (GMI) и Global Insight Services (GIS) о рынке виртуальных (vPLC) и программных (Soft PLC) программируемых логических контроллеров. В обзоре разобраны вопросы преимуществ и недостатков данных типов контроллеров в сравнении с традиционными аппаратными ПЛК, указываются основные рыночные игроки, показывается географическая сегментация, приводятся тенденции рынка и прогноз развития до 2032 года.

Определения:

Программные ПЛК (Soft PLC) – это программная версия контроллера, запускаемая на устройствах и операционных системах общего назначения (чаще всего промышленные мини ПК или ПЛК на Linux с runtime-ядром) и превращающая такое устройство в полнофункциональный программируемый контроллер автоматизации (PAC). В отличие от традиционных «хард» ПЛК с закрытой системой и заданным фиксированным набором функций, программные ПЛК обеспечивают высокую степень персонализации и гибкость в процессе создания системы управления автоматизацией. Большая часть современных ПЛК – это Soft PLC, например, под CODESYS 3.5.

Виртуальные контроллеры (virtual PLC или vPLC) – это расширение концепции SoftPLC, который работает на виртуальной машине, управляемой гипервизором реального времени на сервере или многоядерном промышленном ПК. Виртуальные ПЛК не привязаны к конкретному оборудованию, их можно развернуть в существующей ИТ-инфраструктуре и легко масштабировать путем увеличения или уменьшения количества экземпляров виртуальных ПЛК в зависимости от потребностей в вычислительной мощности. Это особенно полезно для ресурсоёмких задач, таких как машинное обучение и искусственный интеллект.

Данные агентства GMI

Глобальный рынок виртуальных и программных ПЛК в 2023 году оценивался в $ 865 млн и, по прогнозам, будет расти в среднем на 13% в год в период с 2024 до 2032 года.

Внедрение технологий Индустрии 4.0 стимулирует спрос на виртуальные и программные ПЛК. Поскольку практически все отрасли вовлечены в цифровую трансформацию, данные виды ПЛК, интегрированные с существующими промышленными системами, облачными платформами и устройствами Интернета вещей (IoT), обеспечивают необходимый уровень коммуникаций и контроля на различных этапах производства. А гибкость и масштабируемость делают их незаменимыми для так называемых smart-производств (умных заводов), стремящихся повысить свою производительность, сократить время простоя и оптимизировать использование ресурсов за счет интеллектуальной автоматизации.

Растущая тенденция удаленного управления в промышленности является еще одним ключевым фактором роста. Виртуальные ПЛК, реализованные посредством облачных платформ, позволяют инженерам и операторам управлять и устранять неполадки в АСУ ТП из любого места. Эта возможность особенно ценна для отраслей с территориально распределенными сетями, например, в нефтегазовой промышленности, коммунальном хозяйстве и любых крупных холдингах. Осуществление удаленных операций в реальном времени может значительно повысить эффективность работы и сократить время простоя, способствуя ускоренному принятию данных продуктов на рынке.

Тенденции рынка виртуальных и программных ПЛК

Одной из самых значимых тенденций на рынке виртуальных и программных ПЛК является растущая интеграция с экосистемами промышленного интернета вещей (IIoT). Отрасли всё больше используют IIoT, где виртуальные ПЛК обеспечивают бесшовную связь между заводским оборудованием и облачными системами для обеспечения мониторинга, управления и аналитики в реальном режиме времени. Виртуальные ПЛК с поддержкой IIoT могут взаимодействовать с несколькими датчиками, устройствами и системами, обеспечивая централизованное управление и лучшее принятие решений, на основе полученных данных.

Облачные и периферийные вычисления меняют подход к промышленной автоматизации, а виртуальные ПЛК находятся в центре этих изменений. Облачные виртуальные ПЛК снижают зависимость от физической инфраструктуры и предлагают большую гибкость в масштабировании операций, а также обеспечивают быструю обработку данных и снижают задержки в критически важных приложениях. Такое сочетание стимулирует интерес к виртуальным ПЛК, особенно в отраслях, требующих управления в реальном времени, таких как автомобилестроение, интеллектуальное производство и коммунальные услуги, где локальная и удаленная обработка данных играют важную роль.

