Conjunto de PCB de prototipo de automatización industrial

La automatización industrial se refiere al término general para la medición y manipulación del procesamiento de información y el control de procesos sin la intervención directa de operadores humanos en maquinaria o procesos de producción., basado en objetivos predeterminados. La tecnología de automatización implica explorar e investigar métodos y técnicas para lograr la automatización de procesos.. Es una tecnología integral que engloba la ingeniería mecánica., microelectrónica, Ciencias de la Computación, visión artificial, y otros campos tecnológicos. La Revolución Industrial fue el catalizador de la tecnología de automatización., que surgió y floreció debido a las exigencias de la era industrial. Sucesivamente, La tecnología de automatización también ha impulsado el progreso industrial.. Hoy, La tecnología de automatización se aplica ampliamente en campos como la fabricación mecánica., electricidad, construcción, transporte, y tecnología de la información, convirtiéndose en un medio principal para mejorar la productividad laboral.

La automatización industrial es uno de los requisitos previos clave para el inicio de la industria en Alemania 4.0, reflejado principalmente en los campos de la ingeniería mecánica y eléctrica. El “sistemas integrados” Actualmente, ampliamente utilizados en las industrias manufactureras alemanas e internacionales, implican integrar componentes mecánicos o eléctricos en dispositivos controlados.. Son sistemas informáticos especializados diseñados para aplicaciones específicas.. Los datos muestran que esto “sistema integrado” genera beneficios anuales de mercado de hasta 20 billones de euros, y se espera que la cifra aumente a 40 mil millones de euros por 2020.

La tecnología de automatización industrial utiliza la teoría del control., instrumentación, computadoras, y otras tecnologías de la información para lograr la detección, control, mejoramiento, programación, gestión, y toma de decisiones en los procesos de producción industrial, con el objetivo de aumentar la producción, mejorar cualidades, y reducir el consumo garantizando la seguridad. Es un software integral de alta tecnología que incluye, hardware, y sistemas. Como una de las tecnologías más importantes en el campo de la fabricación moderna en el siglo XX., La tecnología de automatización industrial aborda principalmente cuestiones de eficiencia y coherencia en la producción.. Ya sea para empresas de producción en masa de alta velocidad o para aquellas que buscan flexibilidad y personalización., la aplicación de la tecnología de automatización es indispensable. Si bien los sistemas de automatización no generan beneficios directamente, Mejoran significativamente los procesos de producción empresarial.:

Mejorar la seguridad del proceso de producción;
Aumento de la eficiencia de la producción;
Mejorar la calidad del producto;
Reducir el consumo de materia prima y energía durante la producción..

Según agencias consultoras internacionales autorizadas, La relación inversión-producción para las empresas que implementan sistemas de automatización es aproximadamente 1:4 a 1:6. Especialmente en empresas intensivas en capital, Los sistemas de automatización representan menos de 10% de la inversión total en equipos, pero desempeñan un papel importante en la generación de retornos sustanciales. Sistemas tradicionales de automatización industrial., es decir., sistemas mecatrónicos, Principalmente equipos de control y procesos de producción que comprenden cuerpos mecánicos., piezas de poder, piezas de detección de prueba, actuadores, conductores, y otros componentes de hardware, junto con unidades de control y procesamiento de señales, e interfaces. Guiado por flujos de información intencionados en programas de software y lógica de circuitos electrónicos., estos elementos se coordinan e integran orgánicamente, Formar movimientos ordenados y regulares de materia y energía., creando así sistemas o productos de automatización industrial.

En el campo de la automatización industrial, Los sistemas de control tradicionales han evolucionado a partir de sistemas de control de instrumentos neumáticos básicos., Sistemas de control de instrumentos analógicos combinados de unidades eléctricas., sistemas de control digital centralizados, a sistemas de control distribuido (DCS).

Con el desarrollo de la tecnología de control., computadoras, comunicaciones, y redes, El intercambio de información y la comunicación están cubriendo rápidamente todos los niveles, desde el equipo de la fábrica hasta la gestión del control.. Los sistemas de PC industriales se refieren a herramientas técnicas automatizadas para medir y controlar los procesos de producción industrial. (incluidos instrumentos de medición automáticos y dispositivos de control) y sus equipos electromecánicos y de proceso.. Hoy, La comprensión más simple de la automatización también se ha desplazado hacia el uso de máquinas generalizadas. (incluyendo computadoras) para reemplazar parcialmente, reemplazar completamente, o superar el trabajo físico humano.

Historia del desarrollo

Primera Fase

1940s – principios de la década de 1960

Impulsado por la competencia del mercado, utilización de recursos, reducción de la intensidad laboral, mejora de la calidad del producto, y satisfacer las necesidades de la producción en masa. La principal característica de esta fase fue la etapa de automatización monomáquina.. Los logros y productos típicos incluyen máquinas herramienta CNC equipadas con sistemas CNC de hardware..

Segunda Fase

Mediados de la década de 1960 – principios de la década de 1970

Impulsado por una competencia de mercado intensificada que requiere actualizaciones rápidas de productos., alta calidad del producto, idoneidad para la producción de lotes medianos y grandes, y reducción de la intensidad laboral. Esta fase estuvo marcada por la automatización de las líneas de producción.. Sobre la base de la automatización de una sola máquina., Surgieron varias máquinas herramienta combinadas y líneas de producción., junto con software de sistemas CNC aplicados a máquinas herramienta, y la aplicación práctica de CAD, Software CAM en diseño y fabricación de proyectos.. El equipo de procesamiento de hardware en esta etapa era adecuado para la producción de lotes medianos y grandes.. Los logros y productos típicos incluyen la perforación, aburrido, molienda, y otras líneas de producción de automatización de mecanizado.

