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工業(yè)控制
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自動(dòng)化控制系統(tǒng)
添加時(shí)間:2018-08-13

  一定義

  工業(yè)控制機(jī)系統(tǒng)一般是指對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程及其機(jī)電設(shè)備、工藝裝備進(jìn)行測量與控制的自動(dòng)化技術(shù)工具(包括自動(dòng)測量儀表、控制裝置)的總稱。但這里所指的工控機(jī)系統(tǒng)主要指計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),即用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)備(包括軟件、硬件設(shè)備),不包括傳感器、檢測儀表和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

  二分類

  工控機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)品一般可分成下列幾類:

  2.1可編程序控制器(PLC)

  按功能及規(guī)??煞譃榇笮蚉LC(輸入輸出點(diǎn)數(shù)>1024),中型PLC(輸入輸出點(diǎn)數(shù)256?1024)及小型PLC(輸入輸出點(diǎn)數(shù)<256點(diǎn))。

  2.2分布式控制系統(tǒng)(DCS)

  又稱集散控制系統(tǒng),按功能及規(guī)模亦可分為多級(jí)分層分布式控制系統(tǒng)、中小型分布式控制系統(tǒng)、兩級(jí)分布式控制系統(tǒng)。

  2.3工業(yè)PC機(jī)

  能適合工業(yè)惡劣環(huán)境的PC機(jī),配有各種過程輸入輸出接口板組成工控機(jī)。近年又出現(xiàn)了PCI總線工控機(jī)。

  2.4嵌入式計(jì)算機(jī)及OEM產(chǎn)品,包括PID調(diào)節(jié)器及控制器2.5機(jī)電設(shè)備數(shù)控系統(tǒng)(CNC,F(xiàn)MS,CAM)

  2.6現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)

  三國外市場概況

  美國Frost&Sulliva公司的報(bào)告指出:2000年P(guān)LC銷售額為76億美元,占工業(yè)控制機(jī)系統(tǒng)市場的50%;DCS為41億美元;占27%;工業(yè)PC機(jī)21.3億美元;占14%;PID調(diào)節(jié)器為13.7

  億美元;占9%。根據(jù)該報(bào)告,PLC在工業(yè)控制機(jī)系統(tǒng)市場中仍占主要地位,并將繼續(xù)保持上升的勢(shì)頭。

  1. 可編程序控制器(PLC)

  目前,全世界約有PLC生產(chǎn)廠家約200家,生產(chǎn)300多個(gè)品種。全球PLC發(fā)運(yùn)件數(shù)預(yù)計(jì)1998年為1456萬件,1999年為1620萬件,2000年達(dá)1778萬件。

  在1995年發(fā)運(yùn)的PLC中,按最終用戶分:汽車占23%,糧食加工占16.4%;化學(xué)/制藥占14.6%;金屬/礦山占11.5%;紙漿/造紙占11.3%;其它占23.6%。

  2. 分布式控制系統(tǒng)(DCS)

  1997年銷售額為45億美元。主要生產(chǎn)廠家集中在美、日、德等國,如美國Honeywell、Foxboro、WestingHouse、Bailey;日本橫河、日立、山武霍納威爾;德國Siemens及ABB公司、EURO

  公司等。

  3. 工業(yè)PC機(jī)

  工業(yè)PC機(jī)是在個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC機(jī))的基礎(chǔ)上,經(jīng)過改進(jìn)并配上相應(yīng)的工業(yè)用軟件而成。目前世界上有數(shù)百個(gè)廠家在生產(chǎn)和推廣。由于工業(yè)PC機(jī)具有良好的開放性,能降低控制系統(tǒng)的成本,且具備良好的安全性、靈活性和可聯(lián)網(wǎng)性,并簡化了維護(hù)和培訓(xùn),因此發(fā)展很快。COMPACTPCI工控機(jī)作為工業(yè)PC機(jī)中的一個(gè)大類,其特點(diǎn)為外部緊固,耐沖擊和振動(dòng);具有容錯(cuò)式工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)電源;高可靠性,高性能;具有帶電插拔能力;前端走線方式;開放式架構(gòu),具有升級(jí)擴(kuò)展功能。

  4. PID調(diào)節(jié)器

  自80年代以來,PID調(diào)節(jié)器與PLC的梯形邏輯并行處理;到80年代末,通用的PID回路已成為標(biāo)準(zhǔn)功能,如A-B、MODICON、SIEMENS等公司的PLC也都具有PID回路功能,有的

  是PID模塊,有的是軟件功能塊,由PLC本身的微處理器執(zhí)行。1996年的PID調(diào)節(jié)器市場可達(dá)11.5億美元。

  5.現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)

