Сборка прототипа печатной платы промышленной автоматизации

Общие сведения об определениях        

      Промышленная автоматизация - это общий термин для обработки информации и управления процессами, такими как измерение и манипулирование в соответствии с ожидаемыми целями без необходимости прямого вмешательства человека в машины и оборудование или производственные процессы. Технология автоматизации заключается в изучении и исследовании методов и технологий для реализации процесса автоматизации. Это комплексная технология, включающая механику, микроэлектронику, компьютер, машинное зрение и другие технические области. Промышленная революция стала повивальной бабкой технологии автоматизации. Именно из-за потребностей промышленной революции технология автоматизации пробила яичную скорлупу и энергично развивалась. В то же время технологии автоматизации также способствовали прогрессу промышленности. В настоящее время технологии автоматизации широко используются в машиностроении, электроэнергетике, строительстве, транспорте, информационных технологиях и других сферах и стали основным средством повышения производительности труда.

        Промышленная автоматизация является одной из важных предпосылок для начала Индустрии 4.0 в Германии, в основном в области машиностроения и электротехники. 

«Встроенная система», широко используемая в настоящее время в немецкой и международной обрабатывающей промышленности, предназначена для встраивания механических или электрических компонентов в контролируемое устройство. Это специальная компьютерная система, предназначенная для конкретных приложений. Данные показывают, что эта «встроенная система» имеет ежегодную рыночную выгоду до 20 миллиардов евро, а к 2020 году эта цифра увеличится до 40 миллиардов евро.

Знакомство

Технология промышленной автоматизации - это своего рода использование теории управления, контрольно-измерительных приборов, компьютерных и других информационных технологий для реализации обнаружения, контроля, оптимизации, планирования, управления и принятия решений в процессе промышленного производства, чтобы увеличить производство, улучшить качество, снизить потребление и обеспечить безопасность. Комплексные высокотехнологичные технологии, включающие три части программного обеспечения, аппаратного обеспечения и системы промышленной автоматизации. Являясь одной из наиболее важных технологий в современной производственной сфере 20-го века, технология промышленной автоматизации в основном решает проблемы эффективности и согласованности производства. Независимо от того, является ли это высокоскоростным массовым производственным предприятием или предприятием, стремящимся к гибкости, гибкости и настройке, оно должно полагаться на применение технологий автоматизации. Сама по себе система автоматизации напрямую не создает преимуществ, но играет существенную роль в совершенствовании производственного процесса предприятий:

(1) Повышение безопасности производственного процесса;

(2) Повышение эффективности производства;

(3) Улучшить качество продукции;

(4) Снижение потребления сырья и энергии в производственном процессе.

Согласно статистике международной авторитетной консалтинговой организации, инвестиции в систему автоматизации и повышение производительности предприятия составляют от 1:4 до 1:6. Особенно на капиталоемких предприятиях на систему автоматизации приходится менее 10% от общего объема инвестиций в оборудование, играя роль «четырех-двух тысяч долларов». Традиционная система промышленной автоматизации, то есть система мехатроники, в основном управляет оборудованием и производственным процессом, то есть состоит из аппаратных элементов, таких как механический корпус, силовая часть, контрольно-измерительная часть, привод, приводная часть, блок управления и обработки сигналов, а также интерфейс. Под руководством целенаправленного информационного потока программ и логики электронных схем они координируются, органично интегрируются и интегрируются, образуя упорядоченное и регулярное движение материи и энергии, тем самым образуя систему или продукт промышленной автоматизации.

В области промышленной автоматизации традиционная система управления пережила разработку системы управления пневматическими приборами базового типа, комбинированной системы управления аналоговыми приборами электрического блока, централизованной цифровой системы управления и распределенной системы управления DCS.

С развитием технологий управления, компьютерных, коммуникационных, сетевых и других технологий область информационного взаимодействия и связи быстро охватывает все уровни от уровня полевого оборудования завода до уровней контроля и управления. Промышленная управляющая машинная система обычно относится к общему термину средств автоматизации технологий (включая автоматические измерительные приборы и устройства управления), которые измеряют и контролируют промышленные производственные процессы и их электромеханическое оборудование и технологическое оборудование. Сегодня простейшее понимание автоматизации также трансформировалось в: использование машин в широком смысле (включая компьютеры) для частичной замены или полной замены или превзойти физическую силу человека.

История развития

Первый этап

1940-е - начало 1960-х

Движущая сила спроса: рыночная конкуренция, использование ресурсов, снижение трудоемкости, повышение качества продукции и удовлетворение потребностей массового производства. Основные особенности: Этот этап в основном является самостоятельным этапом автоматизации. Основными особенностями являются: появляется различное автономное оборудование для автоматизации обработки, а его применение постоянно расширяется и углубляется. Типичные достижения и продукция: станки с ЧПУ с аппаратной системой ЧПУ.

Второй этап

Середина 60-х - начало 70-х годов

Движущая сила спроса: Усиленная конкуренция на рынке требует быстрого обновления продукции, высокого качества продукции, адаптируется к потребностям крупносерийного и среднесерийного производства и снижает трудоемкость. Основные особенности: Этот этап в основном отмечен автоматической производственной линией, и ее основными особенностями являются: на основе автономной автоматизации появляются различные комбинированные станки и комбинированные производственные линии, и в то же время программные системы числового программного управления появляются и используются в станках, а программное обеспечение, такое как CAD и CAM, начинает использоваться в проектировании и изготовлении реальных проектов, Оборудование для обработки оборудования на данном этапе подходит для крупносерийного и среднесерийного производства и переработки. Типичные достижения и продукция: автоматические производственные линии для сверления, расточки, фрезерования и другой обработки.