Еще одной новой тенденцией на рынке виртуальных и программных ПЛК является переход к платформам с открытым исходным кодом и стандартизации в автоматизации. Традиционные системы ПЛК часто привязывают пользователей к проприетарным решениям, а виртуальные и программные ПЛК все чаще разрабатываются на платформах с открытым исходным кодом, поддерживая взаимодействие между различными устройствами и системами. Эта тенденция позволяет отраслям кастомизировать решения автоматизации, снижать зависимость от поставщиков и достигать бесшовной интеграции между различными технологиями. Усилия по стандартизации, такие как принятие OPC UA (Open Platform Communications Unified Architecture), также способствуют совместимости между виртуальными ПЛК и различным промышленным оборудованием, еще больше ускоряя их принятие во многих секторах.

Анализ рынка виртуальных ПЛК и программных ПЛК

Одной из основных проблем, связанных с виртуальными и программными ПЛК, является повышенный риск кибератак, поскольку эти системы часто интегрируются с облачными платформами и подключаются к интернету. Зависимость от виртуальных систем делает их более уязвимыми для взлома, вредоносного ПО и других сетевых угроз. Отрасли, работающие с конфиденциальными данными или критической инфраструктурой, могут не спешить внедрять эти решения без надежных мер кибербезопасности. Эта уязвимость может замедлить темпы внедрения, особенно в секторах, где безопасность данных имеет первостепенное значение.

На основе типа уровня управления рынок виртуальных ПЛК и программных ПЛК делится на полевой уровень, уровень обработки, уровень контроля, уровень предприятия. Ожидается, что в течение прогнозируемого периода сегмент полевого уровня зарегистрирует совокупный среднегодовой темп роста (CAGR) более 13%.

• Полевой уровень относится к физическому уровню, где датчики, исполнительные механизмы и другие устройства напрямую взаимодействуют с оборудованием и производственными процессами. Виртуальные и программные ПЛК соответственно управляют и контролируют эти устройства, обрабатывая данные в онлайн.

• Конкуренция в этом сегменте сосредоточена на создании надежной связи в реальном режиме времени между программными системами управления и полевыми устройствами, что обеспечивает точность, скорость и гибкость системы. На рынке уже существует ряд компаний предлагают решения, которые обеспечивают бесшовную интеграцию с промышленным IoT, сочетая интеллектуальное производство с минимальной зависимостью от оборудования.

По типу развертывания данный рынок делится на On-premises и Cloud-based, т.е. на физические контроллеры, устанавливаемые на объектах и облачные ПЛК. Прогнозируется, что к 2032 году объем облачного сегмента составит $1 млрд.

• Сегмент Cloud-based представляет собой будущее виртуальных и программных решений ПЛК, где программное обеспечение размещается и управляется на облачных платформах, предлагая такие преимущества, как масштабируемость, экономическая эффективность и удаленный доступ. Облачные PLC-системы позволяют осуществлять онлайн мониторинг, управление и анализ из любой точки мира, обеспечивая гибкость глобальных операций и предиктивную аналитику.

На рынке уже существует конкуренция между компаниями, предлагающими облачные решения, интегрируемые с промышленным интернетом вещей и аналитикой, предоставляя заказчикам возможность оптимизировать операции удаленно, одновременно сокращая расходы на инфраструктуру. Облачные решения особенно выгодны для организаций, стремящихся к быстрому масштабированию и внедрению аналитических данных в процессы автоматизации.