Tercera Fase

Mediados de la década de 1970 – presente

Los cambios en el entorno del mercado han hecho que los problemas comunes de las variedades múltiples, La producción de lotes pequeños y medianos es cada vez más grave., exigente tecnología de automatización para desarrollarse en amplitud y profundidad, Integrar tecnologías relacionadas para lograr un rendimiento general óptimo.. Desde principios de la década de 1970, cuando los académicos estadounidenses propusieron por primera vez el concepto de CIM, Se han producido cambios significativos en el campo de la automatización.. La principal característica es que la CIM como concepto y método ha ido siendo aceptada paulatinamente.; las tecnologías correspondientes integran dispersos, tecnologías de automatización de unidades independientes en un todo optimizado. El llamado concepto es el pensamiento estratégico para que las empresas analicen y superen los problemas existentes. “cuellos de botella” mejorar continuamente la fuerza y la competitividad; mientras que las tecnologías correspondientes para la integración generalmente incluyen la recopilación de datos, distribución, intercambio; red y comunicacion; controladores de equipos a nivel de planta; especificaciones de hardware y software de computadora, estándares, etc.. Al mismo tiempo, La ingeniería concurrente como filosofía empresarial y modelo de trabajo se ha aplicado y está activa en el campo de la tecnología de automatización desde finales de los años 80., Promoviendo aún más la integración de tecnologías de automatización unitaria.. Los logros y productos típicos incluyen fábricas CIMS., sistemas de fabricación flexibles (FMS).

Tecnología de equipos y control de gestión de producción.

Con el desarrollo de la economía nacional y la mejora del nivel de vida de las personas., La demanda de energía eléctrica ha aumentado., lo que lleva a un aumento correspondiente en los equipos de generación de energía.. La estructura y el modo de funcionamiento de la red eléctrica se han vuelto más complejos, con mayores exigencias en la calidad de la energía eléctrica. Para garantizar el uso de electricidad del usuario., es necesario gestionar y controlar la red eléctrica.

Las tareas de gestión y despacho de operaciones del sistema eléctrico son complejas pero se pueden resumir de la siguiente manera:

Mantener el funcionamiento normal del sistema eléctrico en la medida de lo posible.. La seguridad es primordial en los sistemas de energía.. Una vez que ocurre un accidente, sus consecuencias son impredecibles. Por lo tanto, Mantener el funcionamiento normal del sistema eléctrico es de suma importancia.;
Proporcionar a los usuarios energía eléctrica de alta calidad.. Los tres parámetros que reflejan la calidad de la energía son el voltaje., frecuencia, y forma de onda. Estos parámetros deben estar dentro de los rangos especificados para garantizar la calidad de la energía.. La estabilización de voltaje depende del ajuste del equilibrio de potencia reactiva en el sistema., Los cambios de frecuencia reflejan el equilibrio de la potencia activa en todo el sistema., y la forma de onda está determinada por generadores;
Asegurar la operación económica del sistema eléctrico para minimizar los costos de generación..

El sistema de energía es un sistema distribuido de área amplia con una gran cantidad de equipos y muchos parámetros de información.. Las centrales eléctricas envían electricidad a los usuarios a través de múltiples cambios de voltaje en los transformadores antes de la transmisión.. Se suministra voltaje a los usuarios a través de líneas de transmisión., varía de bajo a alto y luego de alto a bajo para una transferencia de energía conveniente. La transformación de voltaje forma diferentes niveles de voltaje., crear subestaciones de diferentes niveles de voltaje y líneas de transmisión entre ellas, formando así una topología de red eléctrica compleja. El despacho de la red eléctrica gestiona y controla según esta topología..

Generalmente, Las redes establecen centros de despacho en función de los niveles de voltaje., con niveles de voltaje más altos correspondientes a centros de despacho de nivel superior. Todo el sistema forma un diagrama de red por niveles.. El despacho jerárquico simplifica la topología para hacer que la transmisión de información sea más razonable, ahorrando así en gran medida equipos de comunicación y mejorando la estabilidad del funcionamiento del sistema. Según las condiciones nacionales de China, El despacho del sistema eléctrico se divide en centros de despacho nacionales., centros de control de despacho a nivel de oficina de red regional, centros de control de despacho provinciales, centros de control de despacho de distrito, y centros de despacho del condado. Cada nivel gestiona y envía directamente el siguiente nivel inferior..

Despacho de red eléctrica

La automatización del despacho de la red eléctrica es un término general. Debido a diferentes tareas en cada nivel del centro de despacho, Las escalas de los sistemas de automatización varían., pero independientemente del nivel de hay una función básica: control de seguimiento y recogida de datos, Comúnmente conocidas como funciones del sistema SCADA..

SCADA incluye principalmente las siguientes funciones:

Adquisición de datos; Pantalla de información; Seguimiento y control; Manejo de alarmas; Almacenamiento de datos y generación de informes.; Grabación de secuencia de eventos; Cálculo de datos; Capacidades de procesamiento de RTU; Función de revisión de eventos.

Control automático de generación (AGC): El principal requisito del sistema AGC es garantizar que la producción de energía de los generadores no esté controlada directamente por la planta de energía., sino optimizado globalmente por el centro de despacho superior de la planta basado en principios.