Третий этап

Середина 1970-х — настоящее время

Мотивация спроса: Изменения в рыночной среде сделали общие проблемы в многообразном, мелкосерийном и среднесерийном производстве все более и более серьезными, требуя развития технологии автоматизации во всей ее широте и глубине, чтобы связанные с ней технологии были высоко интегрированы и в целом можно было добиться наилучшей производительности. Основные особенности: С тех пор, как концепция CIM была впервые предложена американскими учеными в начале 1970-х годов, в области автоматизации произошли большие изменения. Основные особенности: CIM постепенно был принят людьми как философия и метод; Соответствующая технология объединяет разрозненную и независимую технологию автоматизации агрегатов в оптимизированное целое. Так называемая философия заключается в том, что предприятия должны анализировать и преодолевать существующие «узкие места» в соответствии с потребностями, чтобы реализовать идеологическую стратегию постоянного повышения прочности и конкурентоспособности; и в качестве соответствующей технологии для реализации интеграции обычно считается: сбор, распределение, совместное использование данных; сети и коммуникации; контроллеры оборудования на уровне предприятия; спецификации компьютерного оборудования и программного обеспечения, стандарты и т. д. В то же время параллельное проектирование, как философия бизнеса и режим работы, применяется и активно применяется в области технологий автоматизации с конца 1980-х годов и будет способствовать дальнейшей интеграции технологий автоматизации агрегатов. Типичные достижения и продукция: завод CIMS, гибкая производственная система (FMS).

Оборудование, технология и производство

Управленческий контроль

С развитием национальной экономики и повышением уровня жизни людей растет и спрос на электроэнергию, соответственно увеличивается и оборудование для производства электроэнергии. Структура и режим работы сети становятся все более и более сложными, а требования людей к качеству электроэнергии также становятся все выше. Чтобы обеспечить потребление электроэнергии пользователями, электросеть должна управляться и контролироваться.

Задачи управления эксплуатацией энергосистемы и составления графиков сложны, но если говорить простым языком, то это:

(1)Старайтесь поддерживать нормальную работу энергосистемы. Безопасность является главным приоритетом энергосистемы. Как только в системе происходит авария, ущерб трудно оценить. Поэтому первоочередной задачей является стремление поддерживать нормальную работу энергосистемы;

(2)Обеспечить пользователей высококачественной электрической энергией. Три параметра, которые отражают качество электрической энергии, - это напряжение, частота и форма сигнала. Эти три параметра должны находиться в пределах заданного диапазона, чтобы обеспечить качество электрической энергии. Ключом к стабилизации напряжения является регулировка баланса реактивной мощности в системе, а изменение частоты - это баланс активной мощности во всей системе, а форма сигнала определяется генератором;

(3)Обеспечить экономичность работы энергосистемы и сделать стоимость производства электроэнергии наиболее экономичной.

Энергосистема – это система с широкой зоной распространения, большим количеством оборудования, большим количеством информационных параметров. Электростанция посылает электрическую энергию пользователю, и перед передачей она должна быть преобразована несколькими ступенями трансформаторов. Напряжения на всех уровнях подаются пользователям через линию электропередачи, и напряжение от низкого к высокому, а затем от высокого к низкому, чтобы облегчить передачу энергии. Трансформация напряжения формирует различные уровни напряжения, образуя подстанции с разными уровнями напряжения и линии электропередачи между подстанциями, формируя, таким образом, сложную топологию электросети. Диспетчеризация электросети управляется и диспетчеризируется в соответствии с этой топологической структурой электросети.

Как правило, электросеть настраивает диспетчерские центры в соответствии с уровнями напряжения, и чем выше уровень напряжения, тем выше уровень диспетчерских центров. Вся система представляет собой сетевую диаграмму в форме пагоды. Иерархическое планирование позволяет упростить топологию сети и сделать передачу информации более разумной, тем самым значительно экономя коммуникационное оборудование и повышая стабильность работы системы. В соответствии с ситуацией в Китае диспетчеризация энергосистемы делится на национальный диспетчерский центр, центр диспетчерского управления на уровне регионального сетевого бюро, провинциальный центр диспетчерского управления, региональный центр диспетчерского управления и диспетчерский центр округа. Каждый уровень напрямую управляет и отправляет свой диспетчерский центр следующего уровня.

Диспетчеризация сети

Автоматизация диспетчеризации электросетей – это общий термин. Из-за разных задач диспетчерских центров на всех уровнях масштаб системы автоматизации диспетчеризации также различен, но независимо от того, какой уровень системы автоматизации диспетчеризации, она имеет одну из самых основных функций - систему контроля и сбора данных. Также известна как функция системы SCADA (диспетчерское управление и сбор данных).

SCADA в основном включает в себя следующие функции:

(1) сбор данных; (2) информационный дисплей; (3) контрольно-измерительный контроль; (4) обработка сигналов тревоги; (5) хранение информации и отчетность (6) запись последовательности событий; (7) расчет данных; (8) с функцией обработки RTU (удаленный терминальный блок); (9)функция вызова событий.

Функция автоматического управления выработкой электроэнергии AGC: Основным требованием к системе AGC является достижение того, чтобы количество энергии, вырабатываемой генератором, не контролировалось непосредственно электростанцией, а контролировалось вышестоящим диспетчерским центром электростанции в соответствии с принципом глобальной оптимизации.

