自動(dòng)化技術(shù)及其應(yīng)用ppt課件

1、工廠自動(dòng)化技術(shù)及其運(yùn)用中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化研討所10 七月 2022 匯 報(bào) 提 綱一、中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研討所簡(jiǎn)介二、工廠自動(dòng)化的技術(shù)體系三、相關(guān)單元技術(shù)及典型運(yùn)用引見(jiàn)四、協(xié)作建議中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研討所簡(jiǎn)介目前：主要從事機(jī)器人、工業(yè)自動(dòng)化、光電信息處置技術(shù)的研討開(kāi)發(fā)在編職工500多人，工程院院士2人在學(xué)研討生300人研討所開(kāi)展根本情況 1958年建所機(jī)器人技術(shù)國(guó)家工程研討中心機(jī)器人學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室中國(guó)科學(xué)院光電信息技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室中國(guó)科學(xué)院工業(yè)信息技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室科技部高技術(shù)成果轉(zhuǎn)化產(chǎn)業(yè)化基地國(guó)家先進(jìn)制造技術(shù)R&D的重要基地研討所開(kāi)展根本情況機(jī)器人學(xué)實(shí)驗(yàn)室水下機(jī)器人研討室光電信息研討室現(xiàn)代配備

2、研討室自動(dòng)化系統(tǒng)研討室工業(yè)信息學(xué)研討室高技術(shù)攻關(guān)運(yùn)用示范研討與探求高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化新松機(jī)器人等所投資公司事業(yè)法人研討開(kāi)發(fā)實(shí)體創(chuàng)新構(gòu)造規(guī)劃：“兩個(gè)實(shí)體、四個(gè)層次企業(yè)法人產(chǎn)業(yè)化實(shí)體制造:制造技術(shù):Longman詞典對(duì)“制造解釋為：“經(jīng)過(guò)機(jī)器進(jìn)展(產(chǎn)品)制造或消費(fèi)，特別是適用于大批量國(guó)際消費(fèi)工程學(xué)會(huì)1990年：制造是一個(gè)涉及制造工業(yè)中產(chǎn)品設(shè)計(jì)、物料選擇、消費(fèi)方案、消費(fèi)過(guò)程、質(zhì)量保證、運(yùn)營(yíng)管理、市場(chǎng)銷售和效力的一系列相關(guān)活動(dòng)和任務(wù)的總稱。把原資料變成產(chǎn)品，所采用的一系列技術(shù)的統(tǒng)稱。先進(jìn)制造技術(shù) (AMT)，是傳統(tǒng)制造技術(shù)不斷吸收機(jī)械、電子、信息、資料、能源以及現(xiàn)代化管理等領(lǐng)域的成果，將其綜合運(yùn)用于產(chǎn)品消費(fèi)

3、、設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)、管理和售后效力全過(guò)程的結(jié)果。它是制造技術(shù)的最新開(kāi)展階段，是制造技術(shù)與現(xiàn)代高新技術(shù)結(jié)合而產(chǎn)生的完好的技術(shù)群。二、工廠自動(dòng)化的技術(shù)體系二、工廠自動(dòng)化的技術(shù)體系制造產(chǎn)品其本身的創(chuàng)新設(shè)計(jì)才干，即產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)才干 (制造-發(fā)明) 現(xiàn)有產(chǎn)品的改良 新產(chǎn)品的研發(fā)消費(fèi)產(chǎn)品的制造才干和管理程度，即制造產(chǎn)品的矯捷才干 (制造-智造) 幾個(gè)層面: 制造單機(jī)設(shè)備層 制造設(shè)備本身才干的提升(智能化) 消費(fèi)線/制造系統(tǒng) 制造/檢測(cè)/物流設(shè)備構(gòu)成的系統(tǒng)成套化和數(shù)字化 制造過(guò)程管理 制造執(zhí)行過(guò)程的高效運(yùn)轉(zhuǎn)和過(guò)程改良可視化和可控化 企業(yè)資源管理 企業(yè)運(yùn)作的科學(xué)化和業(yè)務(wù)流程的優(yōu)化企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的兩個(gè)關(guān)鍵：先進(jìn)制造

