
PLC(可程式邏輯控制器)是產線上的控制器:它讀取按鈕、感測器、極限開關的訊號,照寫好的程式決定馬達什麼時候轉、氣缸什麼時候推、輸送帶什麼時候停。它負責讓機台動,記錄這件事它不太在行。所以很多工廠主管會遇到同一個卡關:機台明明每一模、每一件都算得清清楚楚,月底要看稼動率和產量,還是得靠班長手寫。
我們最近接到幾通製造業的詢問,開頭都很像:「機台裡有 PLC,資料應該拿得出來吧?」拿得出來,但要先分清楚兩件事:PLC 裡面那段控制程式,通常由設備商或自動化工程師負責;把資料收進系統、做成看板和報表,才是系統端的工作。這篇先用白話講 PLC 是什麼、怎麼運作,再比較把 PLC 資料收進 MES 的三條路,以及每條路要花什麼錢、擔什麼風險。
如果你現在只想知道「我們廠適合哪一條」,可以直接跳到三條路的比較表;想先跟人聊現場狀況,也可以直接加我們的 LINE,把機台照片和你想看的報表丟過來。
PLC 是什麼?產線的控制器,負責「動」不負責「記」
一句話:PLC 是專門給工廠用的小電腦,耐震、耐熱、耐電磁干擾,每秒反覆執行同一段控制程式幾十到上百次。它的工作是讓機台照順序、照條件動作,安全連鎖也在它身上。工廠裡跟 PLC 常被混在一起講的還有 HMI、SCADA、MES,先用一張表分清楚誰負責什麼:
名稱 | 白話說法 | 負責什麼 | 通常誰做 |
|---|---|---|---|
感測器/開關 | 機台的眼睛和手指 | 偵測有沒有料、門有沒有關、溫度多少 | 設備商 |
PLC | 機台的控制大腦 | 依程式控制馬達、氣缸、閥,處理安全連鎖 | 設備商或自動化工程師 |
HMI(人機介面) | 機台旁邊的觸控螢幕 | 給操作員設定參數、看狀態、按啟停 | 設備商 |
SCADA | 中控室的監控畫面 | 集中監看多台設備的即時狀態與警報 | 系統整合商 |
MES(製造執行系統) | 產線的帳本 | 工單、報工、稼動率、良率、追溯 | MES 廠商或客製系統團隊 |
ERP | 公司的帳本 | 訂單、採購、庫存、會計 | ERP 廠商 |
看表就知道問題在哪:PLC 的記憶體主要放「現在」的狀態,例如目前計數 1,284、目前運轉中。它很少保留「每一件是幾點幾分做的、哪張工單、誰操作」這種歷史紀錄,有些計數器換班或斷電還會歸零。要回答老闆在問的稼動率、良率、交期,資料得先離開 PLC,進到有時間、有工單、有人員的系統裡。MES 該管哪些事、跟 ERP 怎麼分工,可以先看 MES 系統完整指南。
PLC 怎麼運作:輸入、程式、輸出,一張 I/O 表看懂
PLC 的運作是一個不停重複的循環,業界叫掃描週期:先讀所有輸入點的狀態,再從頭跑一遍控制程式,最後把結果寫到輸出點,然後再來一次。每一個接線端子都有編號,設備商交機時通常會附一份 I/O 表,這份表就是你之後要收資料時最重要的地圖。
點位(三菱寫法示意) | 類型 | 接的是什麼 | 對收資料的意義 |
|---|---|---|---|
X0 | 數位輸入 | 啟動按鈕 | 可推算開機時間 |
X3 | 數位輸入 | 出料光電感測器 | 每觸發一次就是一件,可算產量 |
X7 | 數位輸入 | 安全門開關 | 門開停機,可算異常停機次數 |
Y0 | 數位輸出 | 主馬達接觸器 | 馬達有沒有在轉,可算運轉時間 |
Y5 | 數位輸出 | 紅色警示燈 | 異常狀態,可接到看板或通知 |
D100 | 資料暫存器 | 累計生產數 | 直接讀就是計數,但要注意會不會歸零 |
D200 | 資料暫存器 | 模溫設定值 | 製程參數,可做履歷與追溯 |
各家寫法不同:三菱用 X/Y/D,西門子用 I/Q/DB,台灣常見的台達、永宏也有自己的命名。程式語言則大多遵循 IEC 61131-3 國際標準,工廠現場最常見的是梯形圖(Ladder),長得像電路圖,電機背景的人比較容易看懂。
台灣工廠常見的 PLC 品牌與現況