Функция экономичного диспетчерского управления EDC (Economic Dispatch Control): Целью EDC является контроль распределения выходной мощности каждого генератора в энергосистеме для минимизации эксплуатационных расходов электросети. EDC часто включается в AGC.

Функция анализа безопасности SA (Security Analyze): Функция SA - это функция, оснащенная диспетчеризацией электросети для «предотвращения проблем до того, как они произойдут». Он оценивает возможные неисправности путем анализа текущего состояния работы электросети с помощью компьютера и заранее принимает меры для предотвращения аварий. Если система автоматизации диспетчеризации сети имеет функцию SCADA+AGC/EDC+SA, она называется системой управления энергопотреблением EMS (Energy Management System). С совершенствованием технологии цифровой передачи и технологии оптоволоконной связи автоматизация диспетчеризации электросетей также вошла в сеть. В настоящее время большая часть конфигурации компьютеров в диспетчеризации электросетей использует разработку распределенных компьютерных систем. С развитием национальной экономики Китая Китай также вступил в эру крупных электросетей, крупных блоков и передачи сверхвысокого напряжения. Полностью считается, что с развитием недавно построенной в Китае системы автоматизации электросетей уровень диспетчерской автоматизации энергосистемы Китая будет еще больше улучшен и достигнет передового мирового уровня.

Гибкое производство

Знакомство

Гибкая технология производства (FMS) - это сумма различных технологий, реализующих запрограммированную гибкую производственную обработку для различных форм обрабатываемых объектов. Гибкая технология производства - это высокотехнологичная технологическая группа. Любая технология обработки, ориентированная на гибкость и подходящая для нескольких сортов, а также малых и средних партий (включая штучные изделия), относится к гибкой технологии производства.

Гибкость может быть выражена в двух аспектах. Первый аспект - это способность системы адаптироваться к изменениям внешней среды, которая может быть измерена степенью, в которой система соответствует требованиям новых продуктов; Второй аспект - это способность системы адаптироваться к внутренним изменениям, что может быть использовано в случае сбоев (например, отказов машины). Отношение производительности к ожидаемой производительности при отсутствии возмущений может быть использовано в качестве меры гибкости. "

«Гибкий» относится к «жесткому». Традиционная «жесткая» автоматизированная производственная линия в основном реализует массовое производство одного сорта. Его преимущество в том, что урожайность очень высокая. Поскольку оборудование фиксировано, коэффициент использования оборудования также очень высок. Стоимость каждого изделия невысокая. Но цена довольно дорогая, и обработать можно только одну или несколько подобных деталей. Если вы хотите получить другие виды продукции, вы должны внести серьезные коррективы в ее структуру и перенастроить различные элементы в системе. Рабочая нагрузка и капитальные затраты часто сопоставимы со строительством новой производственной линии. Жесткие автоматизированные производственные линии массового производства подходят только для производства нескольких разновидностей продукции, и трудно справиться с производством малых и средних партий многих сортов. С развитием общества и повышением уровня жизни По мере роста рынка рынку нужны более отличительные продукты, отвечающие индивидуальным требованиям клиентов по стилям и функциям. Жесткая конкуренция на рынке приводит к изменениям в традиционных методах массового производства, что требует совершенствования традиционных процессов производства деталей. Традиционные производственные системы не могут удовлетворить спрос рынка на многосортную и мелкосерийную продукцию делает гибкость системы все более и более важной для выживания системы. Поскольку эпоха массового производства постепенно заменяется производством, которое адаптируется к динамическим изменениям рынка, живучесть системы автоматизации производства и конкурентоспособность во многом зависят от того, сможет ли она производить более дешевую и высококачественную продукцию различных сортов в течение очень короткого цикла разработки. Гибкость заняла очень важное место.

Классификация

●Гибкость машины Когда требуется производить серию различных типов продуктов, степень сложности для машины для обработки различных деталей по мере изменения продуктов.

●Гибкость процесса Во-первых, это способность адаптироваться к изменениям в продуктах или сырье, когда технологический процесс остается неизменным; Во-вторых, это сложность изменения соответствующего процесса в производственной системе для адаптации к изменениям в продуктах или сырье.

●Гибкость продукта Во-первых, это способность системы производить новые продукты очень экономично и быстро после того, как продукт обновлен или полностью изменен; Второй – наследование и совместимость полезных функций старого продукта после обновления продукта.

●Гибкость технического обслуживания Используйте различные методы для расследования и устранения неисправностей, чтобы обеспечить возможность нормального производства.

●Гибкость производственных мощностей При изменении объема производства система также может работать экономично. Это особенно важно для производственных систем, которые организуют производство по заказу.

●Повышенная гибкость При производственных потребностях структура системы может быть легко расширена, модули могут быть добавлены для формирования более широких возможностей системы.

●Гибкость работы Возможность использовать различные машины, материалы и технологические процессы для производства серии продуктов, а также возможность обрабатывать один и тот же продукт с помощью разных процессов.