Control de Despacho Económico (EDC): El propósito de EDC es controlar la distribución de la producción de energía entre cada generador en el sistema eléctrico para minimizar los costos operativos de la red.. El EDC normalmente se incorpora al AGC.

Análisis de seguridad (en): La función SA es una característica proactiva equipada en el despacho de red.. Analiza el estado actual de la red eléctrica mediante cálculos, predice posibles fallos, toma medidas preventivas para prevenir accidentes. Si el sistema de automatización de despacho a red incluye SCADA+AGC/EDC+SA, Se le conoce como Sistema de Gestión de Energía. (EMS). Con avances en tecnologías de transmisión digital y comunicación por fibra óptica., La automatización del despacho de la red también ha entrado en la era de la red.. Actualmente, la mayoría de las configuraciones informáticas en el despacho de la red adoptan sistemas informáticos distribuidos. Con el desarrollo de la economía nacional de China, China ha entrado en una era de grandes redes eléctricas, unidades grandes, y transmisión de voltaje ultra alto. Se cree plenamente que con el desarrollo de nuevos sistemas automatizados de redes eléctricas en China, El nivel de automatización del despacho de la red mejorará aún más y alcanzará niveles internacionales avanzados..

Fabricación flexible

Introducción

Tecnología de fabricación flexible (FMT) Abarca varias técnicas para la fabricación programáticamente flexible de diversas formas de piezas de trabajo.. FMT es un grupo de tecnologías tecnológicamente intensivas.. Todas las tecnologías que enfatizan la flexibilidad y son adecuadas para múltiples variedades., producción de lotes pequeños y medianos (incluyendo productos individuales) caen bajo la tecnología de fabricación flexible.

La flexibilidad se puede manifestar en dos aspectos.. El primer aspecto es la capacidad del sistema para adaptarse a los cambios en el entorno externo., que se puede medir por el grado en que el sistema cumple con los requisitos de nuevos productos; El segundo aspecto es la capacidad del sistema para adaptarse a los cambios internos., como usarlo cuando hay disturbios (p.ej., fallas de la máquina). En ausencia de disturbios, La relación entre la productividad y la productividad esperada puede servir como medida de flexibilidad.. “Flexibilidad” es relativo a “rigidez.” Tradicional “rígido” Las líneas de producción automatizadas logran principalmente la producción en masa de variedades individuales., con la ventaja de una productividad muy alta. Debido al equipo fijo, la tasa de utilización del equipo también es muy alta, haciendo que el costo de cada producto sea bajo. Sin embargo, el precio es bastante caro, capaz de procesar sólo una o unas pocas piezas similares. Para obtener otro tipo de productos, Se deben realizar ajustes estructurales significativos y reconfigurar elementos dentro del sistema., a menudo a un costo y una inversión comparables a la construcción de una nueva línea de producción. Las líneas rígidas de automatización de producción en masa solo son adecuadas para unas pocas variedades de productos y enfrentan desafíos para adaptarse a lotes pequeños y medianos., producción multivariedad. A medida que la sociedad progresa y los niveles de vida mejoran, Los mercados exigen productos más distintivos que satisfagan las necesidades individualizadas de los clientes en cuanto a estilo y funcionalidad.. La feroz competencia en el mercado obliga a cambiar los métodos tradicionales de producción por lotes, que requieren mejoras en los procesos tradicionales de fabricación de componentes. Los sistemas de fabricación tradicionales no pueden satisfacer la demanda del mercado de variedades múltiples., productos de pequeña variedad, Hacer que la flexibilidad del sistema sea cada vez más importante para la supervivencia del sistema.. A medida que la era de la producción en masa da paso gradualmente a una producción que se adapta a los cambios dinámicos del mercado, La viabilidad y competitividad de un sistema de automatización de fabricación dependen en gran medida de su capacidad para producir diferentes variedades de productos a menores costos y mayor calidad en un período de tiempo muy corto.. Ciclos de desarrollo. La flexibilidad ocupa un lugar muy importante.

Clasificación

Flexibilidad de la máquina: Al producir una serie de diferentes tipos de productos., La facilidad con la que las máquinas procesan diferentes piezas cambia con la variación del producto..
Flexibilidad de proceso: En primer lugar, Se refiere a la capacidad de adaptarse a cambios en productos o materias primas sin cambiar los procesos correspondientes en el sistema de fabricación.; en segundo lugar, se refiere a la dificultad para adaptarse a los cambios en los productos o materias primas cambiando los procesos correspondientes en el sistema de fabricación..
Flexibilidad del producto: Se refiere a dos aspectos: en primer lugar, la capacidad de actualizar o reemplazar completamente un producto después de la actualización del producto o económicamente razonable; en segundo lugar, la capacidad de heredar funciones útiles y compatibilidad de productos nuevos y antiguos después de las actualizaciones del producto.
Flexibilidad de mantenimiento: Utiliza varios métodos para consultar y manejar fallas para garantizar capacidades de producción normales..
Flexibilidad de la capacidad de producción: Cuando el volumen de producción cambia, El sistema también puede funcionar de forma económica.. Esto es particularmente importante para los sistemas de fabricación según la organización de pedidos..
Flexibilidad de expansión: Cuando es necesario ampliar la estructura productiva, El sistema se puede ampliar fácilmente añadiendo módulos., formando un sistema más grande, y puede agregar capacidades de módulo.
Flexibilidad operativa: El uso de diferentes máquinas., materiales, y procesos para producir una serie de productos con características físicas y tecnologías de procesamiento similares; y la capacidad de utilizar diferentes procesos para procesar el mismo producto.
Flexibilidad de programación de producción.: Usar diferentes máquinas y materiales para producir una serie de productos con características físicas y tecnologías de procesamiento similares., y la capacidad de reprogramar dinámicamente rutas logísticas en caso de fallas parciales.