4、技術(shù)的運(yùn)用給企業(yè)賦予了新的特征: 信息時(shí)代的現(xiàn)代制造企業(yè)將是一個(gè)全面集成的數(shù)字化企業(yè)。管理數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)字化消費(fèi)過(guò)程數(shù)字化制造配備數(shù)字化企業(yè)數(shù)字化 以CIMS為中心的數(shù)字化企業(yè)思想得到企業(yè)的認(rèn)同，并將其作為信息化建立的目的。二、工廠自動(dòng)化的技術(shù)體系制造配備PCS/NCSMES二、工廠自動(dòng)化的技術(shù)體系工廠自動(dòng)化技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分ERP制造業(yè)信息化工廠自動(dòng)化制造才干和管理程度三、相關(guān)單元技術(shù)及典型運(yùn)用引見(jiàn)1、制造執(zhí)行系統(tǒng)技術(shù)MES2、網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)3、公用配備技術(shù)1270年代末傳統(tǒng)T-MES階段：?jiǎn)我还δ艿能囬g級(jí)運(yùn)用公用Point-MES Next-Generation MES:-

5、 2004年協(xié)同制造執(zhí)行系統(tǒng)C-MES概念 - 具有開(kāi)放式、客戶化、可配置、可伸縮等特性的新型體系構(gòu)造- 智能性- WEB技術(shù) 80年代中期 90年代初2000年2004年可集成I-MES階段:- 1990年AMR MES概念- 1992年MESA成立- 1997年MES 白皮書(shū)- 2000年ISA 95 系列規(guī)范具有客戶化、可重構(gòu)、可擴(kuò)展和互操作等特性 開(kāi)展階段:3.1 制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù) MES聚集了車間中用以管理和優(yōu)化從定單下到達(dá)消費(fèi)完成全過(guò)程中的一切活動(dòng)的硬件或軟件組件，經(jīng)過(guò)控制和利用準(zhǔn)確的制造信息，對(duì)車間消費(fèi)活動(dòng)中的實(shí)時(shí)事件做出快速呼應(yīng)，同時(shí)向企業(yè)決策支持過(guò)程提供相關(guān)消費(fèi)活動(dòng)

6、的重要信息。定義: Manufacturing Execution System Association，MESA 制造執(zhí)行系統(tǒng)Manufacturing Execution System, MES是一種面向車間層的消費(fèi)管理和優(yōu)化運(yùn)轉(zhuǎn)技術(shù)； 是位于企業(yè)上層消費(fèi)方案和底層工業(yè)控制之間、面向車間層的管理信息系統(tǒng)。3.1 制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)MES在整個(gè)企業(yè)信息集成系統(tǒng)中承上啟下，是消費(fèi)活動(dòng)與管理活動(dòng)信息溝通的橋梁。MES采集從接受訂貨到制成最終產(chǎn)品全過(guò)程的各種數(shù)據(jù)和形狀信息，目的在于優(yōu)化和改善制造活動(dòng)。它強(qiáng)調(diào)是當(dāng)前視角，即準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。從對(duì)實(shí)時(shí)的要求而言，假設(shè)說(shuō)控制層要求的實(shí)時(shí)的時(shí)間系數(shù)為

7、1，那么,MES的時(shí)間系數(shù)為10,ERP的時(shí)間系數(shù)為100可控性可視性MES特征: 3.1 制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)功能模型: MESA O/DSDPRA&CDCPT&GPALMMMPMQMDC&A資源分配及控制 RA&C消費(fèi)作業(yè)方案 O/DS 消費(fèi)調(diào)度 DP質(zhì)量管理 QM消費(fèi)過(guò)程管理 PM 文檔控制 DC數(shù)據(jù)采集 DC&A勞動(dòng)力管理 LM設(shè)備維護(hù)管理 MM產(chǎn)品跟蹤與追溯 PT&G 性能分析 PASCMService/RepairAPSERPCRMPCSPLMPDM/CMC3.1 制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)MES規(guī)范的進(jìn)展: ANSI/ISA-95規(guī)范-企業(yè)與控制系統(tǒng)集成規(guī)范 1ANSI/I

8、SA-95.00.01，企業(yè)-控制系統(tǒng)集成，第一部分：模型和術(shù)語(yǔ)；包括規(guī)范的術(shù)語(yǔ)和對(duì)象模型(信息交換) (Approved July 15,2000; 2021: IEC/ISO 62264-1; GB/T 20720.1)2ANSI/ISA-95.00.02，企業(yè)-控制系統(tǒng)集成，第二部分：對(duì)象模型屬性；由第一部分中的定義的每一個(gè)對(duì)象的屬性組成。 (Approved October 17,2001; 2021:IEC/ISO 62264-2; GB/T 20720.2)3ANSI/ISA-95.00.03，企業(yè)-控制系統(tǒng)集成，第三部分：制造過(guò)程管理活動(dòng)模型；集中在第三層消費(fèi)/MES層上的功能和