Гибкая производственная система

Это автоматизированная производственная система, которая управляется и контролируется компьютером и используется для эффективного производства малых и средних партий различных деталей. Он имеет:

● Несколько стандартных производственных единиц, станки с ЧПУ с функциями автоматической загрузки и разгрузки;

●Комплект системы хранения и транспортировки материала, который может транспортировать заготовки и инструменты между станциями зажима станка; FMS - это программируемая производственная система, включающая в себя оборудование для автоматической доставки материалов, которое может осуществлять интеграцию информации и логистику с поддержкой интегрированных компьютеров

●Несколько деталей с аналогичными физическими характеристиками и технологией обработки могут быть обработаны одновременно;

●Автоматическая замена инструмента и заготовок;

●Легкий доступ к Интернету, простая интеграция с другими системами;

●Возможно динамическое планирование, а логистический путь может быть динамически реорганизован в случае частичного сбоя.

Масштаб FMS имеет тенденцию быть миниатюрным и недорогим, и он превратился в гибкое производственное подразделение FMC, которое может иметь только один обрабатывающий центр, но имеет независимые возможности автоматической обработки. Некоторые FMC имеют функции автоматической передачи и управления мониторингом, а некоторые FMC также могут осуществлять 24-часовую беспилотную работу. FMS, используемая для постановки на охрану, называется Flexible Armament System (FAS).

Умное производство

Знакомство

Интеллектуальное производство (Intelligent Manufacturing, IM) — это человеко-машинная интегрированная интеллектуальная система, состоящая из интеллектуальных машин и экспертов-людей. Он может выполнять интеллектуальные действия в производственном процессе, такие как анализ, рассуждение, суждение и концепция. и решения и т.д. Благодаря сотрудничеству людей и интеллектуальных машин, чтобы расширить, расширить и частично заменить умственную работу людей-экспертов в производственном процессе. Он обновляет концепцию автоматизации производства и расширяет ее до гибкости, интеллекта и высокой интеграции.

Говоря об интеллектуальном производстве, мы должны сначала представить международную совместную исследовательскую программу «Интеллектуальная производственная система IMS», инициированную Японией в апреле 1990 года. Многие развитые страны, такие как США, Европейское сообщество, Канада, Австралия и т. Д. участвовали в программе. Планом планируется инвестировать в общей сложности 1 миллиард долларов США и реализовать предварительный план научных исследований по 100 проектам.

Нет никаких сомнений в том, что интеллект является основным направлением развития автоматизации производства. Технологии искусственного интеллекта широко используются практически во всех аспектах производственного процесса. Технология экспертных систем может использоваться в инженерном проектировании, проектировании процессов, планировании производства, диагностике неисправностей и т. Д. Передовые методы компьютерного интеллекта, такие как нейронная сеть и технология нечеткого управления, также могут применяться к формуле продукта, планированию производства и т. д., чтобы реализовать интеллект производственного процесса. Технология искусственного интеллекта особенно подходит для решения особо сложных и неопределенных задач. Но также очевидно, что если полностью невозможно достичь интеллекта во всем процессе производства предприятия, то, по крайней мере, это будет в отдаленном будущем. Некоторые люди даже задаются вопросом, будет ли реализована интеллектуальная автоматизация в следующем столетии? Однако, если интеллект реализован только в определенной части предприятия, и общая оптимизация не может быть гарантирована, значение такого рода интеллекта ограничено.

С точки зрения широкой концепции, CIMS (компьютерная интегрированная производственная система), гибкое производство и т. Д. Все это можно рассматривать как примеры интеллектуальной автоматизации. Действительно, в дополнение к интеллектуализации самого производственного процесса, также возможно постепенно реализовать интеллектуальный дизайн, интеллектуальное управление и т. Д. В сочетании с интеграцией информации, глобальной оптимизацией, постепенно улучшать интеллектуальный уровень системы и, наконец, создавать интеллектуальную производственную систему. Это может стать жизнеспособным путем к интеллектуальному производству.

Мультиагент

Агент изначально был агентом, под которым понимается сторона, уполномоченная представлять клиента в товарнохозяйственной деятельности. Позже он был заимствован в области искусственного интеллекта и информатики для описания интеллектуального поведения компьютерного программного обеспечения, которое называется агентом. В 1992 году кто-то предсказал: «Агентные вычисления могут стать крупным прорывом в следующем поколении разработки программного обеспечения». Благодаря широкому применению искусственного интеллекта и компьютерных технологий в обрабатывающей промышленности технология многоагентных систем оказывает большое влияние на проектирование, производство и производство продукции. Даже координация и сотрудничество между несколькими областями на протяжении всего жизненного цикла продукта обеспечивает интеллектуальный метод, а также предоставляет более эффективные средства для системной интеграции, параллельного проектирования и реализации интеллектуального производства.

Вся подсистема

Базовым компонентом всей подсистемы является вся подсистема (холон). Холон заимствован из греческого языка. Люди используют холон для представления мельчайших компонентов системы. Вся подсистема состоит из многих различных типов целых. Наиболее существенными характеристиками целого являются:

● Автономность, каждое подразделение может планировать собственное поведение при работе, реагировать на непредвиденные события (такие как изменения в производственных ресурсах, изменения в требованиях к товарам для производственных задач и т. д.), и его поведение является управляемым;

● Взаимодействуя, каждый объект может запрашивать другие объекты для выполнения определенных операций, а также может предоставлять услуги для операционных приложений, выполненных другими объектами;

● Интеллект, весь ребенок обладает интеллектом, таким как рассуждение и суждение, что также является внутренней причиной его автономии и сотрудничества. Вышеупомянутые характеристики субтела в целом показывают, что оно аналогично понятию агента. Из-за всемогущества всей подсистемы некоторые люди также переводят его как всемогущую систему.