Региональные данные

Северная Америка доминировала на мировом рынке виртуальных ПЛК (vPLC) и программных ПЛК (soft PLC) в 2023 году с долей более 35%. США являются ключевым игроком на рынке, причем ведущие в стране секторы производства, энергетики и автомобилестроения стимулируют спрос на передовые технологии автоматизации. США наиболее активно развивают Индустрию 4.0, и виртуальные ПЛК все чаще внедряются на заводах для обеспечения мониторинга в реальном режиме времени, предиктивного обслуживания и масштабируемой автоматизации. Сосредоточение страны на облачной инфраструктуре и удаленных операциях, особенно в таких секторах, как нефть и газ и коммунальные услуги, привело к большей зависимости от виртуальных ПЛК, которые предлагают экономически эффективные решения для удаленного управления сложными промышленными системами. Присутствие крупных компаний автоматизации и поставщиков программного обеспечения в США еще больше ускоряет рост этого рынка.

Рынок Японии тесно связан с инновационным стремлением страны к таким инициативам, как Society 5.0, направленным на интеграцию передовых технологий, таких как IoT, робототехника и ИИ, в промышленный сектор. Ведущие производственные секторы Японии, включая автомобилестроение и электронику, все чаще обращаются к виртуальным ПЛК для повышения эффективности производства, оптимизации процессов и снижения эксплуатационных расходов. Ставка страны на робототехнику и интеллектуальные заводы также стимулирует спрос на гибкие решения автоматизации с применением виртуальных ПЛК. Кроме того, постоянные усилия Японии по борьбе с нехваткой рабочей силы посредством автоматизации стимулировали интерес к виртуализированным системам управления, которые можно интегрировать в существующую инфраструктуру с минимальным обновлением оборудования.

Рынок виртуальных и программных ПЛК Китая подпитывается правительственной инициативой «Сделано в Китае 2025», которая отдает приоритет внедрению передовых производственных технологий. Обширная производственная база страны, особенно в таких отраслях, как электроника, автомобилестроение и производство потребительских товаров, стремительно движется в сторону автоматизации для повышения производительности и удовлетворения растущего внутреннего и международного спроса. Виртуальные ПЛК все чаще развертываются в целях эффективной масштабируемой автоматизации, особенно на крупных интеллектуальных заводах. Внимание Китая к промышленному Интернету вещей (IIoT) и интеграции облачных платформ с промышленными системами управления также стимулирует внедрение виртуальных ПЛК.

Рынок виртуальных и программных ПЛК в Южной Корее значительно растет, поскольку внимание правительства к цифровым инновациям и интеллектуальному производству является основным драйвером внедрения данных типов контроллеров. Электронная и автомобильная промышленность страны в значительной степени автоматизированы, а виртуальные ПЛК обеспечивают повышенную гибкость, позволяя этим секторам внедрять инновации и оптимизировать свои производственные процессы. Инвестиции Южной Кореи в технологию 5G и промышленный Интернет вещей еще больше способствуют росту внедрения виртуальных ПЛК, поскольку отрасли ищут более быстрые возможности обработки данных в реальном времени. Интеграция ИИ и периферийных вычислений в промышленную экосистему Южной Кореи также является ключевой тенденцией, при этом виртуальные ПЛК играют жизненно важную роль в обеспечении этих технологий.

Производители виртуальных и программных ПЛК

В отрасли Virtual PLC и Soft PLC заметными игроками являются ABB, Beckhoff Automation и Rockwell Automation. Цена является ключевым фактором в связи с тем, что отрасли ищут экономически эффективные альтернативы традиционным аппаратным ПЛК. Такие компании, как Siemens AG и Honeywell, фокусируются на гибкости и простоте использования, в то время как Mitsubishi Electric и Omron Corporation подчеркивают бесшовную интеграцию с существующими системами автоматизации.

Дистрибьюторские сети и глобальное присутствие, особенно для таких компаний, как Emerson Electric и Delta Electronics, также играют важную роль в лидерстве на рынке, обеспечивая локализованную поддержку клиентов и быстрое развертывание решений в различных секторах. Улучшенная кибербезопасность, техническая поддержка и послепродажное обслуживание являются дополнительными конкурентными факторами, способствующими успеху на этом рынке.