9、活動(dòng)。 (Approved June 6, 2005; 2021:IEC/ISO 62264-3; GB/T 20720.3)4 ANSI/ISA-95.00.04 ，第四部分：定義制造運(yùn)作管理對(duì)象模型屬性 制定中 5 ANSI/ISA-95.00.05 ，第五部分：定義商業(yè)系統(tǒng)和制造業(yè)之間信息買賣 (Approved January 10,2007)3.1 制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)來(lái)源:美國(guó) Logica MES Centre of Excellence公司的MES Product Survey 2007/2021 報(bào)告國(guó)外MES行業(yè)分布:1 電子2 汽車3 食品&飲料4 機(jī)械&工具5 制

10、藥6 半導(dǎo)體7 塑料&橡膠3.1 制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)國(guó)內(nèi)的MES運(yùn)用集中在冶金、石化、汽車、煙草和電子等幾大行業(yè)。冶金、石化、汽車等為國(guó)內(nèi)較早開(kāi)場(chǎng)信息化建立的行業(yè)，輕工、紡織等行業(yè)啟動(dòng)那么較晚。流程/混合流程行業(yè)運(yùn)用要好于離散行業(yè) 我國(guó)曾經(jīng)運(yùn)用和正在建立MES的鋼鐵企業(yè)共有30多家，他們的鋼鐵產(chǎn)量占全國(guó)鋼鐵總產(chǎn)量的50%以上。 煙草行業(yè)大約有1/3左右的消費(fèi)廠曾經(jīng)實(shí)施了MES系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)MES行業(yè)分布:3.1 制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)MESA 調(diào)查分析結(jié)果：消費(fèi)周期縮短45%； 數(shù)據(jù)輸入時(shí)間縮短75%；在制品減少24%； 文書(shū)任務(wù)減少61%；交貨期縮短27%； 不合格產(chǎn)品降低18%；文

11、書(shū)喪失減少56%。MES給企業(yè)帶來(lái)的效益3.1 制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)3.1 制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)MES相關(guān)技術(shù)：制造執(zhí)行系統(tǒng)平臺(tái)與集成技術(shù)基于MES規(guī)范的制造過(guò)程建模技術(shù)數(shù)據(jù)采集與過(guò)程跟蹤技術(shù) 產(chǎn)質(zhì)量量診斷/控制/調(diào)整技術(shù)SPCDA不同消費(fèi)類型的高級(jí)排產(chǎn)與調(diào)度技術(shù)APS設(shè)備缺點(diǎn)診斷與預(yù)防性維護(hù)技術(shù)制造系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)技術(shù)自主研發(fā)了MES開(kāi)發(fā)與運(yùn)轉(zhuǎn)平臺(tái)：MessageBusDB ManagerDataReaderDataWriterAlarm SPCGateWayMES運(yùn)用套件消費(fèi)管理過(guò)程跟蹤建模工具工廠模型產(chǎn)品模型事件模型執(zhí)行模型異構(gòu)數(shù)據(jù)源適配器實(shí)時(shí)歷史庫(kù)OPCRS232質(zhì)量管理產(chǎn)品管

12、理效率分析Calculation MgrMES企業(yè)集成銜接器ERPCRMInfo Publish EngineData Mining EngineMES信息門戶耐久存儲(chǔ) SQL Server 2005SDK中心效力3.1 制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)3.1 制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)制造過(guò)程建模方法與可視化技術(shù)：產(chǎn)品模型-工廠模型關(guān)聯(lián)執(zhí)行模型-工廠模型關(guān)聯(lián)執(zhí)行模型-產(chǎn)品模型關(guān)聯(lián)消費(fèi)線參數(shù)工位車間制造過(guò)程建模方法與可視化技術(shù)：3.1 制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)工廠模型：消費(fèi)線/工藝段/設(shè)備實(shí)現(xiàn)工藝段與質(zhì)量檢測(cè)點(diǎn)和保證工藝參數(shù)的設(shè)備及控制變量的關(guān)聯(lián)實(shí)現(xiàn)消費(fèi)線/設(shè)備模型與形狀信息和消費(fèi)信息的關(guān)聯(lián)間隙丈