Характеристики всей подсистемы:

● Гибкость и способность к самоорганизации позволяют быстро и надежно создавать новые системы.

●Гибкость, легко адаптируемая к быстро меняющимся рынкам и меняющимся производственным требованиям. Кроме того, есть биологическое производство, зеленое производство, фрактальное производство и другие способы. Производственная модель в основном отражает развитие науки управления, а также является результатом исследований в области автоматизации и системных технологий. Он предложит новые темы для различных технологий автоматизации агрегатов, что повлияет на направление развития автоматизации производства в целом. Заглядывая в будущее, автоматизация производства в 21 веке будет продолжать развиваться по пути истории.

Горячая технология

Технология автоматизации промышленного управления - это своего рода использование теории управления, контрольно-измерительных приборов, компьютеров и других информационных технологий для реализации обнаружения, контроля, оптимизации, планирования, управления и принятия решений в процессе промышленного производства, чтобы увеличить производство, улучшить качество, сократить потребление, обеспечить безопасность и т. д.Комплексная технология цели в основном включает в себя три части программного обеспечения, оборудования и системы промышленной автоматизации. Как одна из наиболее важных технологий в современной производственной сфере в 20-м веке, технология автоматизации промышленного управления в основном решает проблемы эффективности и согласованности производства. Хотя сама по себе система автоматизации непосредственно не создает преимуществ, она может значительно улучшить производственный процесс предприятий.

Путь развития автоматизации промышленного управления в Китае в основном состоит в том, чтобы переварить и освоить при внедрении полных комплектов оборудования, а затем выполнить вторичную разработку и применение. Китайские технологии, промышленность и приложения автоматизации промышленного управления достигли большого прогресса, и в Китае была сформирована индустрия промышленных компьютерных систем. Технологии промышленной автоматизации управления развиваются в направлении интеллекта, создания сетей и интеграции.

1. Недорогая автоматизация промышленного управления на базе промышленного PC станет основным направлением

Как мы все знаем, с 1960-х годов западные страны полагались на технический прогресс (то есть на новое оборудование, новые технологии и компьютерные приложения) для преобразования традиционных отраслей, что привело к быстрому промышленному развитию. Самым большим изменением в мире в конце 20 века стало формирование глобального рынка. Глобальный рынок привел к беспрецедентно жесткой конкуренции, побуждающей компании ускорять время вывода на рынок новых продуктов (Time to Market), улучшать качество (Quality), снижать затраты (Cost) и совершенствовать системы обслуживания (Service),

это T.Q.C.S предприятия. Хотя компьютеризированная интегрированная производственная система (CIMS) сочетает в себе интеграцию информации и системную интеграцию и преследует более полную T.Q.C.S., это позволяет предприятиям «доставлять нужную информацию нужному человеку правильным способом в нужное время, чтобы принять правильное решение». , то есть "пять правильных". Однако для такого рода автоматизации нужно вкладывать много денег. Это модель развития с высокими инвестициями, высокой эффективностью и высоким риском, которую трудно принять большинству малых и средних предприятий. В Китае малые и средние предприятия, а также квази-крупные предприятия все еще выбирают недорогую автоматизацию управления производством.

Автоматизация промышленного управления в основном включает три уровня, снизу вверх — базовая автоматизация, автоматизация процессов и автоматизация управления, ядром которых является базовая автоматизация и автоматизация процессов.

В традиционной системе автоматизации базовая часть автоматизации в основном монополизирована PLC и DCS, а часть автоматизации процессов и автоматизации управления в основном состоит из различных импортных технологических компьютеров или миникомпьютеров. Высокие цены на его оборудование, системное программное обеспечение и прикладное программное обеспечение заставляют многие предприятия держаться подальше.

С 1990-х годов, в связи с развитием промышленных компьютеров на базе PC (называемых промышленными PC), систем автоматизации на базе PC, состоящих из промышленных PC, устройств ввода-вывода, устройств мониторинга, и сети управления быстро стали популярными и стали реальностью. Это важный путь к недорогостоящей промышленной автоматизации.

Поскольку контроллеры на базе PC оказались столь же надежными, как и PLC, и приняты эксплуатационным и обслуживающим персоналом, один производитель за другим внедряет управление на базе PC, по крайней мере, для части своего производства. Система управления на базе PC проста в установке и использовании и имеет расширенные функции диагностики, предоставляя системным интеграторам более гибкие возможности. В долгосрочной перспективе система управления на базе PC имеет низкие затраты на техническое обслуживание. Поскольку программируемые логические контроллеры (PLC) представляют наибольшую угрозу для управления PC, производители PLC опасаются использования PC. По сути, они тоже присоединились к «волне» управления PC.

Промышленные PC очень быстро развивались в Китае. С глобальной точки зрения промышленные PC в основном включают два типа: промышленный компьютер IPC и промышленный компьютер Compact PCI и их машины для деформации, такие как промышленный компьютер с шиной AT96. Поскольку базовая автоматизация и автоматизация процессов предъявляют высокие требования к стабильности работы, горячей замене и конфигурации с резервированием промышленных PC, существующие промышленные PC больше не могут полностью соответствовать требованиям и будут постепенно уходить из этой области. И будет заменен промышленным компьютером на базе CompactPCI, а IPC займет уровень автоматизации управления. В 2001 году государство инициировало крупный проект промышленной автоматизации «индустриализации открытых систем управления на основе промышленных управляющих компьютеров». 50% внутреннего рынка и осуществить индустриализацию.

