傳感器

我國工業(yè)控制自動化技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(下)

ainet.cn   2008年07月28日
六、 數(shù)控技術(shù)向智能化、開放性、網(wǎng)絡(luò)化、信息化發(fā)展
   從1952年美國麻省理工學院研制出第一臺試驗性數(shù)控系統(tǒng),到現(xiàn)已走過了51年歷程。近10年來,計算機技術(shù)飛速發(fā)展,各種不同層次開放式數(shù)控系統(tǒng)應運而生,發(fā)展很快。目前正朝著標準化開放體系結(jié)構(gòu)方向前進。就結(jié)構(gòu)形式而言,當今世界上數(shù)控系統(tǒng)大致可分為4種類型:
1. 傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng);
2. “PC嵌入NC”結(jié)構(gòu)開放式數(shù)控系統(tǒng);
3. “NC嵌入PC”結(jié)構(gòu)開放式數(shù)控系統(tǒng);
4. SOFT型開放式數(shù)控系統(tǒng)。
   我國數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)與生產(chǎn),“七五”引進、消化、吸收,“八五”攻關(guān)和“九五”產(chǎn)業(yè)化,取了很大進展,基本上掌握了關(guān)鍵技術(shù),建立了數(shù)控開發(fā)、生產(chǎn)基,培養(yǎng)了一批數(shù)控人才,初步形成了自己數(shù)控產(chǎn)業(yè),也帶動了機電控制與傳動控制技術(shù)發(fā)展。同時,具有中國特色經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)這些年來發(fā)展,產(chǎn)品性能和可靠性有了較大提高,逐漸被用戶認可。國外數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展總體發(fā)展趨勢是:
* 新一代數(shù)控系統(tǒng)向PC化和開放式體系結(jié)構(gòu)方向發(fā)展;
* 驅(qū)動裝置向交流、數(shù)字化方向發(fā)展;
* 增強通信功能,向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展;
* 數(shù)控系統(tǒng)控制性能上向智能化發(fā)展。
   進入21世紀,人類社會將逐步進入知識經(jīng)濟時代,知識將成為科技和生產(chǎn)發(fā)展資本與動力,而機床工業(yè),作為機器制造業(yè)、工業(yè)整個國民經(jīng)濟發(fā)展裝備部門,毫無疑問,其戰(zhàn)略性重要位、受重視程度,也將更加鮮明突出。
   近年來,我國數(shù)控機床一直保持兩位數(shù)增長。2001年,我國機床工業(yè)產(chǎn)值已進入世界第5名,機床消費額世界排名上升到第3位,達47.39億美元,僅次于美國53.67億美元。2002年產(chǎn)值達260億元,產(chǎn)量居世界第4。但與發(fā)達國家相比,我國機床數(shù)控化率還不高,目前生產(chǎn)產(chǎn)值數(shù)控化率還不到30%;消費值數(shù)控化率還不到50%,而發(fā)達國家大多70%左右。國產(chǎn)數(shù)控機床不能滿足市場需求,高檔次數(shù)控機床及配套部件只能靠進口,使我國機床進口額呈逐年上升態(tài)勢,2001年進口機床躍升至世界第2位,達24.06億美元,比上年增長27.3%。 
智能化、開放性、網(wǎng)絡(luò)化、信息化成為未來數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機床發(fā)展主要趨勢:
* 向高速、高效、高精度、高可靠性方向發(fā)展;
* 向模塊化、智能化、柔性化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化方向發(fā)展;
* 向PC-based化和開放性方向發(fā)展;
* 出現(xiàn)新一代數(shù)控加工工藝與裝備,機械加工向虛擬制造方向發(fā)展。
* 信息技術(shù)(IT)與機床結(jié)合,機電一體化先進機床將到發(fā)展。
* 納米技術(shù)將形成新發(fā)展潮流,并將有新突破。
* 節(jié)能環(huán)保機床將加速發(fā)展,占領(lǐng)廣大市場。
七、 工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)將向有線和無線相結(jié)合方向發(fā)展
   自從1977年第一個民用網(wǎng)系統(tǒng)ARCnet投入運行以來,有線局域網(wǎng)以其廣泛適用性和技術(shù)價格方面優(yōu)勢,獲了成功并到了迅速發(fā)展。,工業(yè)現(xiàn)場,一些工業(yè)環(huán)境禁止、限制使用電纜或很難使用電纜,有線局域網(wǎng)很難發(fā)揮作用,無線局域網(wǎng)技術(shù)到了發(fā)展和應用。微電子技術(shù)不斷發(fā)展,無線局域網(wǎng)技術(shù)將工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮越來越大作用。
   無線局域網(wǎng)(Wireless LAN)技術(shù)可以非常便捷以無線方式連接網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,人們可隨時、隨、隨意訪問網(wǎng)絡(luò)資源,是現(xiàn)代數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)發(fā)展重要方向。無線局域網(wǎng)可以不采用網(wǎng)絡(luò)電纜線情況下,提供以太網(wǎng)互聯(lián)功能。推動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展同時,無線局域網(wǎng)也改變著人們生活方式。無線網(wǎng)通信協(xié)議通常采用IEEE802.3和802.11。802.3用于點對點方式,802.11用于一點對多點方式。無線局域網(wǎng)可以普通局域網(wǎng)基礎(chǔ)上無線Hub、無線接入站(AP)、無線網(wǎng)橋、無線Modem及無線網(wǎng)卡等來實現(xiàn),以無線網(wǎng)卡使用最為普遍。無線局域網(wǎng)未來研究方向主要集中安全性、移動漫游、網(wǎng)絡(luò)管理以及與3G等其它移動通信系統(tǒng)之間關(guān)系等問題上。工業(yè)
,有成千上萬感應器,檢測器,計算機,PLC,讀卡器等設(shè)備,需要互相連接形成一個控制網(wǎng)絡(luò),通常這些設(shè)備提供通信接口是RS-232或RS-485。無線局域網(wǎng)設(shè)備使用隔離型信號轉(zhuǎn)換器,將工業(yè)設(shè)備RS-232串口信號與無線局域網(wǎng)及以太網(wǎng)絡(luò)信號相互轉(zhuǎn)換,符合無線局域網(wǎng)IEEE 802.11b和以太網(wǎng)絡(luò)IEEE 802.3標準,支持標準TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議,有效擴展了工業(yè)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)通信能力。
   計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無線技術(shù)以及智能傳感器技術(shù)結(jié)合,產(chǎn)生了“基于無線技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化智能傳感器”全新概念。這種基于無線技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化智能傳感器使工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)能夠無線鏈路直接網(wǎng)絡(luò)上傳輸、發(fā)布和共享。無線局域網(wǎng)技術(shù)能夠工廠環(huán)境下,為各種智能現(xiàn)場設(shè)備、移動機器人以及各種自動化設(shè)備之間通信提供高帶寬無線數(shù)據(jù)鏈路和靈活網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu),一些特殊環(huán)境下有效彌補了有線網(wǎng)絡(luò)不足,進一步完善了工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)通信性能。
八、 工業(yè)控制軟件正向先進控制方向發(fā)展
   自20世紀80年代初期誕生至今,工業(yè)控制軟件已有20年發(fā)展歷史。工業(yè)控制軟件作為一種應用軟件,是PC機興起而不斷發(fā)展。工業(yè)控制軟件主要包括人機界面軟件(HMI),基于PC控制軟件以及生產(chǎn)管理軟件等。目前,我國已開發(fā)出一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)實時監(jiān)控軟件平臺、先進控制軟件、過程優(yōu)化控制軟件等成套應用軟件,工程化、產(chǎn)品化有了一定突破,打破了國外同類應用軟件壟斷格局。化工、石化、造紙等行業(yè)數(shù)百個企業(yè)(裝置)中應用,促進了企業(yè)技術(shù)改造,提高了生產(chǎn)過程控制水平和產(chǎn)品質(zhì)量,為企業(yè)創(chuàng)造了明顯經(jīng)濟效益。2000年,“九五”國家科技攻關(guān)計劃項目“大型骨干石化生產(chǎn)系統(tǒng)控制及計算機應用技術(shù)”了驗收。作為工控軟件一個重要組成部分,國內(nèi)人機界面組態(tài)軟件研制方面近幾年取了較大進展,軟件和硬件相結(jié)合,為企業(yè)測、控、管一體化提供了比較完整解決方案。此基礎(chǔ)上,工業(yè)控制軟件將從人機界面和基本策略組態(tài)向先進控制方向發(fā)展。先進過程控制APC(Advanced Process Control)目前還沒有嚴格而統(tǒng)一定義。一般將基于數(shù)學模型而又必須用計算機來實現(xiàn)控制算法,統(tǒng)稱為先進過程控制策略。如:
* 自適應控制;
* 預測控制;
* 魯棒控制;
* 智能控制(專家系統(tǒng)、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))等。
    先進控制和優(yōu)化軟件可以創(chuàng)造巨大經(jīng)濟效益,這些軟件也身價倍增。國際上已經(jīng)有幾十家公司,推出了上百種先進控制和優(yōu)化軟件產(chǎn)品,世界范圍內(nèi)形成了一個強大流程工業(yè)應用軟件產(chǎn)業(yè)。,開發(fā)我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)先進控制和優(yōu)化軟件,打破外國產(chǎn)品壟斷,替代進口,具有十分重要意義。未來,工業(yè)控制軟件將繼續(xù)向標準化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和開放性發(fā)展方向。
結(jié)束語
   