PLC 是很成熟的產品。Global Market Insights 估計全球 PLC 市場在 2025 年約 117 億美元,之後每年成長約一成,主因是工廠想把設備資料拿出來用。台灣的產線上,日系三菱、歐姆龍、基恩斯,德系西門子,以及本土的台達、永宏都很常見。同一間廠裡有三、四個品牌混用很正常,因為每台機台是不同年份、不同設備商交的。這一點會直接影響你收資料的難度和費用,後面會講到。
PLC 資料收進系統的三條路
要把 PLC 的計數、狀態、異常收進 MES 或報表系統,常見做法有三條。第一條請設備商開通訊,直接讀 PLC;第二條加裝感測器旁路收集,不碰 PLC;第三條讓人用掃碼或平板報工。三條可以混用,多數中小工廠最後也是混用。
第一條:請設備商開通訊,直接讀 PLC
這是資料最完整的做法。設備商或自動化工程師在 PLC 上開啟通訊功能,透過 OPC UA、Modbus TCP 或各品牌自己的協定,把指定的暫存器開放出來,系統端再定時讀取或訂閱。新一點的機台常常內建 OPC UA;老機台可能只有 RS-485 序列埠,要加一台協定轉換閘道器。
風險也最集中在這條:有人要動 PLC 的設定,甚至改程式,萬一改錯會影響生產,所以多數工廠會要求原設備商來做。原設備商倒了、找不到人,或是對方報價很高,這條路就會卡住。
第二條:加裝感測器旁路收集,不碰 PLC
不動 PLC,在機台外面另外裝感測器:電流感測器夾在馬達電源線上判斷有沒有在運轉,光電感測器裝在出料口數件數,或是從警示燈的訊號拉一條線出來。訊號接到 ESP32 這類 Wi-Fi 模組,再用 MQTT 送進系統。這條路的好處是品牌不拘、老機台也行、不會影響生產,缺點是只拿得到「有沒有在動、做了幾件」這種外部看得到的資料,製程參數拿不到。
第三條:人工或掃碼報工
讓操作員在開工、完工、異常時用掃碼槍或平板按一下,資料直接進系統。看似最陽春,但它有一個前兩條都沒有的優點:知道是哪張工單、哪個人、為什麼停機。機台只知道自己停了,停機原因要靠人說。報工方式怎麼選,可以看報工系統怎麼選。
比較項目 | 設備商開通訊(直讀 PLC) | 感測器旁路收集 | 人工或掃碼報工 |
|---|---|---|---|
拿得到的資料 | 計數、狀態、警報、製程參數,最完整 | 運轉/停機、件數、警示燈 | 工單、人員、停機原因、良品數 |
要不要動 PLC | 要,通常需原設備商 | 不用 | 不用 |
老機台適用 | 看有沒有通訊埠,可能要加閘道器 | 適用 | 適用 |
每台大概成本 | 依設備商報價,落差最大 | 感測器加模組,相對低 | 掃碼槍或平板,最低 |
主要風險 | 改錯影響生產、被設備商綁住 | 訊號判讀要調校、數字可能有誤差 | 看人有沒有確實報、會延遲 |
適合 | 新機台、要做製程履歷 | 多品牌老機台、先看稼動率 | 人工站多、要知道停機原因 |
多數 30 到 100 人的工廠,我們會建議先用第二條加第三條起步:機台的運轉和件數靠感測器自動收,停機原因和工單靠掃碼補上,等系統跑順、確定哪幾台機台值得深挖,再請設備商開通訊。這樣的組合我們實際做過:感測器透過 ESP32 與 MQTT 送資料、掃碼槍報工,都串進過系統;工廠端的整體做法可以參考我們做的生產力管理系統,它幫傳統製造業把生產狀況、異常和產能效益放到同一個畫面。直讀 PLC 這段我們沒有自己做,通常由設備商處理,我們負責系統端:收資料、看板、報表與追溯。如果你想先知道自己廠裡的資料怎麼收比較划算,我們可以先幫你看產線資料怎麼收,直接聊聊現況就好。
請設備商開通訊時,系統端要先準備什麼
找設備商之前,先列出你要的資料清單(業界叫 tag 清單或點位表),再把分工寫清楚。清單寫不出來,設備商只能報一個模糊的價格,系統端也不知道要收什麼。
欄位 | 範例 | 為什麼要寫 |
|---|---|---|
機台編號 | CNC-03 | 對到設備清單與工單 |
資料名稱 | 累計生產數 | 讓雙方對同一個數字有共識 |
PLC 位址 | D100 | 設備商要開放的位置 |
資料型別 | 32 位元整數 | 型別錯了讀出來會是亂碼 |
單位與倍率 | 件,倍率 1 | 溫度常存成 x10,不寫會差十倍 |
更新頻率 | 每 5 秒 | 太頻繁會吃 PLC 資源,太慢看板不即時 |