Несколько лет назад, когда появились «мягкие PLC», в отрасли думали, что промышленные PC заменят PLC. Однако сегодняшние промышленные PC не заменили PLC, в основном по двум причинам: во-первых, это причина системной интеграции; другой причиной является программное обеспечение операционной системы Windows NT. Успешная система управления на базе PC должна иметь два аспекта: во-первых, вся работа должна выполняться программным обеспечением на одной платформе; другой - предоставить клиентам все, что им нужно. Можно предсказать, что конкуренция между промышленными PC и PLC будет в основном в высокопроизводительных приложениях со сложными данными и высокой степенью интеграции оборудования. Промышленные PC не могут конкурировать с недорогими микро-PLC, которые являются самым быстрорастущим сегментом рынка PLC. С точки зрения тенденций развития, будущее систем управления, вероятно, будет между промышленными PC и PLC, и признаки этих интеграций уже появились.

Как и в случае с PLC, рынок промышленных PC за последние два года не изменился. Программное обеспечение для промышленных PC дешевле, чем PLC.

2. PLC развивается в направлении миниатюризации, создания сетей, PC и открытости.

В мире насчитывается около 200 производителей PLC, выпускающих более 300 видов продукции. На внутреннем рынке PLC по-прежнему доминируют зарубежные продукты, такие как Siemens, Modicon, A-B, OMRON, Mitsubishi и GE. После многих лет разработки насчитывается около 30 отечественных производителей PLC, но ни один из них не создал крупномасштабных производственных мощностей и фирменных продуктов. Можно сказать, что PLC еще не сформировал индустриализацию производства в Китае. Что касается применения PLC, Китай очень активен, и отрасль приложений также очень широка. По оценкам экспертов, объем продаж PLC на внутреннем рынке в 2000 г. составлял от 150 000 до 200 000 комплектов (из них импорт составлял около 90%), около 2,5–3,5 млрд юаней, а годовой темп роста составлял около 12%. Предполагается, что к 2005 г. национальный спрос на PLC достигнет примерно 250 000 комплектов, что составляет от 3,5 до 4,5 млрд юаней.

Рынок PLC также отражает состояние мировой обрабатывающей промышленности, которая резко упала после 2000 года. Однако, по прогнозу Automation Research Corp, несмотря на глобальный экономический спад, рынок PLC восстановится. По оценкам, мировой рынок PLC в 2000 г. составлял 7,6 млрд долларов США, а к концу 2005 г. он вернется к 7,6 млрд долларов США и продолжит небольшой рост.

Миниатюризация, объединение в сеть, PCизация и открытость — основные направления будущего развития PLC. В первые дни автоматизации на основе PLC PLC были громоздкими и дорогими. Но в последние несколько лет появились микро-PLC (менее 32 входов/выходов) по цене всего несколько сотен евро. По мере дальнейшего совершенствования и развития программного обеспечения для конфигурирования управления Soft PLC (Soft PLC) доля рынка программного обеспечения для конфигурирования Soft PLC и управления на базе PC будет постепенно увеличиваться.

В настоящее время одной из крупнейших тенденций развития в области управления технологическими процессами является распространение технологии Ethernet, и PLC не является исключением. В настоящее время все больше и больше поставщиков PLC начинают предлагать интерфейс Ethernet. Считается, что PLC будет и дальше переходить в сторону открытых систем управления, особенно систем управления на базе промышленных PC.

3. Система DCS, предназначенная для интеграции измерений, контроля и управления.

Распределенная система управления DCS (Distributed Control System) вышла в 1975 году, а производители в основном сосредоточены в США, Японии, Германии и других странах. С середины до конца 1970-х годов Китай впервые внедрил иностранные DCS из крупномасштабных комплектов импортного оборудования, и первая партия импортных проектов включала химическое волокно, этилен и химические удобрения. В то время DCS в основных отраслях промышленности Китая (таких как электроэнергетика, нефтехимия, строительные материалы и металлургия и т. д.) в основном импортировались. В начале 1980-х годов, одновременно с интродукцией, перевариванием и абсорбцией, начались технические исследования по разработке локализованных DCS.

Годовой темп роста рынка DCS в Китае составляет около 20%, а годовой объем рынка составляет около 3 млрд (3,5 млрд юаней). Поскольку за последние пять лет DCS не имеет продуктов-заменителей в крупномасштабных устройствах автоматического управления в нефтехимической промышленности. , его темпы роста рынка не будут снижаться.Согласно статистике, к 2005 году более 1000 комплектов оборудования в нефтехимической промышленности Китая должны контролироваться DCS; ежегодно в энергосистеме вновь устанавливается более 10 млн киловатт энергоблоков, для мониторинга требуется DCS; многие компании используют DCS в течение почти 15–20 лет и нуждаются в обновлении и модернизации.

4. Система управления развивается в направлении fieldbus (FCS)

Благодаря развитию технологии 3C (компьютер, управление, связь) система управления технологическим процессом будет развиваться от DCS до FCS (система управления полевой шиной). FCS может полностью распределить PID-управление между полевыми устройствами (Field Device). FCS на основе полевой шины представляет собой полностью децентрализованную, полностью цифровую, полностью открытую и интероперабельную систему автоматизации производственных процессов нового поколения. Структура вызывает революционные изменения.

