發布日期：2022-10-09 點擊率：74
工控機的發展趨勢
世界上工業控制計算機市場估計為*$$ 78$$億美元，其中/-09 :$億美元，嵌入式系統9 :$ 7;$億美元，1-09 ’$ 7*$億美元，6,-9 ;$ 7<$億美元，,.-9 ;$ 7<$億美元，數控9 $ 7<$億美元。并以每年!$ 7!#+的速度增長。’" ! /-0 %集散控制系統&雖然現場總線為基礎1-0發展很快=并將最終取代傳統的/-0，但1-0發展有很多工作要做，如統一標準，儀表智能化等。而傳統控制系統的維護和改革還需要/-0等，因此1-0完全取代傳統的/-0有個較長的過程。當前工業控制計算機仍以大系統、分散對象、連續生產過程 %如：冶金、石化、電力&為主，采用分布式系統結構的分散型控制系統仍在發展。由于開放結構和集成技術的發展，促使大型分散型控制系統銷售增加。/-0!>>;年銷售為8#億美元。世界上主要/-0供應商為：?@ABCDBEE、FGHEBC、IBJKHAL?@MJB、5FF、1@NO@P@、0HBQBAJ、4R3S、橫河、日本山武霍納威爾等。在工控機中/-0是受計算機技術影響最大、反應最快的一種。/-0主要發展趨勢為：%! & /-0向綜合方向發展，由于標準化數據通信鏈路和通信網絡的發展，將各種單 %多& 回路調節器、,.-、工業,-、T-等工控設備構成大系統，以滿足工廠自動要求，并適應開放化的大趨勢。%’ & /-0向智能化方向發展，由于數據庫系統、推理機能等的發展，尤其是知識庫系統%UF0 &和專家系統 %40 &的應用，如自學習控制、遠距離診斷、自尋優等，人工智能會在/-0各級實現。和11現場總線類似，以微處理器為基礎的智能設備，如智能6 ) S、
智能,6/控制、智能傳感器、變送器、執行器、智能人機接口、可編程調節器相繼出現。%* & /-0工業,-化，由6,-組成/-0成為一大趨勢，,-作為/-0的操作站或節點機已經很普遍，,- 7,.-、,- 70V/、,- 7T-等就是,- 7/-0的先驅。%8 & /-0專業化，/-0為更適合各相應領域的應用，就要進一步了解這個專業的工藝和應用要求，以逐步形成如核電/-0、變電站/-0、玻璃/-0、水泥/-0等。’" ’數控裝置<$年代以來，為適應12-、120、-52、-620的發展需要，數控裝置采用大規模、超大規模集成電路，提高柔性，功能和效率。%! & ,-化：由于大規模集成電路制造技術的高速發展，,-硬件結構做得很小，-,R的運行速度越來越高，存儲容量很大。,-機大批量生產，成本大大降低，可靠性不斷提高。,-機的開放性，IHAW@DJ的應用，更多的技術人員的應用和軟件開發，使,-機的軟件極為豐富。,-機功能已經很強，-5/ ) -52的軟件已大量由小型機，工作站向,-機移植，三維圖形顯示及工藝數據已經在,-機上建立。因此，,-機已成為開發-T-系統的重要的資源與途徑。%’ &交流伺服化：交流伺服系統恒功率范圍已做到!：8，速度范圍可達成!：!$$$，基本與直流伺服相當。交流伺服體積小，價格低，可靠性高，應用越來越廣泛。%* &高功能的數控系統向綜合自動化方向發展：為適應120、-620、無人化工廠的要求，發展與機器人、自動化小車、自動診斷跟蹤監視系統等的聯合;發展控制與管理集成系統，已成為國際上數控系統的方向。!" #方便使用：改善人機接口，簡化編程、操作面板使用符號鍵，盡量采用對話方式等，以方便用戶使用。!$ #柔性化和系統化：目前數控系統均采用模塊結構，其功能覆蓋面大，從三軸兩聯動的機床到多達到%"軸以上的柔性加工單元。自&’年代以來，以數控機床為主的各類柔性生產系統應運而生。按其規格、自動化程度和控制方式的不同，可分為柔性制造單元、柔性制造系統，柔性流水線、獨立制造島、計算機集成制造系統和智能制造系統等。!( #小型化：由于半導體電路高度集成化、封裝三維化、電路板插三維化，使)*裝置進一步小型化，在)*
