未來工控機行業(yè)發(fā)展趨勢瞻望

時間：2016-02-25作者：南京研維信息技術(shù)有限公司瀏覽：67

	
		一、工控機目前市場狀況剖析：
	
	
		2000年世界上工控機市場估計為300~400億美元，其中DCS（稱為分散控制系統(tǒng)）為60億美元，嵌進式系統(tǒng)60~70億美元， FCS20~30億美元，IPC70~80億美元，PLC70~80億美元，數(shù)控70~80億美元。并且每年以10％~15％的速度增長。 

二、DCS(集散控制系統(tǒng))的發(fā)展趨勢 
    固然以現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的FCS發(fā)展很快，并將良好取代傳統(tǒng)的DCS，但Fcs發(fā)展有很多工作要做，如同一標(biāo)準(zhǔn)，儀表智能化等。另外傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的
維護和改造還需要DCS，因此FCS完全取代傳統(tǒng)的DCS還需要一個較長的過程。 
當(dāng)前工控機仍以大系統(tǒng)、分散對象、連續(xù)生產(chǎn)過程(如：冶金、石化、電力)為主，采用分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的分散型控制系統(tǒng)仍在發(fā)展。由于開放結(jié)構(gòu)和集成技術(shù)的發(fā)
展，促使大型分散型控制系統(tǒng)銷售增加。 DCSl997年銷售為45億美元。在工控機中DCS是受計算機技術(shù)影響較大、反應(yīng)較快的一種。 
	
	
		二、未來DCS主要發(fā)展趨勢為：  

    (1) 向綜合方向發(fā)展 ；
    由于標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)通訊線路和通訊網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，將各種單(多)回路調(diào)節(jié)器、PLC、產(chǎn)業(yè)比、 NC等工控設(shè)備構(gòu)成大系統(tǒng)，以滿足工廠自動化要求，并適應(yīng)開放化的大趨勢。 

    (2) 向智能化方向發(fā)展 ；
    由于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、推理性能等的發(fā)展，尤其是知識庫系統(tǒng)(KBS)和*系統(tǒng)(ES)的應(yīng)用，如自學(xué)習(xí)控制、遠(yuǎn)間隔診斷和自尋優(yōu)等，人工智能會在
DCS各級實現(xiàn)。和FF現(xiàn)場總線類似，以微處理器為基礎(chǔ)的智能設(shè)備，如智能I／O智能PID控制、智能傳感器、變送器、執(zhí)行器、智能人接口及可編程調(diào)節(jié)器
相繼出現(xiàn)。 

    (3) 產(chǎn)業(yè)PC化方向發(fā)展；
    由于鞏組成此S成為一大趨勢， PC作為DCS的操縱站或節(jié)點機已經(jīng)很普遍．PC—PLC、PC—S，19、 Pc—Nc等就是Pc—Dcs**。 

    (4) 專業(yè)化方向發(fā)展；
    DCS為較適合各相應(yīng)領(lǐng)域的應(yīng)用，就要進一步了解這個專業(yè)的工藝和應(yīng)用要求，以逐步形成如核電站此S，變電鉆DGS、玻璃DCS及水泥DCS等。  

三、數(shù)控裝置的發(fā)展趨勢 
    80年代以來，為適應(yīng)FMC、FMS、CAM、CIMS的發(fā)展需要，數(shù)控裝置采用大規(guī)模、**大規(guī)模集成電路，進步了柔性，功能和效率。 
    (1) PC化方向發(fā)展；
    由于大規(guī)模集成電路制造技術(shù)的高度發(fā)展， PC硬件結(jié)構(gòu)做得較小， CPU的運行速度越來越高，存儲容量很大。 PC機大批量生產(chǎn)，本錢大大降
低，可靠性不斷進步。 PC機的開放性， Windows的應(yīng)用，更多的技術(shù)職員的應(yīng)用和軟件開發(fā)，使PC機的軟件較為豐富。 PC機功能已經(jīng)很
強，CAD／CAM的軟件已大量由小型機，工作站向PC機移植，三維圖形顯示工藝數(shù)據(jù)已經(jīng)在PC機上建立。因此， PC機已成為開發(fā)CNC系統(tǒng)的重要資源
與途徑。 

    (2) 交流伺服化 ；
    交流伺服系統(tǒng)恒功率范圍已做到1：4，速度范圍可達(dá)到1：1000，基本與直流伺服相當(dāng)。交流伺服體積小，價格低，可靠性高，應(yīng)用越來越廣泛。 

    (3) 高功能的數(shù)控系統(tǒng)向綜合自動化方向發(fā)展 ； 
    為適應(yīng)FMS、 CIMS、無人工廠的要求，發(fā)展與機器人、自動化小車、自動診斷跟蹤監(jiān)視系統(tǒng)等的相互聯(lián)合，發(fā)展控制與治理集成系統(tǒng)，已成為**上數(shù)控系統(tǒng)的方向。 

    (4) 方便使用 ；
    改善人機接口，簡化編程、操縱面板使用符號鍵，盡量采用對話方式等，以方便用戶使用。 

    (5) 柔性化和系統(tǒng)化 ；
    目前數(shù)控系統(tǒng)均采用模塊結(jié)構(gòu)，其功能覆蓋面大，從三軸兩聯(lián)動的機床到多達(dá)24軸以上的柔性加工單元。 

    (6) 小型化 ；
    由于半導(dǎo)體電路高度集成化、封裝三維化和電路板插三維化，使NC裝置進一步小型化。在NC裝置的操縱單元用TFT(薄膜晶體管)彩色液品顯示器、觸模屏取代CRT，厚度僅為CRT的1／4等。 

    (7) 高速化 ；
    為實現(xiàn)高速加工，主軸必須高速化，從主軸電動機較高速為18000Or／min。較高進給速度120m/min以上。  

    (8) 高效化；
    實現(xiàn)高效加工，縮短非切削時間和加工周期的關(guān)鍵是進步PMC(可編程機床控制器)的處理器，隨著處理內(nèi)容復(fù)雜化， PMC的編程語言成了題目，固然C語言和PASCAL從已經(jīng)實用化，但為置換梯形圖語言，還需要使用幀控流程圖(Src)那樣的視圖用語言。 

    (9) 高精度 ；
    進步加工精度，高分1辨率旋轉(zhuǎn)編碼器**。為在**精密加工領(lǐng)域能實現(xiàn)0.O01um的精度，必須開發(fā)**高分辨率的編碼器， O．0001um
較小設(shè)定單位的NC裝置。為在加工中即使負(fù)荷變動伺服系統(tǒng)的特性也保持不變，還需采用控制和魯棒(Robust)控制。在伺服系統(tǒng)的控制中，用高速微處理
器，采用基于現(xiàn)代控制論前饋控制、二自由度控制、學(xué)習(xí)控制等。其數(shù)字控制系統(tǒng)的跟蹤誤差不**過2um。 

    (10) 機械智能化 ；
    它在NC領(lǐng)域內(nèi)是一種新技術(shù)，所謂機械智能化功能，是指機械自身可補償溫度、機械負(fù)荷等引起的機械變形的功能。這就需要檢測主軸負(fù)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。  

    (11) 診斷維修智能化 ；
    故障的診斷與維修是NC的重要技術(shù)?；贏I*系統(tǒng)的故障診斷已存在，現(xiàn)在主要是建立用于診斷故障的數(shù)據(jù)庫。把NC裝置通過internet和Internet與中心計算機相連接，使其具有遠(yuǎn)間隔診斷的功能。 

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