Согласно определению IEC61158, полевая шина представляет собой цифровую многоветвевую сеть связи с двусторонней передачей между полевыми устройствами, установленными в производственной или технологической зоне, и устройством автоматического управления в диспетчерской. Полевая шина позволяет измерительному и управляющему оборудованию иметь возможности цифровых вычислений и цифровой связи, повышает точность измерения, передачи и управления сигналами, а также улучшает функции и производительность системы и оборудования. Рабочая группа SC65C/WG6 IEC/TC65 начала работу над введением единого стандарта fieldbus в мире в 1984 году. После 16 лет напряженной работы в 1993 году был запущен IEC61158-2, и последующая формулировка стандарта превратилась в хаос.

После того, как разработка компьютерной системы управления прошла через систему управления пневматическими приборами базового типа, комбинированную аналоговую систему управления приборами электрического блока, централизованную цифровую систему управления и распределенную систему управления (DCS), он будет двигаться в направлении разработки системы управления полевой шиной (FCS). Несмотря на то, что FCS на основе полевой шины быстро развивается, предстоит еще много работы по развитию FCS, например, унифицированных стандартов и интеллектуальных инструментов. Кроме того, обслуживание и преобразование традиционных систем управления также требуют DCS, поэтому FCS потребуется длительный процесс, чтобы полностью заменить традиционные DCS, а сама DCS также постоянно развивается и совершенствуется. Несомненно то, что FCS в сочетании с новыми технологиями, такими как DCS, промышленный Ethernet и расширенный контроль, будут иметь большую жизнеспособность. Технология Industrial Ethernet и fieldbus, как гибкий, удобный и надежный метод передачи данных, все больше и больше применяется в промышленности и будет занимать более важное место в области управления.

5. Инструментальные технологии развиваются в направлении оцифровки, интеллекта, создания сетей и миниатюризации.

После 50 лет развития приборостроительная промышленность Китая заложила прочную основу и первоначально сформировала относительно полную систему производства, научных исследований и маркетинга, став вторым по величине производителем приборов в Азии, за исключением Японии. По мере того, как цифровые, интеллектуальные, сетевые и миниатюрные продукты постепенно становятся популярными на международном уровне, разрыв будет увеличиваться. Большая часть высокотехнологичных и крупногабаритных инструментов и оборудования Китая импортируется. Для продуктов среднего класса и многих ключевых компонентов иностранные продукты составляют более 60% китайского рынка, в то время как отечественные аналитические инструменты составляют менее 2/1000 мирового рынка.

Основная тенденция развития приборостроения в будущем: приборостроение будет развиваться в направлении интеллекта, в результате чего появится интеллектуальное приборостроение; Оборудование для измерения и контроля на базе ПК, технологии виртуальных инструментов будут быстро развиваться; контрольно-измерительные приборы будут объединены в сеть, в результате чего появятся сетевые приборы и системы удаленного измерения и управления.

Некоторые предложения: разрабатывать продукты с независимыми правами интеллектуальной собственности и осваивать основные технологии; усилить возможности системной интеграции приборостроительной промышленности; дальнейшее расширение области применения приборов.

6. Технология числового управления развивается в направлении интеллекта, открытости, сетевого взаимодействия и информатизации.

С тех пор, как Массачусетский технологический институт разработал первую экспериментальную систему CNC в 1952 году, с бурным развитием вычислительной техники возникли и быстро развивались различные открытые системы CNC разного уровня. С точки зрения структуры системы CNC в современном мире можно условно разделить на четыре типа: (1) Традиционные системы CNC; (2) Открытые системы CNC со структурой «PC, встроенный в CNC»; (3) Открытая структура «CNC, встроенная в PC» Тип системы CNC; (4) Открытая система CNC типа SOFT.

Разработка и производство системы CNC в Китае достигли больших успехов благодаря внедрению, усвоению и освоению индустриализации «Седьмой пятилетки», «Восьмой пятилетки» и «Девятой пятилетки». , производственная база, обучила группу талантов в области числового программного управления, первоначально сформировала собственную отрасль числового программного управления, а также способствовала развитию технологий электромеханического управления и управления передачей. В то же время, после многих лет разработки экономичная система CNC с китайскими характеристиками значительно улучшила производительность и надежность продукта и постепенно получила признание пользователей.

Общая тенденция развития технологий зарубежных систем числового управления: новое поколение систем числового управления развивается в сторону ПК и открытой архитектуры; движущее устройство развивается в направлении коммуникации и цифровизации; К разумному развитию.

В 21 веке человеческое общество постепенно вступит в эпоху экономики знаний, знания станут капиталом и движущей силой развития науки и техники и производства, а станкостроение, как сектор оборудования для развития машиностроения , промышленность и вся национальная экономика, несомненно, имеет стратегическое значение и значение сексуальности также станет более заметным.

Интеллект, открытость, сетевое взаимодействие и информатизация стали основными тенденциями развития систем CNC и станков с CNC в будущем: к высокоскоростным, высокопроизводительным, высокоточным и высоконадежным; к модульности, интеллекту, гибкости, сетевому взаимодействию и развитию в направлении интеграции; развитие в сторону PC и открытости; появление нового поколения технологий и оборудования для обработки с числовым программным управлением и развитие механической обработки в направлении виртуального производства; сочетание информационных технологий (IT) и станков, станков с передовой мехатроникой будет развиваться; нанотехнологии сформируют новый тренд развития, будут новые прорывы; Энергосберегающие и экологически безопасные станки ускорят развитие и займут обширный рынок.

