工控指的是工業(yè)自動化控制,主要利用電子電氣、機(jī)械、軟件組合實現(xiàn)。即是工業(yè)控制(Factory control),或者是工廠自動化控制(Factory Automation control)。主要是指使用計算機(jī)技術(shù),微電子技術(shù),電氣手段,使工廠的生產(chǎn)和制造過程更加自動化、效率化、精確化,并具有可控性及可視性。
工控技術(shù)的出現(xiàn)和推廣帶來了第三次工業(yè)革命,使工廠的生產(chǎn)速度和效率提高了300%以上。20世紀(jì)80年代初,隨著改革開放的春風(fēng),國外先進(jìn)的工控技術(shù)進(jìn)入中國大陸,比較廣泛使用的工業(yè)控制產(chǎn)品有"PLC,變頻器,伺服電機(jī),工控機(jī)"等。這些產(chǎn)品和技術(shù)大力推動了中國的制造業(yè)自動化進(jìn)程,為中國現(xiàn)代化的建設(shè)作出了巨大的貢獻(xiàn)。
工控主要核心領(lǐng)域是在大型電站,航空航天,水壩建造,工業(yè)溫控加熱,陶瓷領(lǐng)域有著不可替代的優(yōu)勢。例如:電站電網(wǎng)的實時監(jiān)控需要采集大量的數(shù)據(jù)值,并進(jìn)行綜合處理,工控技術(shù)的介入方便處理了大量的信息。工控出現(xiàn)完善了制造業(yè)和建造業(yè)的安全和精準(zhǔn),解決原本需要的溫度、壓力、氣體流量、液體流量等工業(yè)需要。在原本需要半自動化與手動化工作演變自動化進(jìn)行,包括常見的空氣開關(guān)、壓力器、流量表等。
工控工作原理:比如空氣開關(guān)的功率控制,當(dāng)使用電器其功率過大,內(nèi)部機(jī)械原理開始運行導(dǎo)致開關(guān)自動斷開,以此保障工業(yè)或建筑安全用電和準(zhǔn)確尋找短路源。工業(yè)控制一向是制約中國裝備行業(yè)乃至產(chǎn)品升級的瓶頸。裝備制造業(yè)是工業(yè)的核心和基礎(chǔ),決定了國家工業(yè)和科技的水平,以及其在全球分工所占據(jù)的地位。
對于機(jī)床一類的工業(yè)母機(jī),作為國內(nèi)的制造商,需要西門子或者三菱提供整體的運動控制解決方案,核心的運動控制產(chǎn)品如直線電機(jī)、交流伺服電機(jī)和系統(tǒng)等進(jìn)行精確運動控制的核心部件或是應(yīng)用解決方案就是由國外的跨國公司整體提供,從產(chǎn)品到技術(shù)都是由外企來設(shè)計。國內(nèi)從事機(jī)床制造的廠商,更多的是從應(yīng)用角度來理解這些關(guān)鍵部件的功能,怎么使用,最終把他們整合成一套機(jī)械設(shè)備。這就是在制造業(yè)方面的差距和追趕的方向。
工控行業(yè)的產(chǎn)品和技術(shù)非常特殊。為其他各行業(yè)提供可靠、嵌入式、智能化的工業(yè)計算機(jī)。隨著社會信息化的不時深入,屬于中間產(chǎn)品。關(guān)鍵性行業(yè)的關(guān)鍵任務(wù)將越來越多地依靠工控機(jī),而以IPC為基礎(chǔ)的低利息工業(yè)控制自動化正在成為主流,外鄉(xiāng)工控機(jī)廠商所受到重視水平也越來越高。隨著電力、冶金、石化、環(huán)保、交通、建筑等行業(yè)的迅速發(fā)展,從數(shù)字家庭用的機(jī)頂盒、數(shù)字電視,銀行柜員機(jī)、高速公路收費系統(tǒng)、加油站管理、制造業(yè)生產(chǎn)線控制,金融、政府、國防等行業(yè)信息化需求不時增加,對工控機(jī)的需求很大,工控機(jī)市場發(fā)展前景十分廣闊,讓我們看一下工控機(jī)行業(yè)未來會是什么樣子的。
1、向綜合方向發(fā)展,由于標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)通信線路和通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,將各種單(多)回路調(diào)節(jié)器、PLC、工業(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)、推理機(jī)能等的發(fā)展,尤其是知識庫系統(tǒng)(KBS)和專家系統(tǒng)(ES)的應(yīng)用,如自學(xué)習(xí)控制、遠(yuǎn)距離診斷和自尋優(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、簡單操作方向,對于工控機(jī),能夠簡單操作是最好的,這也將成為未來的發(fā)展方向,簡易操作可以改善人機(jī)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。
工業(yè)控制自動化主要包含三個層次,從下往上依次是基礎(chǔ)自動化、過程自動化和管理自動化,其核心是基礎(chǔ)自動化和過程自動化。傳統(tǒng)的自動化系統(tǒng),基礎(chǔ)自動化部分基本被PLC和DCS所壟斷,過程自動化和管理自動化部分主要是由各種進(jìn)口的過程計算機(jī)或小型機(jī)組成,其硬件、系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的價格之高令眾多企業(yè)望而卻步。
20世紀(jì)90年代以來,由于PC-based的工業(yè)計算機(jī)(簡稱工業(yè)PC)的發(fā)展,以工業(yè)PC、I/O裝置、監(jiān)控裝置、控制網(wǎng)絡(luò)組成的PC-based的自動化系統(tǒng)得到了迅速普及,成為實現(xiàn)低成本工業(yè)自動化的重要途徑。我國重慶鋼鐵公司這樣的大企業(yè)的幾乎全部大型加熱爐,也拆除了原來DCS或單回路數(shù)字式調(diào)節(jié)器,而改用工業(yè)PC來組成控制系統(tǒng),并采用模糊控制算法,獲得了良好效果。
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