La escala de FMS tiende hacia la miniaturización y el bajo costo., evolucionando hacia células de fabricación flexibles (FMC), que puede tener solo un centro de mecanizado pero posee capacidades de procesamiento automatizado independientes. Algunos FMC tienen funciones de gestión de monitoreo y transmisión automática., algunos FMC pueden incluso darse cuenta 2048 horas de operación desatendida. Los FMS utilizados para armamento se denominan Sistemas de Armas Flexibles. (FAS).

Fabricación inteligente

Introducción

Fabricación inteligente (SOY) Es un sistema inteligente integrado hombre-máquina compuesto por máquinas inteligentes y expertos humanos.. Puede realizar actividades inteligentes como análisis., razonamiento, juicio, y expansión durante el proceso de fabricación. A través de la cooperación entre humanos y máquinas inteligentes, se expande, reemplaza, y extiende parcialmente parte de expertos humanos’ Trabajo cerebral en el proceso de fabricación.. Actualiza el concepto de fabricación inteligente, extendiéndolo a flexible, altamente integrado, y fabricación inteligente.

Sin lugar a dudas, La inteligencia es la dirección del desarrollo de la automatización de la fabricación.. La tecnología de inteligencia artificial se aplica ampliamente en casi todos los eslabones de los procesos de fabricación.. La tecnología de sistemas expertos se puede utilizar para el diseño de ingeniería, diseño de procesos, programación de producción, diagnóstico de fallas, etc.. Métodos avanzados de inteligencia informática como las redes neuronales., tecnología de control difuso, etc., También se puede aplicar a fórmulas de productos., programación de producción, etc., Realizar la inteligenteización de los procesos de fabricación.. La tecnología de inteligencia artificial es especialmente adecuada para resolver problemas especialmente complejos e inciertos.. Pero es igualmente obvio que la total inteligencia de todo el proceso de fabricación de las empresas no es del todo imposible., al menos no en un futuro próximo. Incluso se han planteado dudas sobre si la automatización inteligente será posible en el próximo siglo.? Sin embargo, Si la inteligencia sólo se implementa en una determinada parte de una empresa sin garantizar la optimización general, entonces este tipo de importancia es limitada..

En términos generales CIMS (Sistema de fabricación integrado por computadora), Fabricación ágil, etc.. Todos pueden considerarse ejemplos de ejemplos de fabricación inteligente.. Gradualmente, a través de la integración de información, diseño inteligente paso a paso, gestión inteligente, y, en última instancia, establecer un sistema de fabricación inteligente., aumento de la optimización a nivel del sistema, mejorando gradualmente el nivel de inteligencia del sistema, eventualmente, establecer un sistema de fabricación inteligente podría ser un camino factible para lograr la fabricación inteligente..

Desde una perspectiva más amplia, en términos generales CIMS, fabricación ágil, etc.. Todos pueden considerarse ejemplos de fabricación inteligente.. Poco a poco a través de la integración de la información., diseño inteligente paso a paso, gestión inteligente, y, en última instancia, establecer un sistema de fabricación inteligente., aumento de la optimización a nivel del sistema, Mejorar gradualmente el nivel de inteligencia y establecer así un sistema de fabricación inteligente podría ser un camino factible para lograr la fabricación inteligente..

Subsistema completo

El componente básico de todo el subsistema es todo el subsistema. (Jolón). Holon se toma prestado del griego.. La gente usa Holon para representar el componente más pequeño de un sistema.. Todo el subsistema consta de muchos tipos diferentes de holones.. Las características más fundamentales de los holones son:

Autonomía, donde cada unidad puede planificar su propio comportamiento operativo, responder a emergencias (como cambios en los recursos de fabricación, cambios en las demandas de las tareas de fabricación, etc.), su comportamiento es controlable;
Cooperación, donde cada entidad puede solicitar a otros entons que realicen operaciones para sus propias solicitudes de servicio;
Inteligencia, donde cada Holon tiene razonamiento, capacidades de juicio, que también son intrínsecos a su autonomía y cooperación. Estas características indican que todo el subsistema tiene un concepto similar al del agente..

Las características de todo el subsistema incluyen:

Capacidad de autoorganización, permitiendo una construcción rápida y confiable de nuevos mercados y requisitos de fabricación que cambian rápidamente;
Alta adaptabilidad, Demandas del mercado que cambian rápidamente y requisitos de fabricación en constante cambio.;
Alta flexibilidad, Altamente adaptable a los requisitos del mercado que cambian rápidamente y a los requisitos de fabricación en constante cambio.;
Biofabricación, fabricación verde, Los modelos de biofabricación y otros modos también son resultados de investigaciones en el campo de la ciencia de la gestión.. Reflejan el desarrollo de la ciencia de la gestión y también son resultados de la investigación de sistemas y tecnologías de automatización.. Mirando hacia el futuro, La automatización de la fabricación seguirá avanzando por vías históricas..

