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工业自动化行业现状及未来发展趋势展望

发布时间:2017-08-01

  我国工业控制自动化的发展道路,大多是在引进成套设备的同时进行消化吸收,然后进行二次开发和应用。目前我国工业控制自动化技术、产业和应用都有了很大的发展,我国工业计算机系统行业已经形成。工业控制自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。
  工业控制自动化技术是一种运用控制理论、仪器仪表、计算机和其它信息技术,对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策,达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等目的的综合性技术,主要包括工业自动化软件、硬件和系统三大部分。工业控制自动化技术作为20世纪现代制造领域中最重要的技术之一,主要解决生产效率与一致性问题。虽然自动化系统本身并不直接创造效益,但它对企业生产过程有明显的提升作用。
  近年来,工业PC在我国得到了异常迅速的发展。从世界范围来看,工业PC主要包含两种类型:IPC工控机和CompactPCI工控机以及它们的变形机,如AT96总线工控机等。由于基础自动化和过程自动化对工业PC的运行稳定性、热插拔和冗余配置要求很高,现有的IPC已经不能完全满足要求,将逐渐退出该领域,取而代之的将是CompactPCI-based工控机,而IPC将占据管理自动化层。国家于2001年设立了“以工业控制计算机为基础的开放式控制系统产业化”工业自动化重大专项,目标就是发展具有自主知识产权的PC-based控制系统,在3(5年内,占领30%(50%的国内市场,并实现产业化。
  几年前,当“软PLC”出现时,业界曾认为工业PC将会取代PLC。然而,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的原因。一个成功的PC-based控制系统要具备两点:一是所有工作要由一个平台上的软件完成;二是向客户提供所需要的所有东西。可以预见,工业PC与PLC的竞争将主要在高端应用上,其数据复杂且设备集成度高。工业PC不可能与低价的微型PLC竞争,这也是PLC市场增长最快的一部分。从发展趋势看,控制系统的将来很可能存在于工业PC和PLC之间,这些融合的迹象已经出现。
  仪器仪表技术在向数字化、智能化、网络化、微型化方向发展经过五十年的发展,我国仪器仪表工业已有相当基础,初步形成了门类比较齐全的生产、科研、营销体系。现有各类仪器仪表企业6000余家,年销售额约1000亿元,成为亚洲除日本之外第二大仪器仪表生产国。据海关统计,除去随成套工程项目配套引进的仪器仪表不计,去年进口各类仪器仪表近60亿美元,约占我国仪器仪表工业总产值的50%。但目前我国仪器仪表行业产品大多属于中低档水平,随着国际上数字化、智能化、网络化、微型化的产品逐渐成为主流,差距还将进一步加大。目前,我国高档、大型仪器设备大多依赖进口。中档产品以及许多关键零部件,国外产品占有我国市场60%以上的份额,而国产分析仪器占全球市场不到千分之二的份额。
  今后仪器仪表技术的主要发展趋势:仪器仪表向智能化方向发展,产生智能仪器仪表;测控设备的PC化,虚拟仪器技术将迅速发展;仪器仪表网络化,产生网络仪器与远程测控系统。
  我国数控系统的开发与生产,通过“七五”引进、消化、吸收,“八五”攻关和“九五”产业化,取得了很大的进展,基本上掌握了关键技术,建立了数控开发、生产基地,培养了一批数控人才,初步形成了自己的数控产业,也带动了机电控制与传动控制技术的发展。同时,具有中国特色的经济型数控系统经过这些年来的发展,产品的性能和可靠性有了较大的提高,逐渐被用户认可。
  国外数控系统技术发展的总体发展趋势是:新一代数控系统向PC化和开放式体系结构方向发展;驱动装置向交流、数字化方向发展;增强通信功能,向网络化发展;数控系统在控制性能上向智能化发展。
  智能化、开放性、网络化、信息化成为未来数控系统和数控机床发展的主要趋势:向高速、高效、高精度、高可靠性方向发展;向模块化、智能化、柔性化、网络化和集成化方向发展;向PC-based化和开放性方向发展;出现新一代数控加工工艺与装备,机械加工向虚拟制造的方向发展;信息技术(IT)与机床的结合,机电一体化先进机床将得到发展;纳米技术将形成新发展潮流,并将有新的突破;节能环保机床将加速发展,占领广大市场。
  随着微电子技术的不断发展,无线局域网技术将在工业控制网络中发挥越来越大的作用。
  无线局域网(WirelessLAN)技术可以非常便捷地以无线方式连接网络设备,人们可随时、随地、随意地访问网络资源,是现代数据通信系统发展的重要方向。无线局域网可以在不采用网络电缆线的情况下,提供以太网互联功能。在推动网络技术发展的同时,无线局域网也在改变着人们的生活方式。无线网通信协议通常采用IEEE802.3和802.11。802.3用于点对点方式,802.11用于一点对多点方式。无线局域网可以在普通局域网基础上通过无线Hub、无线接入站(AP)、无线网桥、无线Modem及无线网卡等来实现,以无线网卡使用最为普遍。无线局域网的未来的研究方向主要集中在安全性、移动漫游、网络管理以及与3G等其它移动通信系统之间的关系等问题上。
  在工业自动化领域,有成千上万的感应器,检测器,计算机,PLC,读卡器等设备,需要互相连接形成一个控制网络,通常这些设备提供的通信接口是RS-232或RS-485。无线局域网设备使用隔离型信号转换器,将工业设备的RS-232串口信号与无线局域网及以太网络信号相互转换,符合无线局域网IEEE802.11b和以太网络IEEE802.3标准,支持标准的TCP/IP网络通信协议,有效的扩展了工业设备的联网通信能力。
  计算机网络技术、无线技术以及智能传感器技术的结合,产生了“基于无线技术的网络化智能传感器”的全新概念。这种基于无线技术的网络化智能传感器使得工业现场的数据能够通过无线链路直接在网络上传输、发布和共享。无线局域网技术能够在工厂环境下,为各种智能现场设备、移动机器人以及各种自动化设备之间的通信提供高带宽的无线数据链路和灵活的网络拓扑结构,在一些特殊环境下有效地弥补了有线网络的不足,进一步完善了工业控制网络的通信性能。
  由于大力发展工业自动化是加快传统产业改造提升、提高企业整体素质、提高国家整体国力、调整工业结构、迅速搞活大中型企业的有效途径和手段,国家将继续通过实施一系列工业过程自动化高技术产业化专项,用信息化带动工业化,推动工业自动化技术的进一步发展,加强技术创新,实现产业化,解决国民经济发展面临的深层问题,进一步提高国民经济整体素质和综合国力,实现跨越式发展。

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