13、量及墊片自動(dòng)選裝系統(tǒng)帶鈕距傳感器的電動(dòng)擰緊工具帶位移和壓力傳感器的壓裝機(jī)基于圖像的自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備的數(shù)據(jù)采集與集成： (可視化)3.1 制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)變速箱綜合性能加載實(shí)驗(yàn)臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)綜合性能實(shí)驗(yàn)臺(tái)關(guān)鍵設(shè)備的數(shù)據(jù)采集與集成： (可視化)3.1 制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)磁導(dǎo)航帶RFID定位的AGV物流小車工業(yè)智能打標(biāo)機(jī)RFID托盤跟蹤手持PDA物料掃描關(guān)鍵設(shè)備的數(shù)據(jù)采集與集成： (可視化)3.1 制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)防錯(cuò)裝控制產(chǎn)品A零件所在料位產(chǎn)品B零件所在料位產(chǎn)品A方案執(zhí)行產(chǎn)品B方案執(zhí)行MES運(yùn)用系統(tǒng)PLC利用料架上的指示燈，指示操作者獲取正確的物料智能料架工藝執(zhí)行、質(zhì)量、

14、防錯(cuò)漏等在線控制才干 (可控化)3.1 制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)MES運(yùn)用系統(tǒng)產(chǎn)品A工藝產(chǎn)品B工藝產(chǎn)品A方案執(zhí)行產(chǎn)品B方案執(zhí)行PLC工位計(jì)算機(jī)壓機(jī)壓力超越工藝要求產(chǎn)生報(bào)警提示并同時(shí)控制壓機(jī)停頓動(dòng)作工藝執(zhí)行、質(zhì)量、防錯(cuò)漏等在線控制才干 (可控化)3.1 制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)物料跟蹤例如:Part APart BPart C分總成APart MPart N零件數(shù)量時(shí)間批次Part A105-08:450512021Part B205-08:450412021Part C105-08:450510001MES對(duì)分總成A的跟蹤記錄表示裝配者工人甲在制品A托盤/AGV總裝配線報(bào)完工零件數(shù)量時(shí)間批

15、次Part M105-08:450512021Part N205-08:450412021分總成A105-08:450510001MES對(duì)在制品A的跟蹤記錄表示裝配者工人乙基于事件&時(shí)間序列的制造過(guò)程跟蹤和追溯才干 (可控化)3.1 制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)基于事件和時(shí)間序列的過(guò)程跟蹤與控制模型ERP方案跟蹤過(guò)程工位料架人員離線質(zhì)量零件詳細(xì)排產(chǎn)總裝方案總裝過(guò)程投料總裝開(kāi)場(chǎng)總裝終了運(yùn)用零件信息班組登錄壓機(jī)擰緊工具測(cè)試料架實(shí)踐工藝參數(shù)、設(shè)備形狀、人員操作種類數(shù)量供應(yīng)商料架設(shè)備投料運(yùn)用零件信息種類數(shù)量供應(yīng)商分裝開(kāi)場(chǎng)分裝終了分裝過(guò)程消費(fèi)過(guò)程實(shí)踐工藝參數(shù)、設(shè)備形狀、人員操作實(shí)踐工藝參數(shù)、設(shè)備形狀、人員

16、操作實(shí)踐工藝參數(shù)、設(shè)備形狀、人員操作時(shí)序質(zhì)量信息質(zhì)量信息3.1 制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)產(chǎn)品質(zhì)量故障原因查找生產(chǎn)線效率分析及生產(chǎn)節(jié)拍的改進(jìn)根據(jù)跟蹤信息進(jìn)行控制查找同該批次物料關(guān)聯(lián)的所有產(chǎn)品產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程工藝參數(shù)查詢查找問(wèn)題產(chǎn)品所用物料的批次查找問(wèn)題產(chǎn)品相關(guān)的操作人員生產(chǎn)過(guò)程跟蹤基于事件&時(shí)間序列的制造過(guò)程跟蹤和追溯才干 (可控化)3.1 制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)物料配送清單及批次采集基于事件&時(shí)間序列的制造過(guò)程跟蹤和追溯才干 (可控化)關(guān)鍵工藝測(cè)試數(shù)據(jù)參數(shù)柴油機(jī)產(chǎn)品的制造過(guò)程檔案：(物料批次、試漏/擰緊/試車工藝參數(shù)、人員、操作時(shí)間)基于消費(fèi)過(guò)程跟蹤模型的典型運(yùn)用-朝陽(yáng)柴油機(jī)總裝MES系統(tǒng)3