La tecnología de control de automatización es una de las tecnologías de fabricación modernas más importantes., principalmente para resolver los problemas de eficiencia y consistencia.. Su camino de desarrollo se basa principalmente en la introducción de conjuntos completos de equipos., seguido de digestión secundaria y absorción., y aplicación y desarrollo. La tecnología de control de automatización industrial de China, industria, y las aplicaciones han logrado avances significativos, con tecnologías centrales que incluyen automatización básica, automatización de procesos, automatización de la gestión, y automatización integrada. La dirección de la tecnología de automatización industrial es hacia la inteligencia, redes, integración, y modularización.

La automatización del control industrial de bajo costo basada en PC industriales se convertirá en la corriente principal

Es bien sabido que desde los años 1960, Los países occidentales han confiado en el progreso tecnológico. (es decir. nuevo equipo, nuevas tecnologías y aplicaciones informáticas) para transformar las industrias tradicionales, conducente a un rápido desarrollo industrial. El mayor cambio ocurrido en el mundo a finales del siglo XX fue la formación del mercado global.. El mercado global ha dado lugar a una competencia feroz sin precedentes, Impulsar a las empresas a acelerar el tiempo de comercialización de nuevos productos. (Es hora de comercializar), mejorar cualidades (Calidad), reducir costos (Costo) y mejorar el sistema de servicio (Servicio), cual es el T.Q.C.S. de la empresa. Aunque el sistema de fabricación integrado por ordenador (CIMAS) Combina la integración de información y la integración de sistemas para lograr un T.Q.C.S., permite a las empresas “entregar la información correcta a las personas correctas en el momento correcto y de la manera correcta, para hacer el producto correcto”. La decisión correcta. ", a saber, “Cinco Positivos”. Sin embargo, este tipo de automatización requiere una gran inversión de capital. Esta es una inversión alta, alta eficiencia, Modelo de desarrollo de alto riesgo que es difícil de adoptar para la mayoría de las pequeñas y medianas empresas.. en china, Las pequeñas y medianas empresas y las cuasi grandes empresas todavía están tomando el camino de bajo costo de la automatización del control industrial..

La automatización del control industrial incluye principalmente tres niveles., de abajo hacia arriba, automatización básica, automatización de procesos y automatización de la gestión, entre los cuales el núcleo es la automatización básica y la automatización de procesos..

En los sistemas de automatización tradicionales, la parte básica de automatización está básicamente monopolizada por PLC y DCS, y la parte de automatización de procesos y automatización de gestión se compone principalmente de varias computadoras o minicomputadoras de procesos importadas. Los elevados precios de su hardware, El software del sistema y el software de aplicación mantienen alejados a muchos comerciantes..

Desde la década de 1990, debido al desarrollo de computadoras industriales basadas en PC (conocidos como PC industriales), Sistemas de automatización basados en PC compuestos por PC industriales, dispositivos de E/S, equipo de monitoreo, redes de control, etc.. Se han popularizado rápidamente y se han convertido en una forma importante de lograr una automatización industrial de bajo costo..

Dado que se ha demostrado que los controladores basados en PC son tan confiables como los PLC y son aceptados por los operadores y el personal de mantenimiento., Un fabricante tras otro ha adoptado el control basado en PC en al menos parte de su producción.. Los sistemas de control basados en PC son fáciles de instalar y usar, y tienen funciones de diagnóstico avanzadas, Proporcionar a los integradores de sistemas opciones más flexibles.. A la larga, Los sistemas de control basados en PC tienen bajos costes de mantenimiento. Desde los controladores lógicos programables (PLC) son los más amenazados por el control de PC, Los proveedores de PLC están incómodos con el uso de PC. De hecho, también se han sumado a “ola” de control por ordenador.

Las PC industriales se están desarrollando extremadamente rápido en China. Desde una perspectiva global, Las computadoras industriales incluyen principalmente computadoras industriales IPC y computadoras industriales Compact PCI y sus variantes., como ordenadores industriales de bus AT96. Dado que la automatización básica y la automatización de procesos tienen altos requisitos para la estabilidad operativa., Conexión en caliente y configuración redundante de ordenadores industriales., Los ordenadores industriales existentes ya no pueden cumplir plenamente los requisitos y se retirarán gradualmente de este campo.. En cambio, serán sustituidos por ordenadores industriales basados en CompactPCI, mientras que los ordenadores industriales ocuparán la capa de automatización de la gestión. En 2001, el estado estableció un importante proyecto de automatización industrial de “Industrialización de sistemas de control abiertos basados en ordenadores de control industrial.”. 50% del mercado interno y lograr la industrialización.

Hace unos años, cuando “PLC suave” apareció, la industria creía que las PC industriales reemplazarían a los PLC. Sin embargo, Las PC industriales actuales no han reemplazado a los PLC por dos razones principales: Uno es el motivo de la integración del sistema.; el otro es el sistema operativo de software Windows NT. Un sistema de control basado en PC exitoso debe tener dos puntos: Una es que todo el trabajo debe realizarse mediante software en una plataforma.; el otro es proporcionar a los clientes todo lo que necesitan. Se puede prever que la competencia entre PC y PLC industriales se centrará principalmente en aplicaciones de alta gama con datos complejos y alta integración de equipos.. Los PC industriales no pueden competir con los micro PLC de bajo coste, que son la parte de más rápido crecimiento del mercado de PLC. De la tendencia de desarrollo, Es probable que el futuro sistema de control exista entre PC industriales y PLC., y estos signos de convergencia ya han aparecido.