7. Промышленная сеть управления будет развиваться в направлении сочетания проводных и беспроводных сетей.

Технология беспроводной локальной сети (Wireless LAN) позволяет очень удобно подключать сетевые устройства по беспроводной сети, а люди могут получать доступ к сетевым ресурсам в любое время, в любом месте и по своему желанию, что является важным направлением развития современных систем передачи данных. Беспроводная локальная сеть может обеспечить функцию соединения Ethernet без использования сетевых кабелей. Способствуя развитию сетевых технологий, WLAN также меняет образ жизни людей. Протокол связи беспроводной сети обычно использует IEEE802.3 для режима «точка-точка» и 802.11 для режима «точка-многоточка». Беспроводная локальная сеть может быть реализована на основе обычной локальной сети посредством беспроводного концентратора, станции беспроводного доступа (AP), беспроводного моста, беспроводного модема и беспроводной сетевой карты и т. д., причем наиболее часто используется беспроводная сетевая карта. Будущие направления исследований WLAN в основном сосредоточены на таких вопросах, как безопасность, мобильный роуминг, управление сетью и взаимосвязь с другими системами мобильной связи, такими как 3G.

В области промышленной автоматизации существуют тысячи датчиков, детекторов, компьютеров, PLCs, считывателей карт и других устройств, которые необходимо соединить друг с другом для формирования сети управления. Обычно интерфейс связи, предоставляемый этими устройствами, — RS-232 или RS-485. Устройство беспроводной локальной сети использует изолированный преобразователь сигналов для преобразования сигнала последовательного порта RS-232 промышленного оборудования в сигнал беспроводной локальной сети и Ethernet, соответствует стандартам беспроводной локальной сети IEEE 802.11b и Ethernet IEEE 802.3, и поддерживает стандартную сетевую связь TCP/IP. Протокол эффективно расширяет возможности сетевой связи промышленного оборудования.

Сочетание технологии компьютерных сетей, беспроводной технологии и технологии интеллектуальных датчиков привело к появлению новой концепции «сетевого интеллектуального датчика на основе беспроводной технологии». Этот сетевой интеллектуальный датчик на основе беспроводной технологии позволяет передавать, публиковать и совместно использовать данные промышленных площадок непосредственно в сети по беспроводным каналам связи. Технология беспроводной локальной сети может обеспечить широкополосные беспроводные каналы передачи данных и гибкую топологию сети для связи между различными интеллектуальными полевыми устройствами, мобильными роботами и различным оборудованием автоматизации в производственной среде. Эффективно восполняет недостатки в некоторых особых средах. Он устраняет недостатки проводной сети и дополнительно улучшает коммуникационные характеристики промышленной сети управления.

8. Программное обеспечение промышленного управления развивается в направлении расширенного управления

В качестве важной части программного обеспечения промышленного управления в последние годы был достигнут большой прогресс в разработке программного обеспечения для настройки интерфейса человек-машина. Сочетание программного и аппаратного обеспечения обеспечивает относительно полное решение для интеграции измерений, контроля и управления на предприятиях. На этой основе программное обеспечение промышленного управления будет развиваться от человеко-машинного интерфейса и базовой конфигурации стратегии до расширенного управления.

Advanced Process Control APC (Advanced Process Control) не имеет строгого и единообразного определения. Как правило, алгоритмы управления, которые основаны на математических моделях и должны быть реализованы компьютерами, в совокупности называются передовыми стратегиями управления технологическими процессами. Такие как: адаптивное управление; предиктивный контроль; надежный контроль; интеллектуальное управление (экспертная система, нечеткое управление, нейронная сеть) и др.

Поскольку расширенное программное обеспечение для управления и оптимизации может принести огромную экономическую выгоду, стоимость этого программного обеспечения многократно возросла. Десятки компаний в мире запустили сотни передовых программных продуктов для управления и оптимизации, сформировав мощную индустрию прикладного программного обеспечения для обрабатывающей промышленности во всем мире. Поэтому очень важно разработать передовое программное обеспечение для управления и оптимизации в Китае с независимыми правами интеллектуальной собственности, сломать монополию на иностранную продукцию и заменить импорт.

В будущем программное обеспечение для промышленного управления будет продолжать развиваться в направлении стандартизации, создания сетей, интеллектуальных функций и открытости.

Под промышленной информатизацией понимается осуществление сбора, передачи информации, обработки информации и комплексного использования информации на интегрированной платформе через информационную инфраструктуру в процессе промышленного производства, управления и эксплуатации.

Поскольку энергичное развитие промышленной автоматизации является эффективным способом и средством ускорения преобразования и модернизации традиционных отраслей, повышения общего качества предприятий и общей национальной мощи страны, корректировки структуры промышленности, и быстро оживить крупные и средние предприятия, страна продолжит реализацию ряда промышленных процессов автоматизации высокотехнологичных отраслей. Специальный проект индустриализации с использованием информатизации для стимулирования индустриализации, содействие дальнейшему развитию технологий промышленной автоматизации, укрепление технологических инноваций, осуществить индустриализацию, решить глубокие проблемы, с которыми сталкивается национальное экономическое развитие, еще больше улучшить общее качество и всестороннюю национальную мощь национальной экономики, а также добиться скачкообразного развития.

Предоставляем услуги по сборке прототипов печатных плат промышленной автоматизации, сборке прототипов печатных плат, сборке печатных плат. Kingford – это универсальный завод по сборке прототипов печатных плат.