Основными игроками в отрасли виртуальных и программных ПЛК являются:

• ABB

• Advantech

• Beckhoff Automation

• Bosch Rexroth

• Delta Electronics

• Emerson Electric

• Hitachi Industrial Equipment Systems

• Honeywell International

• Koyo Electronics Industries

• Lenze

• Mitsubishi Electric

• Omron Corporation

• Phoenix Contact

• Pilz GmbH & Co

• Red Lion Controls

• Rockwell Automation

Новости отрасли виртуальных ПЛК и программных ПЛК

• В июле 2023 года Schneider Electric объявила о партнерстве с ведущими поставщиками программного обеспечения для улучшения интеграции программных ПЛК в их платформу EcoStruxure. Это сотрудничество направлено на предоставление клиентам более гибких и масштабируемых решений по автоматизации.

• В сентябре 2023 года компания ABB представила новые решения виртуализированного управления, которые используют технологию soft PLC для улучшения процессов промышленной автоматизации. Эти решения направлены на улучшение реагирования системы и снижение эксплуатационных расходов.

• В мае 2024 года Siemens представила новое решение виртуального ПЛК, разработанное для улучшения процессов автоматизации в производственных средах для развертывания на стандартном оборудовании, обеспечивая интеграцию с устройствами IoT.

Данные агентства Global Insight Services (GIS)

Ожидается, что рынок виртуальных и программных ПЛК вырастет с $1,5 млрд в 2023 году до $3,9 млрд к 2033 году, что соответствует среднегодовому темпу роста в 10%.

Рынок виртуальных ПЛК и программных ПЛК охватывает цифровую трансформацию традиционных программируемых логических контроллеров (ПЛК) в виртуализированные системы и программные решения. Этот рынок фокусируется на улучшении промышленной автоматизации с помощью гибких, экономически эффективных и масштабируемых альтернатив ПЛК. Он включает программные платформы, которые эмулируют аппаратное обеспечение ПЛК, обеспечивая бесшовную интеграцию с существующей ИТ-инфраструктурой, тем самым оптимизируя промышленные процессы, сокращая время простоя и поддерживая переход к парадигмам Индустрии 4.0 и интеллектуального производства.

Рынок виртуальных ПЛК и программных ПЛК демонстрирует устойчивый рост, обусловленный достижениями в области автоматизации и промышленной цифровизации. На этом рынке автомобильный сектор выделяется как сегмент с наивысшими показателями, обусловленный переходом отрасли к интеллектуальному производству и подключенным системам. Вторым по показателям подсегментом является нефтегазовая промышленность, где потребность в эффективном управлении и мониторинге процессов имеет первостепенное значение.

Географически Северная Америка лидирует на рынке благодаря раннему внедрению передовых технологий и значительным инвестициям в промышленную автоматизацию. Европа следует за ней, извлекая выгоду из сильной производственной базы и поддерживающей нормативно-правовой базы. Германия в Европе является ключевым игроком, используя свое инженерное мастерство и инновации в технологиях автоматизации. В Азиатско-Тихоокеанском регионе Китай становится значительным участником, подпитываемым быстрой индустриализацией и правительственными инициативами, продвигающими интеллектуальное производство. Эти тенденции подчеркивают динамичный характер рынка и выгодные возможности для заинтересованных сторон в различных секторах.

Сегментация рынка

В 2023 году рынок виртуальных ПЛК и программных ПЛК продемонстрировал устойчивый рост, объем рынка оценивается в 320 миллионов единиц. Сегмент виртуальных ПЛК занимает долю рынка в 55%, что обусловлено его адаптивностью и интеграцией с технологиями Индустрии 4.0. Программные ПЛК занимают долю в 45%, что подкрепляется их экономической эффективностью и простотой развертывания. Эта траектория роста подкреплена растущим внедрением автоматизации в различных секторах, включая производство и энергетику. Ключевые игроки, такие как Siemens AG и Rockwell Automation, играют ключевую роль, используя свои технологические достижения для захвата значительных долей рынка.

