中国工业控制自动化技术的现状和发展趋势2
时间:2019-04-15 09:25:48 来源:百人牛牛 作者:匿名


其次,PLC正朝着小型化,网络化,PC和开放的方向发展。

长期以来,PLC一直是工业控制自动化领域的主战场,为各种自动化控制设备提供了非常可靠的控制解决方案,与DCS和工业PC形成了三管齐下的趋势。与此同时,PLC也受到其他技术产品的影响,特别是工业PC的影响。

目前,全球约有200家PLC制造商,生产300多种产品。国内PLC市场仍以国外产品为主,如西门子,Modicon,A-B,OMRON,三菱,GE等产品。经过多年的发展,国内约有30家PLC制造商,但都没有形成大规模的生产能力和名牌产品。可以说,PLC尚未在中国形成制造业产业化。在PLC应用方面,中国非常活跃,应用行业也很广泛。专家估计,2000年国内市场PLC的销量为15(20万套(含进口约占90%),约25(35亿元,年增长率约12%)。据估计全国PLC需求将在2005年达到约25万套,约35(45亿元人民币)。

PLC市场也反映了世界制造业的状况,并且自2000年以来大幅下滑。然而,据自动化研究公司称,尽管全球经济衰退,但PLC市场将会复苏。据估计,2000年全球PLC市场规模为76亿美元,到2005年底将恢复到76亿美元,并将继续小幅增长。

小型化,网络化,PC和开放性是PLC未来发展的主要方向。在基于PLC的自动化的早期,PLC庞大且昂贵。但近年来,微型PLC(少于32个I/O)的价格仅为几百欧元。随着软PLC控制组态软件的进一步完善和发展,安装软PLC组态软件和基于PC的控制的市场份额将逐步增加。目前,过程控制领域最大的发展之一是以太网技术的扩展,PLC也不例外。越来越多的PLC供应商现在提供以太网接口。据信PLC将继续向开放式控制系统发展,特别是那些基于工业PC的开放式控制系统。

三,DCS系统用于集成测控管设计

分布式控制系统DCS(Distributed Control System)于1975年推出,制造商主要集中在美国,日本,德国等国家。自70年代中后期以来,中国首次从大型进口设备引进国外DCS。第一批进口产品如化纤,乙烯和化肥。当时,中国主要产业(如电力,石化,建材和冶金)的DCS基本上都是进口的。在20世纪80年代初引入,消化和吸收的同时,开始了对局部DCS发展的技术研究。

十年来,特别是“九五”以来,中国的DCS体系发展迅速,发展迅速,出现了一批优秀的企业,如北京螺旋公司,上海新华公司,浙江大学中央控制等。公司,浙江伟盛公司,航天。测控公司,电力科学研究院和北京康拓集团。这些企业开发生产的DCS系统不仅品种数量大幅增加,而且产品的技术水平已达到或接近国际先进水平。在2001年全国应用的4,426套DCS系统中,国内DCS系统为1,486套,占35%。在短短几年内,中国的外国DCS系统已不再出现。这些专业公司不仅占有一定的市场份额,还积累了资金和技术的发展。与此同时,国外引进的DCS系统价格也大幅下降,为中国的自动化推进做出了贡献。与此同时,国内DCS系统的出口也在逐年增长。

虽然国内DCS的发展取得了很大进展,但国外DCS产品在国内市场上占有很高的市场份额,主要是霍尼韦尔和横河电机的产品。中国的DCS市场年增长率约为20%,年市场量约为30(35亿元人民币)。在过去的五年中,DCS在石化行业没有替代产品的大型自动控制装置,因此其市场增长率不会下降。据统计,到2005年,中国石化行业有1000多套设备需要由DCS控制;电力系统每年配备1000多万千瓦的发电机组,要求DCS实现监控;许多公司已经使用DCS将近15年(20年,需要更新和转型。因此,DCS作为自动化仪表行业的主要产品的地位将在未来五年内不会动摇。根据中国仪器仪表行业协会公布的调查数据,2002年中国DCS市场现状如下:

小型化,多样化,PC和开放性是DCS未来发展的主要方向。目前,小型DCS所占据的市场已逐渐与PLC,工业PC和FCS共享。将来,小型DCS可能首先与这三个系统集成,而“软DCS”技术将首先在小型DCS中开发。基于PC的控制将更广泛地应用于中小规模的过程控制,DCS制造商也将推出基于工业PC的小型DCS系统。开放式DCS系统将同时向上和向下延伸,使生产过程中的现场数据可以在整个企业内自由流动,实现信息技术与控制技术的无缝连接,并朝着测量与测量的集成发展。控制管。

四,控制系统正向现场总线(FCS)发展

由于3C(计算机,控制,通信)技术的发展,过程控制系统将从DCS发展到FCS(现场总线控制系统)。 FCS可以将PID控制完全扩展到现场设备中。基于现场总线的FCS是一种全分布式,全数字化,全开放,可互操作的下一代生产过程自动化系统,将取代现场一对一4(20 mA模拟信号线,用于传统工业自动化控制系统)系统)。该结构带来了革命性的变化。

根据IEC61158的定义,现场总线是安装在制造或过程区域中的现场设备与控制室中的自动控制设备之间的数字双向多分支通信网络。现场总线使测量和控制设备具有数字计算和数字通信功能,从而提高了信号的测量,传输和控制精度,并改善了系统和设备的功能和性能。 IEC/TC65的SC65C/WG6工作组于1984年开始引入世界单一现场总线标准。经过16年的努力,IEC61158-2于1993年推出,标准化后来引起了混乱。 。 2000年初宣布了8个IEC61158现场总线国际标准子集,即:1类IEC技术报告(FFH1);

Type 2 Control-NET(由Rockwell,USA支持);

Type 3 Profibus(德国西门子支持);

Type 4 P-NET(由丹麦Process Data支持);

5型FFHSE(以前称为FFH2)高速以太网(由Fisher Rosemount,USA支持);

6型Swift-Net(由美国波音公司支持);

7型WorldFIP(法国阿尔斯托支持);

8型Interbus(由美国菲尼克斯电气公司支持)。

除了IEC61158的八个现场总线外,IEC TC17B还采用了三种总线标准:SDS(智能分布式系统); ASI(执行器传感器接口);设备NET。此外,ISO已发布ISO 11898 CAN标准。其中,Device NET于2002年10月8日被中国批准为国家标准,并于2003年4月1日实施。

目前,在各种现场总线的竞争中,以太网为代表的COTS(商用现货)通信技术正成为现场总线发展的新亮点。其重点主要集中在两个方面:

(1)全球是否可以有统一的现场总线标准;

(2)现场总线系统能否完全取代目前世界上流行的DCS系统。

现场总线技术用于构建低成本的现场总线控制系统,该系统根据工业控制系统的技术发展趋势,促进现场仪表的智能化,控制功能的分散化和控制系统的开放性。为加快“九五”期间中国现场总线技术的发展,国家重点发展智能仪表和现场总线技术,补充和改进工艺设备,开发设备和测试设备,并建立了智能仪器。并发展自动化系统的生产基地,形成适度规模的经济。 2000年,完成了“九五”国家科技攻关项目“新一代全分布式控制系统的研发”和“现场总线智能仪表研发”。这两个项目以及预先完成的“现场总线控制系统开发”项目,重点关注HART协议和FF协议现场总线技术,以实现国际上出现的各种现场总线协议的共存。总之,计算机控制系统的开发将通过基础型气动仪表控制系统,电气单元组合模拟仪表控制系统,集中式数字控制系统和分布式控制系统后进入现场总线控制系统(FCS)。 (DCS)。发展方向。虽然基于现场总线的FCS正在迅速发展,但在FCS开发方面仍有许多工作要做,例如统一标准和仪器智能。另外,传统控制系统的维护和修改也需要DCS,因此FCS完全取代传统的DCS,需要很长的过程,DCS本身也在不断发展和完善。可以肯定的是,结合了DCS,工业以太网和先进控制等新技术的FCS将具有强大的生命力。工业以太网和现场总线技术作为一种灵活,方便,可靠的数据传输方法,在工业领域得到越来越多的应用,在控制领域将占据更加重要的地位。