自動化領(lǐng)域地最新發(fā)展趨勢

1、實用標(biāo)準(zhǔn)文案自動化領(lǐng)域的最新發(fā)展趨勢我國工業(yè)企業(yè)，未來的十年將面臨著市場和能源；清潔生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)；高效和規(guī)范；負(fù)責(zé)和協(xié)調(diào)的挑戰(zhàn)。節(jié)能、環(huán)保、安全、高效是每一個企業(yè)必須要面對的課題，而自動化技術(shù)和這四大目標(biāo)又是緊密相連，本文將就當(dāng)今自動化領(lǐng)域內(nèi)的最新發(fā)展趨勢做一簡述，以便為我國工業(yè)發(fā)展，搭建更為廣闊的交流和溝通的平臺。一、信息技術(shù)推動自動化以信息技術(shù)改造冶金行業(yè)，以信息化推進(jìn)自動化，自動化再促使節(jié)能、環(huán)保、安全、高效四大目標(biāo)的實現(xiàn)，已成為業(yè)界的共識。在當(dāng)今自動化領(lǐng)域內(nèi)，從工藝現(xiàn)場層到工廠（集團(tuán)）管理層可經(jīng)由以太網(wǎng)，基本實現(xiàn)信息的暢通無縫流通，所謂的“現(xiàn)代集成生產(chǎn)工藝”是將信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)

2、代新工藝相結(jié)合，并應(yīng)用于企業(yè)產(chǎn)品生命周期的各個階段，通過信息的無縫集成、過程優(yōu)化和資源優(yōu)化，實現(xiàn)物流、信息流、價值流的集成，以縮短企業(yè)新產(chǎn)品的開發(fā)周期（ T）、提高質(zhì)量（ Q ）、降低成本（ C）、改進(jìn)服務(wù)（ S）和改善環(huán)境（ E），從而提升企業(yè)的市場的應(yīng)變能力和競爭能力，與此想適應(yīng)開發(fā)出一系列管理層軟件，如ERP、 MRP 、 MIS 、 PES 等，并越來越顯示其巨大的經(jīng)濟(jì)效文檔大全實用標(biāo)準(zhǔn)文案益。國內(nèi)一些大冶金集團(tuán)在當(dāng)前競爭不斷加劇的壓力下，也緊跟這股信息化的潮流，推進(jìn)自動化的發(fā)展，如國內(nèi)某冶金集團(tuán)近幾年來，在新建的冶金生產(chǎn)線做自動化控制系統(tǒng)配置時，在現(xiàn)場級和過程控制級（ PCS）的上端

3、，還增加了制造執(zhí)行系統(tǒng)（ MES ）層，并正在策劃和運作 ERP，即企業(yè)資源規(guī)劃和管理層，它包括有生產(chǎn)管理系統(tǒng)、質(zhì)量控制系統(tǒng)、采購管理系統(tǒng)、倉庫管理系統(tǒng)、銷售子系統(tǒng)、設(shè)備管理系統(tǒng)、財務(wù)管理系統(tǒng)、辦公自動化管理系統(tǒng)和綜合管理子系統(tǒng)等。現(xiàn)今計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和先進(jìn)的控制技術(shù)相結(jié)合，已不再停留在理論和實驗階段。如模型預(yù)測、神經(jīng)元和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制、多變量控制、自適應(yīng)和自尋優(yōu)等先進(jìn)控制算法已進(jìn)入實踐并用于DCS 、PLC 等控制器中，而且這種趨勢在加快。IT 技術(shù)與自動化結(jié)合另一熱點是公共數(shù)據(jù)庫、局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、無線技術(shù)等滲透控制系統(tǒng)使控制系統(tǒng)扁平化，實現(xiàn)了跨平臺，跨地區(qū)的控制。西門子公司全集成自

4、動化 TIA 的自動化新理念，Schneider公司推出的“協(xié)同自動化 Collaborate Automation”，“透明就緒Transparent Ready”,“ Unity自動化平臺”新概念；以文檔大全實用標(biāo)準(zhǔn)文案及 Rockwell 提出的全集成的 EtherNet/IP 等，這些自動化新理念使得自動化控制系統(tǒng)更完整，也更完美。二、自動化技術(shù)的互補與滲透DCS ， PLC， IPC 是自動控制領(lǐng)域的三大支柱，它們之間競爭激烈，但又取長補短和相互滲透，相互融合，因而形成了具有混合控制策略的PLC/DCS 混合系統(tǒng)HCS ，某咨詢集團(tuán)把其稱之為PAC 。對于比較典型的流程工業(yè)，決定了其