Конкурентная среда формируется стратегическими альянсами и инновационными предложениями продуктов. Нормативные рамки, особенно в Европе и Северной Америке, подчеркивают безопасность и совместимость, влияя на динамику рынка. Будущие перспективы многообещающие, с прогнозируемым среднегодовым темпом роста в 11% в период с 2023 по 2033 год. Ожидается, что инвестиции в НИОКР и интеграция ИИ и Интернета вещей будут способствовать дальнейшему прогрессу. Однако такие проблемы, как угрозы кибербезопасности и потребность в квалифицированном персонале, могут помешать росту. Рынок готов к расширению с возможностями в развивающихся экономиках и секторах, таких как интеллектуальная инфраструктура.

Географический обзор

Рынок виртуальных программных ПЛК демонстрирует значительный рост в различных регионах, каждый из которых вносит свой уникальный вклад в ландшафт. Северная Америка находится на переднем крае, движимая технологическими достижениями и интеграцией IoT в промышленные процессы. Соединенные Штаты с их прочной промышленной базой и акцентом на автоматизацию лидируют на этом региональном рынке.

Европа следует за ними, а такие страны, как Германия и Великобритания, возглавляют инновации в промышленной автоматизации. Акцент региона на Индустрии 4.0 и интеллектуальных производственных решениях стимулирует спрос на виртуальные и программные ПЛК. Этот акцент повышает операционную эффективность и снижает производственные издержки.

Азиатско-Тихоокеанский регион становится прибыльным рынком, во главе которого стоят Китай и Индия. Быстрая индустриализация и растущее внедрение технологий автоматизации стимулируют рост в этом регионе. Стремление к цифровой трансформации в производственных секторах еще больше ускоряет расширение рынка.

Латинская Америка, Ближний Восток и Африка также демонстрируют потенциал, хотя и более медленными темпами. Эти регионы постепенно внедряют автоматизацию для повышения производительности и конкурентоспособности. Ожидается, что инвестиции в инфраструктуру и промышленные секторы будут стимулировать будущий рост на этих рынках.

Последние события

Рынок виртуальных ПЛК и программных ПЛК переживает фазу трансформации под влиянием технологических достижений и меняющихся промышленных потребностей. Ценовые предложения значительно различаются – варьируются от 100 до 1000 долларов США в зависимости от функций и возможностей интеграции. Спрос обусловлен потребностью в гибких и масштабируемых решениях по автоматизации, особенно в таких секторах, как производство и энергетика.

Северная Америка и Европа находятся на переднем крае, внедряя эти технологии для повышения операционной эффективности и снижения затрат. Компании отдают приоритет простоте интеграции с существующими системами и надежным средствами отражения кибератак, которые становятся все более важными по мере цифровизации отраслей. Нормативные рамки, такие как те, которые обеспечивают стандарты кибербезопасности и взаимодействия, влияют на динамику рынка, устанавливая барьеры для входа и влияя на затраты на разработку.

Рыночный ландшафт формируют несколько тенденций. Переход к Индустрии 4.0 является значительным драйвером, поскольку отрасли стремятся использовать Интернет вещей и ИИ для интеллектуальных производственных процессов. Такие компании, как Siemens и Rockwell Automation, являются пионерами инноваций, предлагая комплексные решения, которые легко интегрируются с существующими промышленными системами. Более того, все больше внимания уделяется устойчивости, и решения, разработанные для оптимизации потребления энергии и сокращения выбросов углерода, набирают обороты.

Такие проблемы, как сбои в цепочке поставок и геополитическая напряженность, особенно в области доступности полупроводников, влияют на стратегии производства и ценообразования. Ожидается, что спрос на высокопроизводительные вычислительные возможности будет расти, особенно в секторах, переживающих цифровую трансформацию. Сотрудничество между технологическими гигантами и лидерами промышленности, например, партнерство Schneider Electric с Microsoft, способствует разработке передовых облачных решений PLC, продвигая рынок к более связанному и эффективному будущему.

