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    行業百科
    數控機床自動化領域的最新發展趨勢
    時間 : 2020/6/29 15:07:52
    我國工業企業,未來的十年將面臨著市場和能源;清潔生產和環境保護;高效和規范;負責和協調的挑戰。節能、環保、安全、高效是每一個企業必須要面對的課題,而自動化技術和這四大目標又是緊密相連,本文將就當今自動化領域內的最新發展趨勢做一簡述,以便為我國工業發展,搭建更為廣闊的交流和溝通的平臺。

    一、信息技術推動自動化

    以信息技術改造冶金行業,以信息化推進自動化,自動化再促使節能、環保、安全、高效四大目標的實現,已成為業界的共識。在當今自動化領域內,從工藝現場層到工廠(集團)管理層可經由以太網,基本實現信息的暢通無縫流通,所謂的“現代集成生產工藝”是將信息技術、網絡技術和現代新工藝相結合,并應用于企業產品生命周期的各個階段,通過信息的無縫集成、過程優化和資源優化,實現物流、信息流、價值流的集成,以縮短企業新產品的開發周期(T)、提高質量(Q)、降低成本(C)、改進服務(S)和改善環境(E),從而提升企業的市場的應變能力和競爭能力,與此想適應開發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濟效益。 國內一些大冶金集團在當前競爭不斷加劇的壓力下,也緊跟這股信息化的潮流,推進自動化的發展,如國內某冶金集團近幾年來,在新建的冶金生產線做自動化控制系統配置時,在現場級和過程控制級(PCS)的上端,還增加了制造執行系統(MES )層,并正在策劃和運作ERP,即企業資源規劃和管理層,它包括有生產管理系統、質量控制系統、采購管理系統、倉庫管理系統、銷售子系統、設備管理系統、財務管理系統、辦公自動化管理系統和綜合管理子系統等。 現今計算機技術、網絡技術和先進的控制技術相結合,已不再停留在理論和實驗階段。如模型預測、神經元和神經網絡、模糊控制、多變量控制、自適應和自尋優等先進控制算法已進入實踐并用于DCS、PLC等控制器中,而且這種趨勢在加快。 IT技術與自動化結合另一熱點是公共數據庫、局域網、互聯網、無線技術等滲透控制系統使控制系統扁平化,實現了跨平臺,跨地區的控制。西門子公司全集成自動化TIA的自動化新理念,Schneider公司推出的“協同自動化Collaborate Automation”,“透明就緒Transparent Ready”,“Unity 自動化平臺”新概念;以及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更完整,也更完美。

    二、自動化技術的互補與滲透

    DCS,PLC,IPC是自動控制領域的三大支柱,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HCS,某咨詢集團把其稱之為PAC。對于比較典型的流程工業,決定了其開關量邏輯控制的主導地位,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雜的單回路調節,這些特點適合于HCS的應用。目前市場以PLC為主導地位的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HCS,如Siemens的PCS7, ABB的AC800F,800M, Schneider的Modicon Quantum, Rockwell的ControlLogix等,已作為主導產品在行業推廣,并已取得不俗的業績。 混合系統HCS的主要特點是:構建一個公共的、集成的開發環境,提供通用開發平臺、共用標簽和單一數據庫,以滿足多領域自動化系統設計和集成的需要; 同時它采用了可自由組合的模塊化的硬件架構,減少系統升級帶來的開銷。它支持IEC61158等現場總線國際標準以實現高度分散的自動化環境,也支持事實上的工業以太網標準,可方便地和上一級的ERP、MIS、MES集成。有些企業的控制系統采用了Siemens的PCS7,就感到比西門子公司原有的PLC和step7的系統前進了一大步,主要就是開發環境的完善,并能方便實現集團的MIS和MES集成,這對于做系統工程的設計院和系統集成商是至關重要的。

    三、自動化系統更注重功能和信息安全

    安全生產越來越引起人們的關注,人的生命高于一切,已成為衡量現代工業的重要指標,對于安全事故多發的我國,意義更為重要。自動化控制系統主要考慮的安全有: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、黑客入侵等系統的安全性;功能安全是指控制系統所執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準有IEC61508—電氣/電子/可編程電子安全相關系統的功能安全標準,IEC61511—關于過程工業領域安全儀表系統的功能安全標準,一般以整體安全等級SIL來評估風險程度,共有4級,安全等級SIL越高,風險就越低。 在自動化領域內現今紛紛出臺了相應的標準產品,如Siemens的故障安全容錯S7F/FH系統,Rockwell的Gruard PLC等,有的公司則配置專用的安全模塊和相應的組態軟件,并由被動的維護、診斷發展到預防性安全措施,與此相適應還出臺了許多安全協議,如PROFIsafe、CIPsafety等。
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