17、.1 制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)基于消費(fèi)過(guò)程跟蹤模型的典型運(yùn)用宇通客車MES系統(tǒng)基于事件&時(shí)間序列的制造過(guò)程跟蹤和追溯才干 (可控化)3.1 制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)基于事件&時(shí)間序列的制造過(guò)程跟蹤和追溯才干 (可控化)基于消費(fèi)過(guò)程跟蹤模型的典型運(yùn)用-宇通客車MES系統(tǒng)3.1 制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)基于事件&時(shí)間序列的制造過(guò)程跟蹤和追溯才干 (可控化)基于消費(fèi)過(guò)程跟蹤模型的典型運(yùn)用-宇通客車MES系統(tǒng)3.1 制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)瓶頸車間的調(diào)度問(wèn)題 (優(yōu)化)基于消費(fèi)過(guò)程跟蹤模型的典型運(yùn)用-宇通客車MES系統(tǒng)3.1 制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)方案排產(chǎn)消費(fèi)周期緊縮 涂裝車間現(xiàn)平均單車實(shí)踐

18、消費(fèi)周期約55小時(shí)，方案排產(chǎn)緊縮消費(fèi)周期約10小時(shí)方案排產(chǎn)吊裝滿足率 由于方案排產(chǎn)采用根據(jù)吊裝方案的倒排產(chǎn)算法，實(shí)際上100%滿足吊裝。方案排產(chǎn)設(shè)備利用率 現(xiàn)涂裝車間設(shè)備利用率約50%，詳細(xì)方案排產(chǎn)提高設(shè)備利用率到約70%瓶頸車間的調(diào)度問(wèn)題 (優(yōu)化)3.1 制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)MES運(yùn)用與協(xié)作：3.1 制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)汽車行業(yè)裝配消費(fèi)線大同變速箱裝配消費(fèi)線MES系統(tǒng)陜西FAST變速箱裝配消費(fèi)線MES系統(tǒng)株洲歐格瑞變速器裝配實(shí)驗(yàn)線MES系統(tǒng)東風(fēng)朝陽(yáng)柴油機(jī)總裝消費(fèi)線MES系統(tǒng)浙江萬(wàn)里揚(yáng)變速箱裝配消費(fèi)線MES系統(tǒng)鄭州宇通客車消費(fèi)線MES系統(tǒng)行業(yè)運(yùn)用離散加工企業(yè)沈陽(yáng)第一機(jī)床廠MES系統(tǒng)

19、長(zhǎng)春55所柔性制造系統(tǒng)MES系統(tǒng)流程&混合流程鞍鋼冷軋薄板廠MES系統(tǒng)吉林煙草工業(yè)公司延吉卷煙廠制絲車間MES系統(tǒng)吉林煙草工業(yè)公司延吉卷煙廠廠級(jí)MES系統(tǒng)MES運(yùn)用與協(xié)作：3.1 制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)技術(shù)國(guó)內(nèi)獨(dú)一GE 智能平臺(tái)高級(jí)處理方案供應(yīng)商 國(guó)際結(jié)合實(shí)驗(yàn)室 三、相關(guān)單元技術(shù)及典型運(yùn)用引見(jiàn)1、制造執(zhí)行系統(tǒng)技術(shù)MES2、網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)3、公用配備技術(shù)3.2 網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)(NetworkedControlSystem，NCS，即網(wǎng)絡(luò)化的控制系統(tǒng)，又稱為控制網(wǎng)絡(luò)。分布式控制系統(tǒng)或稱集散控制系統(tǒng)DCS、工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)(FCS)都屬于網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。這表達(dá)了控制系統(tǒng)正向網(wǎng)絡(luò)化、

