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Beijing Fonco Automation Control Technology Co., Ltd.

工業控制自動化技術的現狀與發展趨勢

自動化技術是一種運用控制理論、儀久久视频儀表、計算機和其它信息技術,對工業生産過程實現檢測、控制、優化、調度、管理和決策,達到增加産量、提高質量、降低消耗、確保安全等目綜合性技術,主要包括工業自動化軟件、硬件和系統三大部分。工業控制自動化技術作爲20世紀現代制造領域中最重要技術之一,主要解決生産效率與一致性問題。自動化系統本身並不直接創造效益,但它對企業生産過程有明顯提升作用。

我國工業控制自動化發展道路,大多是引進成套設備同時進行消化吸收,然後進行二次開發和應用。目前我國工業控制自動化技術、産業和應用都有了很大發展,我國工業計算機系統行業已經形成。目前,工業控制自動化技術正向智能化、網絡化和集成化方向發展。

一、以工業pc爲基礎低成本工業控制自動化將成爲主流

衆所周知,從20世紀60年代開始,西方國家就依靠技術進步(即新設備、新工藝以及計算機應用)開始對傳統工業進行改造,使工業到飛速發展。20世紀末世界上最大變化就是全球市場形成。全球市場導致競爭空前激烈,促使企業必須加快新産品投放市場時間(timetomarket)、改善質量(quality)、降低成本(cost)以及完善服務體系(service),這就是企業t.q.c.s.。計算機集成制造系統(cims)結合信息集成和系統集成,追求更完善t.q.c.s.,使企業實現“正確時間,將正確信息以正確方式傳給正確人,作出正確決策”,即“五個正確”。這種自動化需要投入大量資金,是一種高投資、高效益同時是高風險發展模式,很難爲大多數中小企業所采用。我國,中小型企業以及准大型企業走低成本工業控制自動化道路。工業控制自動化主要包含三個層次,從下往上依次是基礎自動化、過程自動化和管理自動化,其核心是基礎自動化和過程自動化。傳統自動化系統,基礎自動化部分基本被plc和dcs所壟斷,過程自動化和管理自動化部分主由各種進口過程計算機或小型機組成,其硬件、系統軟件和應用軟件價格之高令衆多企業望而卻步。20世紀90年代以來,pc-based工業計算機(簡稱工業pc)發展,以工業pc、i/o裝置、監控裝置、控制網絡組成pc-based自動化系統到了迅速普及,成爲實現低成本工業自動化重要途徑。我國重慶鋼鐵公司這樣大企業幾乎全部大型加熱爐,也拆原來dcs或單回路數字式調節久久视频,而改用工業pc來組成控制系統,並采用模糊控制算法,獲了良好效果。基于pc控制久久视频被證明可以像plc一樣可靠,被操作和維護人員接受,,一個接一個制造商至少部分生産中正采用pc控制方案。基于pc控制系統易于安裝和使用,有高級診斷功能,爲系統集成商提供了更靈活選擇,從長遠角度看,pc控制系統維護成本低。可編程控制久久视频(plc)受pc控制威脅最大,plc供應商對pc應用感到很不安。事實上,他們現也加入到了pc控制“浪潮”中。

近年來,工業pc我國到了異常迅速發展。從世界範圍來看,工業pc主要包含兩種類型:ipc和compactpci工控機以及它們變形機,如at96總線工控機等。基礎自動化和過程自動化對工業pc運行穩定性、熱插拔和冗余配置要求很高,現有ipc已經不能完全滿足要求,將逐漸退出該領域,取而代之將是compactpci-based工控機,而ipc將占據管理自動化層。國家于2001年設立了“以工業控制計算機爲基礎開放式控制系統産業化”工業自動化重大專項,目標就是發展具有自主知識産權pc-based控制系統,3(5年內,占領30%(50%國內市場,並實現産業化。

几年前,当“软plc”出现时,业界曾认为工业pc将会取代plc。,时至今日工业pc并没有代替plc,主要有两个原因:一个是系统集成原因;另一个是软件操作系统windowsnt原因。一个成功pc-based控制系统要具备两点:一是所有工作要由一个平台上软件完成;二是向客户提供所需要所有东西。可以预见,工业pc与plc竞争将主要高端应用上,其数据复杂且设备集成度高。工业pc不可能与低价微型plc竞争,这也是plc市场增长最快一部分。从发展趋势看,控制系统将来很可能存工业pc和plc之间,这些融合迹象已经出现。和plc一样,工业pc市场过去两年里保持平稳。与plc相比,工业pc软件很便宜。据frost&sullivan 公司估计,全世界每年7亿美元工业pc市场里,大约8500万美元为控制软件,一亿美元为操作系统。到2007年会翻一番,工业pc市场变非常可观。