Движущие силы рынка и тенденции

Рынок vPLC и Soft PLC переживает устойчивый рост, обусловленный увеличивающимся спросом на автоматизацию в различных отраслях. Ключевой тенденцией является интеграция технологий IoT и Индустрии 4.0, которая повышает эффективность работы и обработку данных в реальном режиме времени. Эта интеграция стимулирует внедрение виртуальных и программных ПЛК, которые обеспечивают гибкость и масштабируемость по сравнению с традиционными аппаратными решениями.

Еще одной важной тенденцией является растущее внимание к сокращению эксплуатационных расходов и времени простоя. Виртуальные ПЛК обеспечивают удаленный мониторинг и управление, что сводит к минимуму необходимость в обслуживании на полевом уровне и сокращает количество сбоев системы. Кроме того, заказчики предают большое значение энергоэффективности и устойчивой работе, что побуждает отрасли внедрять более адаптируемые и менее ресурсоемкие решения, такие как программные ПЛК.

Рынок также обусловлен достижениями в области облачных вычислений и технологий периферийных вычислений. Эти достижения облегчают бесшовную интеграцию с существующими системами и улучшают возможности анализа данных. Кроме того, растущая сложность промышленных процессов требует усовершенствованных систем управления, что повышает спрос на виртуальные и программные ПЛК. На развивающихся рынках, где промышленная автоматизация все еще находится на начальной стадии развития, открываются многочисленные возможности, что создает благоприятную почву для расширения.

Ограничения и проблемы рынка

Рынок виртуальных ПЛК и программных ПЛК сталкивается с несколькими существенными ограничениями и проблемами:

• Основной проблемой является сложность интеграции виртуальных ПЛК с существующими устаревшими системами. Многие отрасли полагаются на традиционные ПЛК, что делает переход к виртуальным решениям громоздким и дорогостоящим.

• Проблемы кибербезопасности также представляют собой значительное препятствие. Поскольку виртуальные ПЛК все больше подключаются к сетям, они становятся уязвимыми для сетевых угроз, что требует надежных мер безопасности.

• Рынок также сталкивается с нехваткой квалифицированных специалистов. Экспертиза как в области ИТ, так и в промышленной автоматизации имеет важное значение, однако существует нехватка специалистов с такими междисциплинарными навыками.

• Более того, первоначальные инвестиции для внедрения систем виртуальных ПЛК могут быть непомерно высокими. Этот финансовый барьер ограничивает внедрение, особенно среди малых и средних предприятий.

• Наконец, отсутствует стандартизированные протоколы для разных платформ и поставщиков, что усложняет взаимодействие и препятствует бесшовной интеграции решений виртуальных ПЛК в различных промышленных средах.

Ключевые игроки:

• Beckhoff Automation

• Wago Kontakttechnik

• B& R Industrial Automation

• Advantech

• Mitsubishi Electric

• Omron

• Schneider Electric

• Siemens

• Rockwell Automation

• ABB

• Yokogawa Electric

• Emerson Electric

• Honeywell

• Hitachi

• GE Automation

• Bosch Rexroth

• Fuji Electric

• Delta Electronics

• Panasonic Electric Works

• Festo

Относительно новые игроки:

• Soft Tech Automation

• Virtual Dynamics

• Code Flow Systems

• Innovative Logic

• Flex Control Solutions

• Next Gen Automation

• PLC Visionaries

• Soft Circuit Innovations

• Digital Control Group

• Automation Edge

• Smart Logic Systems

• Virtual Control Technologies

• Soft Wave Automation

• Intelli PLC Solutions

• Virtual Logic Labs

• Control Soft Innovations

• Advanced PLC Systems

• Soft Tech Dynamics

• Virtual Automation Hub

• Smart Control Solutions

В заключение, в качестве пояснения рыночного тренда приводим диаграмму агентства IoT Analytics, на которой сравниваются тенденции на рынке пленочных и цифровых камер на рубеже 2000 годов с тенденциями на рынке hard ПЛК и soft ПЛК в нынешнее время. График позволяет сделать вывод: в промышленных средах аппаратное обеспечение всё чаще заменяется программным.

Материал подготовлен Московским заводом тепловой автоматики (МЗТА)