20、集成化、分布化、節(jié)點(diǎn)智能化的方向開(kāi)展。3.2 網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)：現(xiàn)場(chǎng)總線Fieldbus是一種數(shù)字化的串行雙向通訊系統(tǒng)。這一技術(shù)可將一切現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備傳感器、變送器、執(zhí)行器和數(shù)據(jù)采集模板等與控制器用一根電纜光纜或無(wú)線銜接在一同，構(gòu)成設(shè)備及車間級(jí)的數(shù)字化通訊網(wǎng)絡(luò)，可完成現(xiàn)場(chǎng)形狀監(jiān)測(cè)、控制、遠(yuǎn)程參數(shù)化等功能。自動(dòng)控制和顯示系統(tǒng)PLF現(xiàn)場(chǎng)總線車間現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備減少連線和安裝傳統(tǒng)的 4-20 mA 連線每臺(tái)設(shè)備需求一個(gè)平安柵和一對(duì)連線現(xiàn)場(chǎng)總線連線多臺(tái)設(shè)備共用一個(gè)平安柵和一根總線控制器控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)總線4-20 mA輸入/輸出子系統(tǒng)I.S.I.S.I.S.I.S.控制器控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)3.2 網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)

21、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：提高控制功能的分散性傳統(tǒng)型現(xiàn)場(chǎng)總線型有些控制和 I/O 功能可以轉(zhuǎn)移到現(xiàn)場(chǎng)儀表?？刂破骺刂葡到y(tǒng)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)總線4-20 mA輸入/輸出子系統(tǒng)PIDPIDAI AIAOAO控制器控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)3.2 網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：添加信息的交互量傳統(tǒng) 4-20 mA單變量單向現(xiàn)場(chǎng)總線多變量雙向控制器控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)總線輸入/輸出子系統(tǒng)控制器控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)3.2 網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：擴(kuò)展了操作視野傳統(tǒng) 4-20 mA只能看到 I/O 子系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線視野可以擴(kuò)展到現(xiàn)場(chǎng)儀表控制器控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)總線遠(yuǎn)程輸入/輸出子系統(tǒng)控制器控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)3.2 網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：過(guò)

22、程自動(dòng)化PAFoundation Fieldbus H1 Profibus PAHART工廠自動(dòng)化FADeviceNet/ControlNetProfibus DPCANopenModbus3.2 網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)主流的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)：工業(yè)以太網(wǎng)(Ethernet)技術(shù)3.2 網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的局域通訊逐漸被以太網(wǎng)壟斷，過(guò)程控制領(lǐng)域中上層的通訊也逐漸一致到以太網(wǎng)和快速以太網(wǎng)。以太網(wǎng)被用于網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)已成為一種開(kāi)展趨勢(shì)；以太網(wǎng)技術(shù)具有數(shù)字式互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、互操作性、開(kāi)放性和高網(wǎng)絡(luò)性能，是最符合網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線的特點(diǎn)，工業(yè)以太網(wǎng)成為現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的開(kāi)展方向；現(xiàn)場(chǎng)總線向工業(yè)以太網(wǎng)方向開(kāi)展Foun

23、dation Fieldbus - HSEHighSpeedEthernetProfibus - PROFINETDeviceNet/ControlNet - EtherNet/IPModbus - Modbus IDAEPA國(guó)內(nèi)自主規(guī)范Ethernet POWERLINKEtherCATSERCOS III要滿足：實(shí)時(shí)性、確定性、可靠性工業(yè)要求工業(yè)以太網(wǎng)(Ethernet)技術(shù)3.2 網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)工業(yè)無(wú)線技術(shù)3.2 網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)非接觸傳輸，特別適用于惡劣環(huán)境或振動(dòng)、高速旋轉(zhuǎn)對(duì)象的監(jiān)控降低安裝本錢、繼續(xù)降低運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)本錢 改換方便，便于晉級(jí)減少接插件缺點(diǎn)，挪動(dòng)自在且不受限制工廠測(cè)控方式的變革

24、傳統(tǒng)以為本錢過(guò)高，無(wú)法大規(guī)模部署傳感器進(jìn)展監(jiān)測(cè)的運(yùn)用成為能夠。工業(yè)無(wú)線技術(shù)3.2 網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)ARC預(yù)測(cè)：20212021年，工廠設(shè)備安康維護(hù)相關(guān)市場(chǎng)將以每年200的速度增長(zhǎng)。美國(guó)總統(tǒng)科技顧問(wèn)委員會(huì)在“面向21世紀(jì)的聯(lián)邦能源研討與開(kāi)展規(guī)劃中指出：工業(yè)無(wú)線技術(shù)的運(yùn)用將使工業(yè)消費(fèi)效率提高10，并使排放和污染降低25。Wireless HART規(guī)范于2021年9月成為國(guó)際規(guī)范ISA100.11a規(guī)范于2021年4月正式發(fā)布WIA-PA國(guó)內(nèi)自主規(guī)范規(guī)范于2021年10月成為國(guó)際規(guī)范工業(yè)無(wú)線技術(shù)3.2 網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)工業(yè)無(wú)線技術(shù)3.2 網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)Emerson智能無(wú)線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品 (基于Wireles