5、開關(guān)量邏輯控制的主導(dǎo)地位，同時模擬量的處理多為簡單的顯示和給定，控制回路基本上為并不復(fù)雜的單回路調(diào)節(jié)，這些特點適合于HCS 的應(yīng)用。目前市場以PLC 為主導(dǎo)地位的Siemens 、 Schneider、 Rockwell等公司紛紛推出的具有混合控制策略的PLC/DCS 混合系統(tǒng)HCS ，如Siemens的 PCS7, ABB 的 AC800F ， 800M, Schneider的Modicon Quantum, Rockwell的 ControlLogix等，已作為主導(dǎo)產(chǎn)品在行業(yè)推廣，并已取得不俗的業(yè)績。混合系統(tǒng)HCS 的主要特點是：構(gòu)建一個公共的、集成的開發(fā)環(huán)境，提供通用開發(fā)平臺、共用標(biāo)簽和

6、單一數(shù)據(jù)庫，以滿足多領(lǐng)域自動化系統(tǒng)設(shè)計和集成的需要；同時它采用了可自由組合的模塊化的硬件架構(gòu)，減少系統(tǒng)升級帶來的開銷。它支持IEC61158等現(xiàn)場總線國際標(biāo)準(zhǔn)以實現(xiàn)高度分散的自動化環(huán)境，也支持事實上的工業(yè)以文檔大全實用標(biāo)準(zhǔn)文案太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，可方便地和上一級的ERP、 MIS 、 MES 集成。有些企業(yè)的控制系統(tǒng)采用了Siemens的 PCS7 ，就感到比西門子公司原有的PLC 和 step7的系統(tǒng)前進(jìn)了一大步，主要就是開發(fā)環(huán)境的完善，并能方便實現(xiàn)集團(tuán)的MIS 和 MES集成，這對于做系統(tǒng)工程的設(shè)計院和系統(tǒng)集成商是至關(guān)重要的。三、自動化系統(tǒng)更注重功能和信息安全安全生產(chǎn)越來越引起人們的關(guān)注，人的生命高

7、于一切，已成為衡量現(xiàn)代工業(yè)的重要指標(biāo)，對于安全事故多發(fā)的我國，意義更為重要。自動化控制系統(tǒng)主要考慮的安全有：電氣安全、防爆安全、信息安全和功能安全。信息安全是指由于信息泄密、黑客入侵等系統(tǒng)的安全性；功能安全是指控制系統(tǒng)所執(zhí)行的安全功能失效引起的可能危險。目前已相繼出臺的國際標(biāo)準(zhǔn)有IEC61508 電氣 / 電子 / 可編程電子安全相關(guān)系統(tǒng)的功能安全標(biāo)準(zhǔn)，IEC61511 關(guān)于過程工業(yè)領(lǐng)域安全儀表系統(tǒng)的功能安全標(biāo)準(zhǔn)，一般以整體安全等級 SIL 來評估風(fēng)險程度，共有4 級，安全等級SIL 越高，風(fēng)險就越低。在自動化領(lǐng)域內(nèi)現(xiàn)今紛紛出臺了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，如 Siemens 的故障安全容錯 S7F/FH

8、 系統(tǒng)， Rockwell 的GruardPLC 等，有的公司則配置專用的安全模塊和相應(yīng)文檔大全實用標(biāo)準(zhǔn)文案的組態(tài)軟件，并由被動的維護(hù)、診斷發(fā)展到預(yù)防性安全措施，與此相適應(yīng)還出臺了許多安全協(xié)議，如PROFIsafe 、CIPsafety等。四、控制系統(tǒng)由集中向分散化發(fā)展智能化分布式 I/O是將某一部分 I/O 組成一個有自治能力的節(jié)點，其本身帶有處理器，獨立完成某一部分的控制。由于組合在一個框架內(nèi)，它可直接安裝在現(xiàn)場，甚至空間十分有限的地方，但它同時又可鏈接到中央計算機(jī)，從而將控制系統(tǒng)從傳統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)簡化為二層結(jié)構(gòu)。許多有名的 PLC 廠商大都推出了分布式 I/O ，如 Siemens的ET2

9、00 系列， Rockwell的 Flex ArmorI/O, Wago的WAGO-SPEED WAY 767 等高速智能 I/O 。智能化分布式 I/O將使工業(yè)生產(chǎn)線的系統(tǒng)配置可更趨扁平化，原設(shè)置的遠(yuǎn)程I/O 場合，如礦山、預(yù)配料站等可用智能化分布式 I/O 替代，以節(jié)省 I/O 安裝電纜和控制系統(tǒng)整體的開銷。五、無線通訊技術(shù)進(jìn)一步滲透控制領(lǐng)域無線通訊技術(shù)作為有線控制系統(tǒng)的補充，正方興未艾地用于工業(yè)自動化系統(tǒng)中，也是工業(yè)自動化產(chǎn)品一個新增文檔大全實用標(biāo)準(zhǔn)文案長點，運行于 2.4GHz 1SM 波段的跳頻擴(kuò)頻（ FHSS）無線傳輸技術(shù)具有優(yōu)良的抗干擾性和高可靠性，無線局域網(wǎng)和無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)大了

