IPC行业未来发展趋势如何?以往工业控制计算机主要应用于电气、煤化、油化等连续化、流程化的过程控制;制造自动化主要应用于机械、电子、汽车等离散加工的生产过程;单机自动化主要应用于数控机床、智能仪表、机器人、电动汽车、变频调速电机、电动家电、医疗器械等产品的机电一体化。在未来, IPC应用将有新的增长点:环保、住宅、公用工程、道路和交通、建筑和社区、农业和农村等。
一、IPC技术的发展动向
IPC及其应用的发展与信息化、数字化、智能化的世界潮流以及计算机、控制、网络、显示等技术的发展密切相关。IPC中的 DCS受计算机影响很大,而且反应速度很快。数字控制系统的主要发展趋势:
1、 DCS专业化, DCS为了更好地适应各个相关领域的应用,要进一步了解该专业的工艺及应用要求,逐步形成如核电 DCS,变电站 DCS,玻璃 DCS,水泥 DCS等。
2、DCS工业 PC,由 IPC构成 DCS已成为一大趋势, PC作为 DCS的操作站或节点机已经非常普遍,PC-PLC、PC-STD、PC-NC等是PC-DCS的先驱, IPC成为 DCS的硬件平台。
3、 DCS向智能化方向发展,由于数据库系统、推理技能等方面的发展,特别是知识库系统和自学习控制、远程诊断、自寻优等专家系统的应用,使 DCS在各个层次上都能实现人工智能。类似于 FF现场总线,基于微处理器的智能设备,如智能 I/O PID控制,智能传感器,变送器,执行机构,智能人机接口,可编程调节器等相继出现。
4、 DCS向一体化方向发展,由于数据通信链路和网络标准化的发展,各种单(多)回路调整器、 PLC、工业 PC、 NC等工业控制设备组成了大系统,满足了工厂自动化的要求,适应了开放式的大趋势。
二、PLC
现在全球有大约200家 PLC生产厂家,生产的品种超过300个。1998年、1999年和2000年 PLC的发货量分别为1456万件、1620万件和1778万件。从1995年起, PLC就按最终用户划分:汽车占23%;食品加工占16.4%;化学/制药占14.6%;金属/矿山占11.5%;纸浆/造纸占11.3%;其他23.6%。随着 CIMS、工程自动化、过程控制等复杂大系统的应用需求, PLC的发展趋势主要如下:
高功能,高速度,大容量,增加模拟量的发展方向,形成与 DCS相抗衡的大系统。
网络通信能力的增强是 PLC技术发展的一个重要方向。互联网以太化已经取得了成功,现场总线也在不断发展。
编程语言多样化IEC61131-3规定了5种编程语言:梯形图,函数顺序图,函数块图,结构图。
三、.数字控制设备
方便使用:改进人机界面,简化程序,操作面板使用符号键,尽量采用对话式等,方便用户使用。
交流伺服化:交流伺服系统的恒功率范围达到了1:4,速度范围可达到:1:1000,与直流伺服基本相当。体积小、价格低、可靠性高的交流伺服越来越广泛的应用
小型化:由于半导体电路具有高集成度,封装三维化,线路板插式三维化,使得 NC设备进一步小型化,在 NC设备的操作单元上, CRT被 TFT彩色液晶显示器、触摸屏等代替,厚度只有 CRT的1/4等等。
功能齐全的数控系统向综合自动化方向发展:为适应 FMS、 CIMS、无人工厂等要求,与机器人、自动化小车、自动诊断跟踪监控系统相结合,发展控制管理一体化系统,已成为国际数控系统的发展方向。
高速:所谓的“三高”,就是高主轴转速、快运动速度和高换刀速度。为了实现高速加工,需要对主轴进行高速化处理, AC主轴马达的高速转速为180000转/分;高进给速度120米/分;换刀速度1 s;加速度2 g。
高效率:实现高效率加工,缩短非切削时间和加工周期的关键是提高 PMC处理器的性能,当处理内容复杂时, PMC的编程语言就成了问题,尽管 C语言和 PASCAL已被实际使用,但是为了替代梯形图语言,还需要像顺流图一样的视图式语言。
机械智能化:在数控领域中是一项新技术,所谓机械智能化功能,是指能够对由于温度、机械载荷等因素引起的机械变形进行自我补偿的功能。其中包括检测主轴负载、主轴及机座变形的传感器,以及处理传感器输出信号的电路。该传感器本身具有信号处理功能,故称为智能传感器。AI将被应用到 PMC处理信号。
PC化:大规模集成电路制造技术的高度发展, PC硬件结构做得很小, CPU运行速度越来越快,存储容量也越来越大。大规模生产的个人电脑,成本大大降低,可靠性不断提高。电脑的开放, Windows的应用,更多技术人员的应用与软件开发,使得电脑的软件更加丰富。计算机的功能已经十分强大,计算机的 CAD/CAM软件也由小型化、工作站移植到 PC上,并在 PC上建立了三维图形显示和工艺数据处理系统。所以 PC已经成为 CNC系统开发的重要资源和手段。
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