25、s HART規(guī)范)工業(yè)無(wú)線技術(shù)3.2 網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)Honeywell無(wú)線產(chǎn)品(基于ISA100.11a規(guī)范)工業(yè)自動(dòng)化儀表方面：國(guó)內(nèi)獨(dú)一符合IEC61158協(xié)議規(guī)范的低功耗芯片支持FF H1、Profibus PA規(guī)范設(shè)備開(kāi)發(fā)在堅(jiān)持功耗60A低于同類產(chǎn)品目的的前提下內(nèi)嵌4KSRAM，能有效簡(jiǎn)化芯片用戶的開(kāi)發(fā)任務(wù)量自主HART 芯片HT1200M 中心芯片符合HART協(xié)議國(guó)際規(guī)范，低功耗和性能目的完全到達(dá)國(guó)外同類先進(jìn)產(chǎn)品程度。通訊芯片F(xiàn)BC0409通訊芯片HT1200M3.2 網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)總線智能儀表全套處理方案FF/HART/Profibus PA現(xiàn)場(chǎng)總線芯片F(xiàn)F/HART/Profi

26、bus PA現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議FF/HART/Profibus PA現(xiàn)場(chǎng)總線通訊卡/儀表圓卡FF/HART/Profibus PA現(xiàn)場(chǎng)總線控制運(yùn)用功能塊工業(yè)自動(dòng)化儀表方面3.2 網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)牽頭制定工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)國(guó)家規(guī)范(WIA-PA)2021年10月成為IEC國(guó)際規(guī)范3.2 網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)工業(yè)無(wú)線技術(shù)方面系統(tǒng)級(jí)模塊 + 協(xié)議級(jí)模塊級(jí)OEM裸模塊傳感器網(wǎng)絡(luò)硬件平臺(tái)OEM協(xié)議級(jí)模塊開(kāi)發(fā)套件工具軟件儀表整機(jī)網(wǎng)關(guān)組態(tài)軟件效力技術(shù)咨詢技術(shù)效力技術(shù)開(kāi)發(fā)3.2 網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)工業(yè)無(wú)線技術(shù)方面3.2 網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)工業(yè)無(wú)線技術(shù)方面壓力計(jì)：中科博微公司 溫度計(jì)：上海自動(dòng)化儀表所 粉塵濃度傳感器：川儀公司壓力變送器：

27、偉岸測(cè)儀閥門定位器：浙江中控電磁流量計(jì)：北京天宇藍(lán)翔與國(guó)內(nèi)儀表企業(yè)親密協(xié)作，開(kāi)發(fā)出10余種無(wú)線智能儀表樣機(jī)，在企業(yè)示范運(yùn)用WIAPA電機(jī)能效在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)無(wú)線方式監(jiān)測(cè)電機(jī)和電爐的運(yùn)轉(zhuǎn)形狀，實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)轉(zhuǎn)及缺點(diǎn)預(yù)測(cè)維護(hù)3.2 網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)工業(yè)無(wú)線技術(shù)方面智能電網(wǎng)和工業(yè)無(wú)線儀表3.2 網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)工業(yè)無(wú)線技術(shù)方面三、相關(guān)單元技術(shù)及典型運(yùn)用引見(jiàn)1、制造執(zhí)行系統(tǒng)技術(shù)MES2、網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)3、公用配備技術(shù)1997年完成國(guó)內(nèi)第一臺(tái)全自動(dòng)肋骨彎淬機(jī)床電氣控制系統(tǒng)2001年和2002年先后完成了三臺(tái)改良型肋骨彎淬機(jī)床電氣控制系統(tǒng)曲率半徑檢測(cè)和閉環(huán)控制已懇求了國(guó)家專利工程獲得了中國(guó)科學(xué)院科技提高三等獎(jiǎng)3.3工業(yè)機(jī)器人與公用配備技術(shù)典型實(shí)例: 全自動(dòng)