  80年代起出現(xiàn)了智能化的現(xiàn)場儀表,可以對(duì)量程和零點(diǎn)進(jìn)行遠(yuǎn)方設(shè)定,具有儀表工作狀態(tài)自診斷功能,能進(jìn)行多參數(shù)測量和對(duì)環(huán)境影響的自動(dòng)補(bǔ)償?shù)龋鼈円笈c上層系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)字通信,在市場對(duì)現(xiàn)場儀表智能化以及全數(shù)字化控制系統(tǒng)的需求驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生了高級(jí)網(wǎng)絡(luò)——現(xiàn)場總線技術(shù)。

  智能化現(xiàn)場儀表的迅速發(fā)展,促進(jìn)了現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)的制訂。不同國家、不同廠商紛紛組成集團(tuán)發(fā)表各自的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn),主要有HART(可尋址遠(yuǎn)程傳感器數(shù)據(jù)通路)、ProfiBUS(過程現(xiàn)場總線)、CAN(控制局域網(wǎng)絡(luò))、LonWork(局部操作網(wǎng)絡(luò))以及ISPFIP和SP50等。1994

  年9月成立了FF(FieldBUSFundation)組織,國際上著名的儀表公司都參加了該組織,并與IEC在現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)問題上取得了一致意見。

  據(jù)FF的定義,現(xiàn)場總線是連接智能現(xiàn)場設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò),它是計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)高度綜合與集成的產(chǎn)物,是FCS的核心。目前,全世界用于工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的總線系統(tǒng)已安裝的節(jié)點(diǎn)數(shù)超過1165萬個(gè)節(jié)點(diǎn)。

  四、國內(nèi)市場發(fā)展現(xiàn)狀分析1.總體市場規(guī)模

  1983年工業(yè)控制計(jì)算機(jī)被列入國家計(jì)算機(jī)系列型譜及發(fā)展規(guī)劃。目前,我國工業(yè)控制計(jì)算機(jī)(包括工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng),分散型工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、工業(yè)控制功能模塊系列、自動(dòng)測試系統(tǒng)和數(shù)控、程控裝置五大系列)技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用都有了很大的發(fā)展,我國工控機(jī)行業(yè)已經(jīng)形成。

  我國工控機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展,大多是在引進(jìn)成套設(shè)備的同時(shí),也相繼引進(jìn)了各種工控機(jī)系統(tǒng),并開始自己設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)和裝置,然后進(jìn)行消化吸收,進(jìn)行二次開發(fā)和應(yīng)用;也有的是引進(jìn)技術(shù)與外商合作合資組裝生產(chǎn)國外產(chǎn)品并逐步實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。

  目前我國工控機(jī)市場規(guī)模為95?127億元人民幣,其中工業(yè)PC機(jī)及板卡25?30億元;嵌入式計(jì)算機(jī)(含控制器)15?20億元;PLC規(guī)模是15?17億元;DCS系統(tǒng)15?20億元;數(shù)控系統(tǒng)15?20億元;進(jìn)口機(jī)電設(shè)備配套控制設(shè)備約20億元。

  本次調(diào)查中,生產(chǎn)PLC的廠家占30.43%;生產(chǎn)工業(yè)PC機(jī)的占21.74%;生產(chǎn)DCS的占17.39%;FCS占8.7%;其它(自動(dòng)化儀表、模塊)為21.74%。

  2?可編程序控制器(PLC)

  目前,我國的PLC生產(chǎn)有一定的發(fā)展,小型PLC的有些品種已批量生產(chǎn),中型PLC已有產(chǎn)品,大型PLC已開始研制,有的產(chǎn)品不僅供應(yīng)國內(nèi)市場,而且還有出口。PLC主要用在各種爐窯、機(jī)床、機(jī)械、冶金、各種生產(chǎn)線、鐵路、水處理設(shè)備等等。

  國內(nèi)PLC形成產(chǎn)品化生產(chǎn)的企業(yè)約30多家,年產(chǎn)量超過1000臺(tái)的不到10家。主要生產(chǎn)單位有:蘇州機(jī)床電器廠、上海香島機(jī)電制造有限公司、機(jī)械部北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化所、江蘇嘉華實(shí)業(yè)有限公司、蘇州電子計(jì)算機(jī)廠、杭州機(jī)床電器廠、遼寧無線電二廠等。國內(nèi)產(chǎn)品市場占有率不超過10%。

  1996年銷售約9萬臺(tái)套,其中進(jìn)口8萬臺(tái)套(用匯1.2億美元),總計(jì)約合人民幣15億元。本次調(diào)查中,應(yīng)用Siemens產(chǎn)品的用戶占20.83%,Modicon、A—B、OMRON用戶各占14.58%;三菱公司用戶占8.33%;GE占6.25%;富士占4.17%;其它(日立、光洋、東芝、NEC、三星、B&R、利瑪(機(jī)械部北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化所電子工廠)和嘉華各占2.08%。

  從抽樣調(diào)查結(jié)果看,用戶選用PLC產(chǎn)品仍以國外產(chǎn)品為主,并以SIEMENS、MODICON、A—B公司、OMRON、GE公司和三菱等產(chǎn)品為多。