10、無線傳輸?shù)母采w范圍。無線通訊的數(shù)據(jù)安全性是人們所關(guān)心的，但可以通過加安全密碼和加密密碼等一系列措施來確保數(shù)據(jù)的安全傳輸。據(jù)悉HART 基金會將在近期推出HART 無線通訊新協(xié)議。無線通訊技術(shù)現(xiàn)在汽車、石化、水處理等行業(yè)有較多應(yīng)用，考慮到有些廠礦占有的物理空間很大，有些工藝測量的位置難于安裝，而有些工藝測量點環(huán)境十分惡劣，用傳統(tǒng)的硬連線安裝器件成本又過高，如果改用無線通訊能夠節(jié)約能源，減少配線和維護(hù)費用。在無線通訊領(lǐng)域內(nèi)有許多供應(yīng)商，如 Siemens 的 SCALANCE W ，它是無線局域網(wǎng)產(chǎn)品系列，可用于移動設(shè)備之間的通訊，也可實現(xiàn)移動設(shè)備與固定網(wǎng)絡(luò)之間的通訊；菲尼克斯公司（ Phoeni

11、x ）的產(chǎn)品采用無線通訊技術(shù)有藍(lán)牙，局域網(wǎng)和 Trusted wireless( 信托無線 )等，也有許多中國公司在開發(fā)相應(yīng)的產(chǎn)品。六、人機(jī)界面更趨人性化人機(jī)界面已全系列化，包括手持式、面板式、臺式和PC 機(jī)式。今后的人機(jī)界面已不僅僅局限于SCADA 以及編文檔大全實用標(biāo)準(zhǔn)文案程、監(jiān)控和診斷等，在工業(yè)自動化領(lǐng)域，人機(jī)界面可以為操作和管理人員提供越來越多的信息，功能強大的模塊化軟件和多客戶機(jī) / 服務(wù)器結(jié)構(gòu)，使人機(jī)界面成為企業(yè)實時生產(chǎn)信息以及商務(wù)垂直集成的統(tǒng)一的軟件平臺，它也是連通到外部世界的媒介。通過驅(qū)動器或 OPC 來驅(qū)動各種 I/O 模塊，總之人機(jī)界面已演變?yōu)橐粋€完整的系統(tǒng)。七、變頻器性能

12、更加擴(kuò)展變頻器的應(yīng)用領(lǐng)域已從常規(guī)的風(fēng)機(jī)、泵類等拓展到輸送、喂料機(jī)械等，在行業(yè)應(yīng)用面上也越來越廣，因而其功能也進(jìn)一步提升并多樣化，一方面是全數(shù)字化、功能齊全、能夠補償負(fù)荷變化的自適應(yīng)、調(diào)諧技術(shù)，特別是分布式具有通信、聯(lián)網(wǎng)功能和集成 PLC 的高端變頻器。另一方面是簡易或?qū)Ｓ玫淖冾l器以及機(jī)電一體化的變頻器。就開展控制技術(shù)而言， DTC 直接轉(zhuǎn)矩控制、無傳感器矢量控制是發(fā)展方向。目前速度響應(yīng)約為 2ms ，電流響應(yīng)能達(dá)到0.1 到 0.5ms 。速度調(diào)節(jié)的發(fā)展趨勢是提高速度的控制精度，一般在閉環(huán)時，對應(yīng)于全范圍，調(diào)速比為1:100 或更高時，速度控制精度高達(dá)0.05% 。另外變頻器性能在低速時的過載能力，穩(wěn)定的、四象限運行能力以及一機(jī)驅(qū)動多臺電機(jī)的負(fù)荷平衡等方面也有所增強。為實施節(jié)能降耗，在風(fēng)機(jī)、泵類、輸送設(shè)備、喂料機(jī)械等已廣泛應(yīng)用，如何在低速時經(jīng)受較大的過載轉(zhuǎn)矩，提文檔大全實用標(biāo)準(zhǔn)文案高中壓變頻器的性價比是對制造商提出的課題。 Siemens 公司推出羅賓康中壓變頻器作為中壓變頻器的首選方案將有助于性價比的提高。除上述領(lǐng)域外