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分析工控機的發展趨勢
發布時間:2013/5/24  點擊次數:7657次

工控機工業控制計算機,英文簡稱IPC(IndustrialPersonalComputer),是一種采用總線結構,對生產過程及機電設備、工藝裝備進行檢測與控制的工具總稱。工控機具有重要的計算機屬性和特征,如具有計算機CPU、硬盤、內存、外設及接口,并有操作系統、控制網絡和協議、計算能力、友好的人機界面。工控行業的產品和技術非常特殊,屬于中間產品,是為其他各行業提供可靠、嵌入式、智能化的工業計算機。隨著社會信息化的不斷深入,關鍵性行業的關鍵任務將越來越多地依靠工控機,而以IPC為基礎的低成本工業控制自動化正在成為主流,本土工控機廠商所受到的重視程度也越來越高。隨著電力、冶金、石化、環保、交通、建筑等行業的迅速發展,從數字家庭用的機頂盒、數字電視,到銀行柜員機、高速公路收費系統、加油站管理、制造業生產線控制,金融、政府、國防等行業信息化需求不斷增加,對工控機的需求很大,工控機市場發展前景十分廣闊。
  

  發展趨勢分析
  
  1、DCS(集散控制系統)的發展趨勢
  

  雖然以現場總線為基礎的FCS發展很快,并將最終取代傳統的DCS,但Fcs發展有很多工作要做,如統一標準,儀表智能化等。另外傳統控制系統的維護和改造還需要DCS,因此FCS完全取代傳統的DCS還需要一個較長的過程。
  

  當前工控機仍以大系統、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。
  

  (1)向綜合方向發展
  由于標準化數據通信線路和通信網絡的發展,將各種單()回路調節器、PLC、工業比、NC等工控設備構成大系統,以滿足工廠自動化要求,并適應開放化的大趨勢。

  

  (2)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(KBS)和專家系統(ES)的應用,如自學習控制、遠距離診斷和自尋優等,人工智能會在DCS各級實現。和FF現場總線類似,以微處理器為基礎的智能設備,如智能IO智能PID控制、智能傳感器、變送器、執行器、智能人接口及可編程調節器相繼出現。

  

  (3)工業PC
  由于鞏組成此S成為一大趨勢,PC作為DCS的操作站或節點機已經很普遍.PC—PLC、PC—S,19、Pc—Nc等就是Pc—Dcs先驅。

  (4)專業化
  DCS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,以逐步形成如核電站此S,變電鉆DGS、玻璃DCS及水泥DCS等。

2、數控裝置的發展趨勢
  
  80年代以來,為適應FMC、FMS、CAM、CIMS的發展需要,數控裝置采用大規模、超大規模集成電路,提高了柔性,功能和效率。

  (1)PC
  由于大規模集成電路制造技術的高度發展,PC硬件結構做得更小,CPU的運行速度越來越高,存儲容量很大。PC機大批量生產,成本大大降低,可靠性不斷提高。PC機的開放性,Windows的應用,更多的技術人員的應用和軟件開發,使PC機的軟件極為豐富。PC機功能已經很強,CADCAM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據已經在PC機上建立。因此,PC機已成為開發CNC系統的重要資源與途徑。

  

  (2)交流伺服化
  交流伺服系統恒功率范圍已做到14,速度范圍可達到11000,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。

  

  (3)高功能的數控系統向綜合自動化方向發展
  為適應FMS、CIMS、無人工廠的要求,發展與機器人、自動化小車、自動診斷跟蹤監視系統等的相互聯合,發展控制與管理集成系統,已成為國際上數控系統的方向。

  

  (4)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。

  

  (5)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24軸以上的柔性加工單元。

  

  (6)高精度
  提高加工精度,高分1辨率旋轉編碼器必不可少。為在超精密加工領域能實現0.O01um的精度,必須開發超高分辨率的編碼器,O.0001um最小設定單位的NC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(Robust)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2um。

(7)機械智能化
  它在NC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。

  (8)診斷維修智能化
  故障的診斷與維修是NC的重要技術?;?/span>AI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NC裝置通過internetInternet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PMC及大型數據庫來實現。

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