是指工業(yè)生產(chǎn)、管理、經(jīng)營過程中,信息基礎(chǔ)設(shè)施,集成平臺上,實現(xiàn)信息采集、信息傳輸、信息處理以及信息綜合利用等。“十五”期間,國家用信息化帶動工業(yè)化工作重點有三個方面:一是以電子信息技術(shù)應用為重點,提高傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)過程自動化、控制智能化和管理信息化水平;二是以先進制造技術(shù)應用為重點,推進制造業(yè)領(lǐng)域優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn),振興裝備制造業(yè);三是改造提升重點產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)、共性技術(shù)及其相關(guān)配套技術(shù)水平、工藝和裝備水平。國家實施高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化主要目標有兩個:一是發(fā)展高技術(shù),形成新興產(chǎn)業(yè),培育新增長點;二是利用先進技術(shù)改造和優(yōu)化傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),提高經(jīng)濟增長質(zhì)量。大力發(fā)展工業(yè)自動化是加快傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造提升、提高企業(yè)整體素質(zhì)、提高國家整體國力、調(diào)整工業(yè)結(jié)構(gòu)、迅速搞活大中型企業(yè)有效途徑和手段,國家將繼續(xù)實施一系列工業(yè)過程自動化高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化專項,用信息化帶動工業(yè)化,推動工業(yè)自動化技術(shù)進一步發(fā)展,加強技術(shù)創(chuàng)新,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,解決國民經(jīng)濟發(fā)展面臨深層問題,進一步提高國民經(jīng)濟整體素質(zhì)和綜合國力,實現(xiàn)跨越式發(fā)展。

(轉(zhuǎn)載)

標簽:工業(yè)控制 自動化技術(shù) 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢 我要反饋 
泰科電子ECK、ECP系列高壓直流接觸器白皮書下載
ABB協(xié)作機器人,自動化從未如此簡單
優(yōu)傲機器人下載中心
2024全景工博會
專題報道