會不會歸零 | 換班時歸零 | 系統端要用差值計算,避免重複或漏算 |
工作項目 | 設備商或自動化工程師 | 系統端(我們這一側) |
|---|---|---|
PLC 程式與通訊設定 | 負責 | 提供需要的點位清單 |
閘道器、協定轉換 | 依案子分工,要寫進報價 | 負責接收端設定與斷線重連 |
網路佈線、交換器 | 通常由水電或網路廠商負責 | 提出網段與頻寬需求 |
資料存放與計算 | 不負責 | 負責,含時間戳記、工單對應、差值計算 |
看板、報表、通知 | 不負責 | 負責 |
停機測試與驗收 | 共同參與 | 共同參與,對數字 |
最常吵架的地方在中間:閘道器誰買、誰設定,網路線誰拉。這一段在報價單裡沒有寫清楚,上線前一週就會變成三方互推。資料進來後要跟 ERP 的工單、BOM 對起來,規則可以看 MES ERP 怎麼串接。
不碰 PLC 也能先拿到稼動率:感測器旁路收集怎麼做
老機台、多品牌、設備商找不到,最實際的起點是旁路收集。我們做過的組合是:感測器接到 ESP32,透過工廠 Wi-Fi 用 MQTT 送到伺服器,系統端負責判斷狀態、計算時間、處理斷線。ESP32 怎麼做到斷線不掉資料,細節寫在 ESP32 MQTT 實作。
想知道的事 | 裝什麼 | 判斷方式 | 要注意 |
|---|---|---|---|
機台有沒有在運轉 | 比流器(電流感測器) | 電流超過門檻就算運轉 | 待機電流要先量,門檻才訂得準 |
做了幾件 | 光電或近接感測器 | 出料口每觸發一次算一件 | 料件重疊或彈跳會多算,要做去抖動 |
有沒有異常 | 接警示燈訊號 | 紅燈亮就記一次異常 | 原因要靠人補,接 Andon 或報工 |
環境條件 | 溫溼度感測器 | 定時回報數值 | 超標要通知,數據要留存 |
這樣收到的資料,已經足夠算出稼動率的時間稼動那一段,也能做成生產看板。異常燈號要變成可以追的紀錄,可以搭配 Andon 系統。至於溫度這類製程條件,溫度監控系統有完整做法。整體的工業物聯網怎麼起步,可以看工業物聯網是什麼。
我們的看法比較直接:很多工廠一開始就想「全部機台直讀 PLC」,結果卡在設備商報價和停機排程,半年過去一筆資料都沒進來。先用旁路收集讓看板亮起來,大家看到數字開始對話,再決定哪幾台值得花錢深挖,這個順序通常比較走得完。
PLC 資料收進來之後,能做哪些報表
資料收進來只是一半,要變成主管每天會打開的畫面才算數。同一筆 PLC 計數,可以長出好幾種用途:
收進來的資料 | 可以做成 | 延伸閱讀 |
|---|---|---|
運轉/停機時間 | 稼動率、OEE、停機排行 | OEE 是什麼 |
件數與良品數 | 生產日報表、達成率 | 生產日報表怎麼做 |
警示與異常 | 即時通知、異常處理紀錄 | Andon 系統 |
製程參數(溫度、壓力) | 每批的生產履歷,客訴時可追溯 | 生產履歷系統 |
累計運轉時數 | 依時數排設備保養 | 設備管理系統 |
用電 | 單件耗電、尖峰用電 | 能源管理系統 |
每一項都有對應的做法可以參考:OEE 是什麼、生產日報表怎麼做、生產履歷系統怎麼做、設備管理系統、能源管理系統怎麼選。建議一次挑一到兩個最痛的開始做,例如先做稼動率和日報表,主管每天早上會看,系統就活得下去。
PLC 連上網路之後,資安要先顧好
PLC 不要直接接到網際網路,系統端用唯讀方式取資料,產線網路和辦公室網路要分開。這不是理論上的風險。美國 CISA 在 2023 年 11 月發布警示,駭客入侵一座水處理設施的 PLC,原因是設備直接暴露在網路上,而且沿用出廠預設密碼「1111」,該設施只好改回人工操作。
- PLC 與 HMI 的預設密碼一律改掉,交機驗收時就列為檢查項目
- 系統端只讀不寫,需要從系統下指令給機台的情況要另外評估
- 產線設備放在獨立網段,中間用防火牆隔開,只開必要的連線
- 遠端維護走 VPN,不要為了方便把 PLC 開到外網
- PLC 程式與設定定期備份,出事時才回得去
網段怎麼切、帳密怎麼管,完整整理在 OT 資安是什麼。
