自動化簡介以及發展形勢

2022-08-29 02:00:06 字數 2770 閱讀 2488

一、工業自動化技術簡介

工業自動化技術是一種運用控制理論、儀器儀表、計算機和其他資訊科技,對工業生產過程實現檢測、控制、優化、排程、管理和決策,達到增加產量、提高質量、降低消耗、確保安全等目的綜合性高技術,包括工業自動化軟體、硬體和系統三大部分。

工業自動化技術作為20世紀現代製造領域中最重要的技術之一,主要解決生產效率與一致性問題。無論高速大批量製造企業還是追求靈活、柔性和定製化企業,都必須依靠自動化技術的應用。

自動化系統本身並不直接創造效益,但它對企業生產過程起著明顯的提公升作用:

(1)提高生產過程的安全性;

(2)提高生產效率;

(3)提高產品質量;

(4)減少生產過程的原材料、能源損耗。

據國際權威諮詢機構統計,對自動化系統投入和企業效益方面提公升產出比約1:4至1:6之間。

特別在資金密集型企業中,自動化系統佔裝置總投資10%以下,起到「四兩撥千金」的作用。

傳統的工業自動化系統即機電一體化系統主要是對裝置和生產過程的控制,即由機械本體、動力部分、測試感測部分、執行機構、驅動部分、控制及訊號處理單元、介面等硬體元素,在軟體程式和電子電路邏輯的有目的的資訊流引導下,相互協調、有機融合和整合,形成物質和能量的有序規則運動,從而組成工業自動化系統或產品。

近年來,隨著控制技術、計算機、通訊、網路等技術的發展,資訊互動溝通的領域正迅速覆蓋從工廠的現場裝置層到控制、管理各個層次。工業控制機系統一般是指對工業生產過程及其機電裝置、工藝裝備進行測量與控制的自動化技術工具(包括自動測量儀表、控制裝置)的總稱。今天,對自動化最簡單的理解也轉變為:

用廣義的機器(包括計算機)來部分代替或完全取代或超越人的體力。

二、工業自動化與工業資訊化的關係

工業資訊化是指在工業的生產、管理、經營過程中,通過資訊基礎設施,在整合平台上,實現資訊的採集(感測器及儀器儀表)、資訊的傳輸(通訊)、資訊的處理(計算機)以及資訊的綜合應用(自動化、管理、經營等功能)等都是資訊化的內容。

工業控制系統是計算機技術與自動控制技術結合的產物,不僅是計算機的重要門類,而且是實現工業生產自動化,優質、高產、低耗,提高工業企業經濟效益的重要技術手段。發展工控機對實現工業現代化、促進產業資訊化和振興經濟有重要意義,調查工控機的市場對發展工控機和改造傳統產業以及促進兩個根本轉變都有很大意義。

三、自動化系統組成

工業控制系統指對工業生產過程及其機電裝置、工藝裝備進行測量與控制的自動化技術工具(包括自動測量儀表、控制裝置)的總稱。工業自動化系統以構成的軟、硬體可分類為:自動化裝置、儀器儀表與測量裝置、自動化軟體、傳動裝置、計算機硬體、通訊網路等。

(1)自動化裝置:包括可程式設計序控制器(plc)、感測器、編碼器、人機介面、開關、斷路器、按鈕、接觸器、繼電器等工業電器及裝置;

(2)儀器儀表與測量裝置:包括壓力儀器儀表、溫度儀器儀表、流量儀器儀表、物位儀器儀表、閥門等裝置;

(3)自動化軟體:包括計算機輔助設計與製造系統(cad/cam)、工業控制軟體、網路應用軟體、資料庫軟體、資料分析軟體等;

(4)傳動裝置:包括調速器、伺服系統、運動控制、電源系統、馬達等;

(5)計算機硬體:包括嵌入式計算機、工業計算機、工業控制計算機等;

四、工業自動化系統產品種類

工業自動化系統產品一般可分成下列幾類:

(1)可程式設計序控制器(plc):按功能及規模可分為大型plc(輸入輸出點數>1024),中型plc(輸入輸出點數256~1024)及小型plc(輸入輸出點數<256點)。

(2)分布式控制系統(dcs):又稱集散控制系統,按功能及規模亦可分為多級分層分布式控制系統、中小型分布式控制系統、兩級分布式控制系統。

(3)工業pc機:能適合工業惡劣環境的pc機,配有各種過程輸入輸出介面板組成工控機。近年又出現了pci匯流排工控機。

(4)嵌入式計算機及oem產品,包括pid調節器及控制器

我國目前工業自動化市場特點

自動化產業涉及電力、電子、計算機、人工智慧、通訊、機電等諸多領域,屬綜合學科產業。具備如下特點:

1、產品技術含量高,專業性強,

2、廠商眾多:全球廠商達20萬家。僅變頻器的生產商就達2000余家。

3、產品繁多:至今無法形成統一確切的分類標準。業內第一門戶**;中國自動化學會的唯一門戶**及合作**中國工控網目前分類達16個大項,200餘個小項,但仍屬提綱挈領。

4、應用廣泛:遍及冶金、石油、化工、紡織、造紙、機械、工具機、汽車、航空航天、樓宇、環境工程等所有工業及民用領域。

5、市場巨大:2023年我國工控機市場規模為170~207億元人民幣,如將傳動產品、流體控制產品、感測器、儀器儀表、自動化軟體產品及樓宇、環保等市場需求的迅速崛起等統計在內,市場規模將遠遠超過這一數字,保守的估計應為1000億元。 從目前中國的工控及自動化市場發展來看,中國擁有世界最大的市場,而中國的工控業發展又相對滯後。

傳統工業技術改造、工廠自動化、企業資訊化需要大量的工業自動化系統,潛在市場巨大。

6、自動化企業規模太小,有信譽的品牌產品還未形成;

7、自動化企業多數急功近利,沒有投入,人員不穩,不能形成積累;

8、多數自動化企業沒有明顯的核心技術能力,缺乏後勁,國產系統就總體水平與國際著名品牌系統相比還有差距,特別是在應用平台和開放性方面等;

9、國內自動化系統企業綜合業務能力差,系統產品系列不全等。

我國自動化系統產品需求分析

目前,我國的pl主要用在各種爐窯、工具機、機械、冶金、各種生產線、鐵路、水處理裝置等等。

使用者選用plc產品仍以國外產品為主,並以siemens、modicon、a-b公司、omron、ge公司和三菱等產品為多。

據專家估計,國內plc產品的年增長率為12%,以滿足石油、化工、電力、市政等行業技改的需要,到2023年全國plc需求量將達到25萬套左右,約人民幣35~45億元。

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