Como los PLC, El mercado de PC industriales se ha mantenido estable en los últimos dos años.. Comparado con los PLC, El software para PC industrial es más barato..

Los PLC evolucionan hacia la miniaturización, redes, PCización, y apertura

Hay alrededor 200 Fabricantes de PLC en el mundo, produciendo más de 300 productos. El mercado nacional de PLC todavía está dominado por productos extranjeros como Siemens., modicon, AB, Omrón, mitsubishi, y GE. Después de años de desarrollo, hay alrededor 30 Fabricantes de PLC en China, pero aún no han formado capacidad de producción a gran escala ni productos de marca.. Se puede decir que PLC aún no ha formado la industrialización manufacturera en China.. En términos de aplicaciones de PLC, China es muy activa y la industria de aplicaciones también es muy extensa.. Los expertos estiman que el volumen de ventas de PLC en el mercado interno en 2000 era 150,000 a 200,000 unidades (de los cuales aproximadamente 90% fueron importados), acerca de 250 millones a 3.5 billones de yuanes, y la tasa de crecimiento anual fue de aproximadamente 12%. Se espera que por 2005, la demanda nacional de PLC alcanzará aproximadamente 250,000 unidades, acerca de 350 millones a 4.5 billones de yuanes.

El mercado de PLC también refleja la situación de la industria manufacturera mundial, que ha disminuido drásticamente desde 2000. Sin embargo, según la previsión de Automation Research Corp., a pesar de la crisis económica mundial, el mercado de PLC aún se recuperará. Se espera que el mercado mundial de PLC ascienda a 7.600 millones de dólares en 2000, y se recuperará hasta alcanzar los 7.600 millones de dólares a finales de 2005, y seguir creciendo ligeramente.

Miniaturización, redes, La PCización y la apertura son las principales direcciones para el desarrollo futuro de PLC. En los primeros días de la automatización basada en PLC, Los PLC eran voluminosos y caros. Pero en los últimos años, micro PLC (menos que 32 E/S) han aparecido, y el precio es sólo de unos cientos de euros.. Con la mejora y el desarrollo adicionales del software de configuración de control PLC suave, La cuota de mercado del software de configuración de PLC suave y del control basado en PC aumentará gradualmente..

Actualmente, Una de las mayores tendencias de desarrollo en el campo del control de procesos es la expansión de la tecnología Ethernet., y PLC no es una excepción. Ahora, cada vez más proveedores de PLC están comenzando a proporcionar interfaces Ethernet.. Se cree que el PLC seguirá avanzando hacia sistemas de control abiertos, especialmente sistemas de control basados en PC industriales.

Sistema DCS diseñado para medición integrada, control y gestion

Sistema de control distribuido DCS (Sistema de control distribuido) salió en 1975, y los fabricantes se concentran principalmente en los Estados Unidos, Japón, Alemania y otros países.. Desde mediados y finales de los años 1970, Mi país introdujo por primera vez DCS extranjeros a partir de conjuntos completos de equipos importados a gran escala. El primer lote de proyectos presentados incluyó fibra química., etileno, fertilizante, etc.. En ese tiempo, los DCS de las principales industrias de mi país (como la electricidad, petroquímicos, materiales de construcción, metalurgia, etc.) fue básicamente importado. A principios de los años 1980, mientras introducimos y asimilamos tecnologías, Iniciamos una investigación técnica sobre el desarrollo de DCS nacionales..

La tasa de crecimiento anual del mercado DCS de China es de aproximadamente 20%, y el tamaño anual del mercado es de aproximadamente 3 mil millones (3.5 billones de yuanes). Dado que DCS no ha tenido productos alternativos en dispositivos de control automático a gran escala en la industria petroquímica en los últimos cinco años, su tasa de crecimiento del mercado no disminuirá. Según las estadísticas, por 2005, La industria petroquímica de mi país necesitará más de 1,000 conjuntos de equipos controlados por DCS; el sistema de energía instalará más de 10 millones de kilovatios de nuevos generadores, que necesitará monitoreo DCS cada año. Muchas empresas han utilizado DCS durante casi 15-20 años y necesita ser actualizado.

El sistema de control evoluciona hacia el bus de campo (FCS)

Debido al desarrollo de 3C (computadora, control, comunicación) tecnología, El sistema de control de procesos se desarrollará de DCS a FCS. (sistema de control de bus de campo). FCS puede distribuir completamente el control PID a dispositivos de campo (Dispositivo de campo). FCS basado en bus de campo es una nueva generación de sistemas totalmente distribuidos., totalmente digital, sistema de automatización de procesos de producción totalmente abierto e interoperable. La estructura trae cambios revolucionarios..

Según la definición de IEC61158, El bus de campo es digital., transmisión bidireccional, Red de comunicación de múltiples ramas entre dispositivos de campo instalados en áreas de fabricación o proceso y dispositivos de control automático en la sala de control.. Fieldbus permite que los equipos de medición y control tengan capacidades de computación y comunicación digital, mejora la medición, precisión de transmisión y control de señales, y mejora las funciones y el rendimiento de los sistemas y equipos. El grupo de trabajo SC65C/WG6 de IEC/TC65 comenzó a trabajar en la introducción de un estándar único de bus de campo a nivel mundial en 1984. Después 16 años de esfuerzos, IEC61158-2 se lanzó en 1993, y la formulación estándar posterior cayó en el caos. .