二、plc向微型化、網絡化、pc化和開放性方向發展

長期以來,plc始終處于工業控制自動化領域主戰場,爲各種各樣自動化控制設備提供非常可靠控制方案,與dcs和工業pc形成了三足鼎立之勢。同時,plc也承受著來自其它技術産品沖擊,尤其是工業pc所帶來沖擊。目前,全世界plc生産廠家約200家,生産300多種産品。國內plc市場仍以國外産品爲主,如siemens、modicon、a-b、omron、三菱、ge産品。多年發展,國內plc生産廠家約有三十家,但都沒有形成頗具規模生産能力和名牌産品,可以說plc我國尚未形成制造産業化。plc應用方面,我國是很活躍,應用行業也很廣。專家估計,2000年plc國內市場銷量爲15(20萬套(其中進口占90%左右),約25(35億元人民幣,年增長率約爲12%。預計到2005年全國plc需求量將達到25萬套左右,約35(45億元人民幣。

plc市場也反映了全世界制造業狀況,2000後大幅度下滑。automationresearchcorp預測,盡管全球經濟下滑,plc市場將會複蘇,估計全球plc市場2000年爲76億美元,到2005年底將回到76億美元,並繼續略微增長。微型化、網絡化、pc化和開放性是plc未來發展主要方向。基于plc自動化早期,plc體積大價格昂貴。但最近幾年,微型plc(小于32i/o)已經出現,價格幾百歐元。軟plc(softplc)控制組態軟件進一步完善和發展,安裝有軟plc組態軟件和pc-based控制市場份額將逐步到增長。當前,過程控制領域最大發展趨勢之一就是ethernet技術擴展,plc例外。現越來越多plc供應商開始提供ethernet接口。可以相信,plc將繼續向開放式控制系統方向轉移,尤其是基于工業pc控制系統。

三、面向測控管一體化設計dcs系統

集散控制系統dcs(distributedcontrolsystem)問世于1975年,生産廠家主要集中美、日、德等國。我國從70年代中後期起,首先由大型進口設備成套中引入國外dcs,首批有化纖、乙烯、化肥等進口項目。當時,我國主要行業(如電力、石化、建材和冶金等)dcs基本全部進口。80年代初期引進、消化和吸收同時,開始了研制國産化dcs技術攻關。近10年,特別是“九五”以來,我國dcs系統研發和生産發展很快,崛起了一批優秀企業,如北京和利時公司、上海新華公司、浙大中控公司、浙江威盛公司、航天測控公司、電科院以及北京康拓集團等。

這批企業研制生産dcs系統,品種數量大幅度增加,産品技術水平已經達到或接近國際先進水平。2001年全國應用4426套dcs系統中,國産dcs系統爲1486套,占35%。短短幾年,國外dcs系統我國一統天下局面從此不再出現。這些專業化公司占據了一定市場份額,積累了發展資本和技術,同時使國外引進dcs系統價格也大幅度下降,爲我國自動化推廣事業做出了貢獻。與此同時,國産dcs系統出口也逐年增長。

国产dcs发展取了长足进步,但国外dcs产品国内市场中占有率还较高,其中主honeywell和横河公司产品。我国dcs市场年增长率约为20%,年市场额约为30(35亿元。近5年内dcs石化行业大型自控装置中没有可替代产品,其市场增长率不会下降。据统计,到2005年,我国石化行业有1000多套装置需要应用dcs控制;电力系统每年新装1000多万千瓦发电机组,需要dcs实现监控;不少企业已使用dcs近15(20年,需要更新和改造。,今后5年内dcs作为自动化仪表行业主要产品位不会动摇。中国仪久久视频仪表行业协会公布调查数据显示,2002年我国dcs市场状况如下: 小型化、多样化、pc化和开放性是未来dcs发展主要方向。目前小型dcs所占有市场,已逐步与plc、工业pc、fcs共享。今后小型dcs可能首先与这三种系统融合,“软dcs”技术将首先小型dcs中到发展。pc-based控制将更加广泛应用于中小规模过程控制,各dcs厂商也将纷纷推出基于工业pc小型dcs系统。开放性dcs系统将同时向上和向下双向延伸,使来自生产过程现场数据整个企业诓孔杂闪鞫迪中畔⒓际跤肟刂萍际跷薹炝樱虿饪毓芤惶寤较蚍⒄埂

來源:中國工控網

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