PLC 資料收集費用怎麼估
費用拆成五塊估:設備商端、硬體、佈線與網路、系統端、後續維護。我們估價時會這樣拆,各塊的落差很大,所以不建議只問「一台機台多少錢」。
費用項目 | 包含什麼 | 怎麼估 |
|---|---|---|
設備商端 | PLC 通訊設定、程式修改、停機調機 | 向原設備商詢價,品牌與年份影響最大 |
硬體 | 閘道器、感測器、ESP32 模組、掃碼槍 | 依機台數與收集方式,旁路收集每台相對低 |
佈線與網路 | 網路線、交換器、無線基地台 | 市場行情每點約 1,000 到 2,500 元,現場環境影響大 |
系統端 | 資料接收、看板、報表、通知、追溯 | 看要做幾種報表、要不要跟 ERP 串 |
維護 | 感測器更換、系統調整、資料備份 | 每年編一筆預算,不要只算建置 |
政府也有在推設備聯網。經濟部推動的智慧機上盒計畫,從 107 年起到 2023 年初累計完成 10,466 台設備聯網,參與廠商 399 家,代表「把老機台資料拿出來」在台灣已經有不少前例。整套 MES 的預算怎麼拆,可以看 MES 系統價格怎麼算。
如果你看完還是不確定自己廠該走哪一條,我們可以先幫你看產線資料怎麼收。把機台品牌、年份和你最想看的一張報表告訴我們,我們很樂意聽你聊聊現況,這個階段先一起把路看清楚,真的要動手再談範圍跟費用。習慣用 LINE 的話,也可以直接加 LINE 傳照片。
ℹ️我們怎麼看
我們預期接下來幾年,新機台內建 OPC UA 會越來越普遍,直讀 PLC 的門檻會降低,但台灣工廠裡十年以上的老機台還會留很久,旁路收集和掃碼報工不會消失。我們選擇專心做系統端:PLC 程式與通訊交給熟悉機台的設備商,我們負責把各種來源的資料收進同一套系統、做成看板和報表。給你一個判斷方法:先寫下你每天早上最想看到的那三個數字,再回頭問每個數字從哪裡來,答得出來的就從最便宜的那條路開始收。
ℹ️我們做過這件事
QPLC 是什麼?
PLC 是可程式邏輯控制器(Programmable Logic Controller),工廠用來控制機台的專用電腦。它讀取按鈕和感測器的訊號,依照程式控制馬達、氣缸、閥門等輸出,負責機台的動作順序與安全連鎖。
QPLC 和 HMI、SCADA 有什麼不同?
PLC 負責控制機台;HMI 是機台旁的觸控螢幕,給操作員設定與查看狀態;SCADA 是集中監控多台設備的畫面。三者都偏即時控制與監看,工單、稼動率、良率這類管理資料要靠 MES 這類系統整理。
QPLC 的 I/O 表是什麼?
I/O 表列出 PLC 每個輸入點(X 或 I)與輸出點(Y 或 Q)接的是什麼設備,例如 X3 是出料感測器、Y0 是主馬達。要從 PLC 收資料時,I/O 表和暫存器清單是決定讀哪些點位的依據,可以向原設備商索取。
QPLC 資料可以直接讀到 Excel 嗎?
技術上可以,透過 OPC UA 或 Modbus 的軟體把數值寫進 Excel,但只適合短期測試。長期使用會遇到資料量大、斷線漏資料、沒有工單與人員對應的問題,建議收進資料庫再做報表。
Q老機台沒有通訊埠,還能收資料嗎?
可以用旁路收集:在馬達電源加電流感測器判斷運轉,在出料口加光電感測器數件數,訊號透過 ESP32 這類 Wi-Fi 模組送進系統,不需要動到 PLC。製程參數拿不到,但稼動率和產量足夠起步。
QPLC 常見的通訊協定有哪些?
常見有 OPC UA、Modbus TCP、Modbus RTU(RS-485),以及各品牌自家的協定,例如三菱的 MC 協定、西門子的 S7。新機台多支援 OPC UA,老機台可能要加協定轉換閘道器。實際能用哪一種,要看 PLC 型號與設備商設定。
Q讀 PLC 資料會不會影響機台運作?
設定得當通常不會,但讀取頻率太高會吃掉 PLC 的通訊資源,改 PLC 程式則有影響生產的風險。建議由原設備商設定通訊、系統端只做唯讀,並在停機時段測試。
AUTHOR
恆遠數位編輯團隊






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