Después del desarrollo de sistemas de control de instrumentos neumáticos de tipo básico., unidad eléctrica sistemas de control de instrumentos analógicos combinados, Sistemas de control digital centralizados y sistemas de control distribuido. (DCS), El desarrollo de sistemas de control por ordenador avanzará hacia el desarrollo de sistemas de control por bus de campo. (FCS). Aunque el FCS basado en bus de campo se ha desarrollado rápidamente, Todavía queda mucho trabajo por hacer en el desarrollo de FCS., como la unificación de estándares y la inteligencia de instrumentos. Además, El mantenimiento y transformación de los sistemas de control tradicionales también requieren DCS., por lo que será necesario un largo proceso para que FCS reemplace completamente a los DCS tradicionales, y el propio DCS también está desarrollando y mejorando constantemente. Es seguro que FCS tendrá una gran vitalidad cuando se combine con nuevas tecnologías como DCS., Ethernet industrial, y control avanzado. Ethernet industrial y tecnología de bus de campo, como flexible, método de transmisión de datos conveniente y confiable, Se utilizan cada vez más en el campo industrial y ocuparán una posición más importante en el campo del control..

La tecnología de instrumentación avanza hacia la digitalización, inteligencia, Redes y miniaturización.

Después 50 años de desarrollo, La industria de instrumentación de mi país tiene una base sólida e inicialmente ha formado una producción relativamente completa., sistema de investigación científica y marketing, convirtiéndose en el segundo mayor productor de instrumentación en Asia después de Japón. como digital, inteligente, Los productos miniaturizados y conectados en red se están convirtiendo gradualmente en la corriente principal internacional., la brecha se ampliará aún más. La mayoría de los instrumentos y equipos de alta gama y gran escala de mi país dependen de las importaciones.. En lo que respecta a productos de gama media y muchos componentes clave, Los productos extranjeros representan más de 60% del mercado chino, mientras que los instrumentos analíticos nacionales representan menos del 2/1000 del mercado global.

Las principales tendencias de desarrollo de la tecnología de instrumentación en el futuro.: La instrumentación evolucionará hacia la inteligencia., produciendo así instrumentación inteligente; Los equipos de medición y control basados en PC y la tecnología de instrumentos virtuales se desarrollarán rápidamente; La instrumentación estará conectada en red., produciendo así instrumentos de red y sistemas de medición y control remotos..

Algunas sugerencias: Desarrollar productos con derechos de propiedad intelectual independientes y dominar las tecnologías centrales.; Mejorar las capacidades de integración de sistemas de la industria de la instrumentación.; Ampliar aún más las áreas de aplicación de los instrumentos..

La tecnología CNC evoluciona hacia la inteligencia, franqueza, networking e informatización

Desde que el Instituto de Tecnología de Massachusetts desarrolló el primer sistema CNC experimental en 1952, con el rápido desarrollo de la tecnología informática, Han surgido y se han desarrollado rápidamente varios sistemas CNC abiertos de diferentes niveles.. En términos de estructura, Los sistemas CNC del mundo actual se pueden dividir aproximadamente en cuatro tipos.: 1. Sistema CNC tradicional; 2. Sistema CNC abierto con “PC integrada en NC” estructura; 3. Abierto “NC integrado en la PC” sistema CNC de estructura; 4. Sistema CNC abierto SUAVE.

La investigación y producción de sistemas CNC en mi país ha logrado grandes avances gracias a la introducción, digestión y absorción de la industrialización durante el “Séptimo Plan Quinquenal”, “Octavo Plan Quinquenal” y “Noveno Plan Quinquenal”. , base de producción, cultivó un grupo de talentos CNC, Inicialmente formó su propia industria CNC., y también promovió el desarrollo de tecnología de control electromecánico y control de transmisión.. Al mismo tiempo, después de años de desarrollo, El económico sistema CNC con características chinas ha mejorado enormemente el rendimiento y la confiabilidad del producto., y poco a poco fue ganando reconocimiento por parte de los usuarios.

La tendencia general de desarrollo de la tecnología de sistemas CNC extranjera es: la nueva generación de sistemas CNC evoluciona hacia el PC y la arquitectura abierta; El dispositivo de accionamiento evoluciona hacia la comunicación y la digitalización.; y se desarrolla hacia la inteligencia.

Entrando al siglo XXI, La sociedad humana entrará gradualmente en la era de la economía del conocimiento., y el conocimiento se convertirá en capital y motor del desarrollo de la ciencia, la tecnología y la producción.. La industria de la máquina herramienta, como departamento de equipamiento para el desarrollo de la fabricación mecánica, la industria e incluso toda la economía nacional., es sin duda estratégica e importante, y se volverá más prominente.

Inteligencia, franqueza, redes, y la informatización se han convertido en las principales tendencias en el desarrollo de futuros sistemas CNC y máquinas herramienta CNC.: hacia la alta velocidad, alta eficiencia, alta precisión, y alta confiabilidad; hacia la modularización, inteligencia, flexibilidad, redes, e integración; hacia la PCización y la apertura; Con el surgimiento de una nueva generación de tecnología y equipos de procesamiento CNC, El procesamiento mecánico evolucionará hacia la fabricación virtual.; La combinación de la tecnología de la información. (ÉL) y máquinas herramienta desarrollarán máquinas herramienta mecatrónica avanzada; La nanotecnología formará una nueva tendencia de desarrollo y tendrá nuevos avances.; Las máquinas herramienta que ahorran energía y son respetuosas con el medio ambiente acelerarán el desarrollo y ocuparán un amplio mercado.