裝置的操作單元用+,+!薄膜晶體管# 彩色液晶顯示器、觸摸屏取代*-+，厚度僅為*-+的. / "。!0 #高速化：為實現高速加工，主軸必須高速化，1*主軸馬達最高速為.&’’’’轉/分。最高進給速度.%’米/分以上。!& #高效化：實現高效加工，縮短非切削時間和加工周期的關鍵是提高23*!可編程機床控制器#的處理器，隨著處理內容復雜化，23*的編程語言成了問題，雖然*語言和214*15已經實用化，但為置換梯形圖語言，還需要使用順控流程圖!4,*#那樣的視圖用語言。!6 #高精度：提高加工精度，高分辨率旋轉編碼器必不可少。為在超精密加工領域能實現’7 ’’.微米的精度，必須開發超高分辨率的編碼器，’7 ’’’.微米最小設定單位的)*裝置。為在加工中即使負荷變動，伺服系統的特性也保持不變，還需采用控制和魯棒!-89:;< #控制。在伺服系統的控制中，用高速微處理器，采用基于現代控制論前饋控制、二自由度控制、學習控制等。其數字控制系統的跟蹤誤差不超過%微米。!.’ #機械智能化：在)*領域內是一種新技術。所謂機械智能化功能，是指機械自身可補償因溫度、機械負荷等引起的機械變形的功能。這就需要檢測主軸負荷、主軸及機座變形的傳感器和處理傳感器輸出信號的電路。這種傳感器自身具有信號處理功能，所以叫智能傳感器。人工智能將實用于處理信號的23*中。
診斷維修智能化：故障的診斷與維修是)*的重要技術。基于1=專家系統的故障診斷已存在，現在主要是建立用于診斷故障的數據庫。把)*裝置通過=>A<和=>A<與中央計算機相連接，使其具有遠距離診斷的功能。進一步的發展是預維修系統，即在故障將要發生前把將要發生故障的部件更換下來的系統，它需要通過智能傳感器、高速23*及大型數據庫來實現。%7 B 25*!可編程序控制器#目前，全世界約有25*生產廠家約%’’家，生產B’’多個品種。全球25*發運件數.6&&年為."$(萬件，.666年為.(%’萬件，%’’’年達到.00&萬件。在.66$年發運的25*中，按最終用戶分：汽車占%BC;糧食加工占.(7 "C;化學/制藥占."7 (C;金屬/礦山占..7 $C;紙漿/造紙占..7 BC;其它占%B7 (C。由于*=34、工程自動化和過程控制等大系統和復雜的應用要求，25*主要發展趨勢為：!. #高功能、高速度、大容量的發展方向，形成與D*4相抗爭的大系統。!% #網絡化和通信強化通信能力是25*重要發展方向。網絡以態化已經很成功，并注意到現場總線的發展。!B #編程語言多樣化. # 4,*因有不少優點而成為編程語言的一個重要發展方向;% #大型25*正越來越多地使用*、E14=*等高級語言編程;B #采用多種語言聯合編程。!" # 25*和其他工控機聯合，25*和其他控制系統之間界限越來越模糊，在應用方面也出現了類似的情況。最流行的向2*技術融合，25*日益加速滲入到D*4中，25*走進*)*的領地。25*自身控制也分散化。相對2*為基礎的控制器，優勢在小型25*上。
國 外 著 名25*生 產 廠 家 有 ：1 F E公 司 、4GAHA>;、IJ F ,1)K*、38LGM@>電子公司、法國+J公司、三菱電子公司、N3-N)電子公司等。%7 " =2*!工業2*#因2*機硬、軟件資源豐富、產量大、價格低、質量高，為廣大技術人員所熟悉和認可。目前，2*機占通用計算機6$C以上。這是工業2*熱的基礎。搞工控的專家和技術人員自然想賦予2*總線更高的使命，擬讓它在過程控制、制造自動化、樓宇自動化等面扮演重要角色。作為與!"#、$%"成鼎足之熱的&$"市場在擴大，尤其是在我國。&$"機箱中插入各種高性能的"$’卡、()*、(+* , -./01電子盤、各類外設卡及工業& , +卡，便構成了一個工業過程控制&$"硬件系統。23 4結構上，采用平板式顯示器與觸摸屏：除適合卡板豎插的356機箱結構，還普遍推出前后插的機箱結構;適用于中小系統的一體化結構 2整個系統都在一個機箱內4。27 4應用上，和通用$"機一樣，應用領域越來越廣泛，除傳統的過程控制、制造自動化外，還向樓宇自動化、公路收費等控制、管理方面擴展應用。28 4嵌入式$"嵌入式計算機：“嵌入”29:;<=<= 4到設備內部，提供用戶接口，管理數據輸入、輸出、指導設備工作的計算機。目前國內在嵌入式設計中使用最多的還是>?8>@和>?A>@，這種"$’性能價格比高，有&BC<.、&D*、"EFGH、)*!和I&等著名"$’制造商支持，以及豐富的軟件2包括操作系統、開發工具和應用軟件4支撐。嵌入式$"能在惡劣環境下 2如高溫、潮濕和震動等4 長期可靠工作。嵌入式$"平均無故障時間2*DI- 4為3????? J3K????小時，而臺式機僅為3???? J3K???小時。硬件、軟件和工業$"差不多。
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