Las redes de control industrial se desarrollarán hacia la combinación de cables e inalámbricos.. La tecnología LAN inalámbrica puede conectar fácilmente dispositivos de red de forma inalámbrica, y las personas pueden acceder a los recursos de la red en cualquier momento, en cualquier lugar y a voluntad. Es una dirección importante para el desarrollo de los sistemas modernos de comunicación de datos.. La LAN inalámbrica puede proporcionar interconexión Ethernet sin utilizar cables de red. Al tiempo que se promueve el desarrollo de la tecnología de redes., WLAN también está cambiando el estilo de vida de las personas. Los protocolos de comunicación de red inalámbrica suelen utilizar el modo punto a punto IEEE802.3 y 802.11 modo punto a multipunto. La LAN inalámbrica se puede implementar sobre la base de una LAN ordinaria a través de concentradores inalámbricos., puntos de acceso inalámbrico (AP), puentes inalámbricos, Módems inalámbricos y tarjetas de red inalámbrica., entre las cuales las tarjetas de red inalámbrica son las más utilizadas. La futura dirección de investigación de WLAN se centra principalmente en la seguridad., itinerancia móvil, gestión de red, y la relación con otros sistemas de comunicación móvil como el 3G. En el campo de la automatización industrial, hay miles de sensores, detectores, computadoras, PLC, Lectores de tarjetas y otros dispositivos que deben conectarse entre sí para formar una red de control.. Generalmente, La interfaz de comunicación proporcionada por estos dispositivos es RS-232 o RS-485.. El equipo de LAN inalámbrica utiliza un convertidor de señal aislado para convertir la señal del puerto serie RS-232 de equipos industriales en señales de LAN inalámbrica y Ethernet., que cumple con la LAN inalámbrica IEEE 802.11b y Ethernet IEEE 802.3 estándares, y admite el protocolo de comunicación de red estándar TCP/IP, que amplía efectivamente las capacidades de comunicación de red de equipos industriales.

La combinación de tecnología de redes informáticas., La tecnología inalámbrica y la tecnología de sensores inteligentes han producido un nuevo concepto de “Sensores inteligentes en red basados en tecnología inalámbrica.”. Este sensor inteligente en red basado en tecnología inalámbrica permite transmitir directamente los datos del sitio industrial, publicados y compartidos en la red a través de enlaces inalámbricos. La tecnología LAN inalámbrica puede proporcionar enlaces de datos inalámbricos de gran ancho de banda y una topología de red flexible para la comunicación entre varios dispositivos de campo inteligentes., robots móviles y diversos equipos de automatización en el entorno de la fábrica, compensar eficazmente las deficiencias de las redes cableadas en algunos entornos especiales, Mejorar aún más el rendimiento de la comunicación de las redes de control industrial..

El software de control industrial evoluciona hacia un control avanzado

Como parte importante del software de control industrial., el desarrollo de software de configuración de interfaz hombre-máquina nacional ha logrado grandes avances en los últimos años. La combinación de software y hardware proporciona una solución relativamente completa para la integración de mediciones., control y gestión de empresas. Sobre esta base, El software de control industrial se desarrollará desde la interfaz hombre-máquina y la configuración de estrategias básicas hasta el control avanzado..

No existe una definición estricta y unificada de control avanzado de procesos APC (Control avanzado de procesos). Generalmente, Los algoritmos de control basados en modelos matemáticos que deben ser implementados por computadoras se denominan colectivamente estrategias avanzadas de control de procesos.. Como: control adaptativo; control predictivo; control robusto; control inteligente (sistema experto, control difuso, red neuronal), etc..

Porque el software avanzado de control y optimización puede generar enormes beneficios económicos, El valor de este software ha aumentado exponencialmente.. Decenas de empresas en todo el mundo han lanzado cientos de productos de software avanzados de control y optimización., Formar una poderosa industria de software de aplicaciones para la industria de procesos en todo el mundo.. Por lo tanto, Es de gran importancia desarrollar software avanzado de control y optimización con derechos de propiedad intelectual independientes en mi país., romper el monopolio de los productos extranjeros, y reemplazar las importaciones.

En el futuro, El software de control industrial seguirá desarrollándose hacia la estandarización., redes, inteligencia, y apertura.

La informatización industrial se refiere a la realización de la recopilación de información., transmisión de información, procesamiento de información y utilización integral de información en una plataforma integrada a través de infraestructura de información en el proceso de producción industrial, operación y gestión.

Desarrollar vigorosamente la automatización industrial es una forma y un medio eficaces para acelerar la transformación y modernización de las industrias tradicionales., mejorar la calidad integral de las empresas, mejorar la fortaleza nacional integral del país, ajustar la estructura industrial, y revitalizar rápidamente las grandes y medianas empresas. Para medianas empresas, el estado continuará implementando una serie de proyectos de industrialización de la industria de alta tecnología de automatización de procesos industriales, impulsar la industrialización con la informatización, promover un mayor desarrollo de la tecnología de automatización industrial, fortalecer la innovación tecnológica, realizar la industrialización, y profundizar la solución – resolver los problemas pendientes que enfrenta el desarrollo de la economía nacional, Mejorar aún más la calidad general y la fortaleza nacional integral de la economía nacional., y lograr un gran desarrollo.

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