工业自动化控制是工业技术提高的重要方向,是机电一体化、推进两化交融的根底任务。但是,多年来不断短少国度层面的关注和战略性布置,处于严重落后阶段,并存有严重隐患。
什么是工厂自动化范畴的自动控制技术?复杂讲,用于延续流程的电力、化工即DCS,用于非延续进程的冶金、造纸、纺织、机械加工等制造范畴及环保等为PLC。PLC用处普遍,既处理单机自控,也提供流水线和工厂自动化处理方案。
我国延续流程自动化DCS开展比拟快,以动力和重化工为主,次要在使用方面,并且多年来失掉国度政策支持,所以行业外部的看法和注重水平比拟高,与国际先进程度的差距正在延长。在断续流程自动化国外通常说&ldquo工厂自动化&rdquoFactory Automation,简称FA范畴,面临的成绩却越来越紧迫。
国际工控技术与产业的开展趋向
工业自动化控制是工业技术提高的重要方向:处理效率、产质量量、牢靠性、分歧性的根底技术。
普及工控是推进产业构造优化晋级,以&ldquo信息技术改造传统产业&rdquo,推进两化交融的根底任务。
近几十年,随着ICT技术日新月异的开展,工业自控零碎和仪表仪器技术提高很快,呈微型化、数字化、智能化、网络化、集成化等特点。
普通以为,工业自动化有两个次要范畴:以进程流体运动控制技术支撑的流程自动化PA和以运动控制技术支撑的工厂自动化FA或团圆型消费自动化。前者从传统的模仿式回路仪表起步,综合ICT控制技术,开展为散布式或集散式控制零碎DCS。其高度的牢靠性、方便的组态软件、丰厚的控制算法、开放的联网才能等优点,成为计算机工业控制零碎的主流,普遍使用于大型、设备众多、工况复杂的流程型配备的自动控制,如大型化工厂、火电厂等。
可编程控制器PLC:以继电器技术为根底,综合ICT技术,以顺序化方式完成设备的电气控制。PLC构造紧凑、呼应快、现场环境顺应性与牢靠性好耐振动、噪声、灰尘、油污等、抗搅扰才能强、价钱较低,是与DCS不相上下的另一主流控制零碎。
工业自动控制技术道路呈相互浸透、相互交融的趋向。PLC使用范围向中小型进程控制零碎、远程维护效劳零碎、节能监控等范畴扩展,在某些使用上取代了DCS。DCS也使用PLC与工控计算机结合组网。总的趋向是愈加开放细化分工协作、规范化、产品化、集成化。
新生的改变世界的企业将会诞生,从而更好的服务整个人类世界,走向更高科技的智能化生活。上世纪90年代以来,现场总线技术FCS迅速开展。这是装置在消费现场的数字式智能化仪表与测控设备,与自动控制安装或零碎间的多点通讯、全分散、开放式的底层控制网络零碎。
世界工控行业经过几十年的大浪淘沙,已构成多数跨国公司规模消费、瓜分全球市场的寡头垄断场面。原来的几百个厂商目前只剩下几十个,最著名者如西门子、ABB、Honeywell、三菱、菲尼克斯等,其工控产品均号称兼具DCS/PLC/FCS功用,在质量、价钱、售后效劳方面曾经博得了市场信誉。
工业信息化是电子通讯技术ICT与先进制造技术交融的产物,是设备可控性、测控设备适用性及信息优化使用的综分解果。自控零碎和仪表仪器是古代工业配备以及交通、动力、国防、严重公益设备等的神经中枢、运转中心和平安屏障,其功用是监测控制整个工艺流程和产质量量,保证工业严重配备平安牢靠运转和完成高效优化。
所以,推进制造环节自动化,是提升我国工业竞争力的中心技术之一,是两化交融的根底。推进工控技术自主创新,掌握工控行业开展主导权,改变目前过火依赖国外技术和受制于人的主动场面,是以后复兴配备工业的一个中心成绩,是不能逃避的战略义务。
我国移动互联网在带来全新社交体验的同时,也或多或少使人们产生了依赖。移动互联网使网络、智能终端、数字技术等新技术得到整合,建立了新的产业生态链,催生全新文化产业形态。工控行业总体落后的现状与缘由
国产控制零碎难以进入严重工程的关键、中心、主体配备,这一市场的大局部仍被国外工控零碎垄断。
工控开展滞后是中国工业大而不强的关键缘由之一,也对产业平安和国度经济平安带来要挟。
目前我国自主开展PLC工控零碎,最需求的是构成一个具有较高通用性的工控零碎平台。
我国的工控行业目前总体上处于弱势位置,与国际先进程度仍有10~15年的差距。行业状况可概括为:技术差距大、市场信任度低、外资强势竞争等。
一用于严重配备的DCS获得重要停顿,现场仪表和顶层零碎单薄。
上世纪80年代,我国运用的DCS产品全部是国外产品,事先国度组织对出口成套严重配备的自控零碎停止技术消化,原机械、电力两部协同攻关,率先在大型火电机组范畴完成打破。目前自主研制的超临界300~600MW火电机组主控DCS零碎已装机数十套、禁受了多年运转检验。在这个进程中,一些中资企业锋芒毕露,如北京和利时、浙大中控、新华中控等。上海自动化仪表、国电智深公司也在300~600MW机组主控DCS具有了相反才能。但由于工程使用才能、质量、名誉等缘由,这些产品的使用对象,除电力外,仍以中小工程项目为主,或用于大型工程项目的非次要局部,用量更大的大型石化工程主控零碎尚未能进入。
#p#分页标题#e#我国自控产业链的中间&mdash&mdash底层的现场仪表尤其是变送器和执行机构、下层的综合自动化软件是最单薄环节。我国自行设计制造的智能变送器只占国际市场的9%。顶层综合控制软件才能弱,一方面是由于工控企业对用户的工艺特征了解不深入,经历积聚缺乏,从而制约了顶层集成才能和疾速进入细分市场的才能工控企业受制于国度关于设计企业资质门槛的规则也是一方面缘由。用户市场对本国工控技术/产品的不认同,制约了自主研发的工控产品理论进步的时机。
由于上述缘由,国产控制零碎难以进入严重工程的关键、中心、主体配备,这一市场的大局部仍被国外工控零碎垄断。
二用于广阔团圆型工厂自动化的PLC零碎,状况不容悲观。
以后PLC技术的使用范围,涵盖了除大型化工、电力企业之外的简直一切工业行业。但是,目前我国PLC使用市场,95%以上被本国产品占领,本国企业处于相对优势。
跨国公司的产品享用零部件出口免税等政策优惠,本国厂商在家门口面对强势国际竞争,毫无招架之力。
三PLC零碎难自立,行业研发平台缺失。
一是本国企业和机构,规模小、业务分散,形不成气候。此类企业中,有些是原工业部门承当行业个性技术的研讨所或大学科研单位改制而来,如和利时、浙大中控、北京机械自动化研讨所等。
二是到目前为止,我国企业尚未真正掌握FA工控的中心技术。本国PLC厂商技术都是架构在本国的控制技术上,主干根底硬件简直全部由本国公司提供,根底软件也依赖出口。我国PLC厂商的业务,只是局限在运用出口硬件与根底软件,针对详细工艺控制的需求,运用ICT技术停止集成、做使用软件。在零碎的设计窍门方面,在零碎牢靠性、产质量量分歧性、牢靠性、市场信誉方面,与国外先进程度尚有较大差距。就是国际引为骄傲的数控零碎,状况也大体如此。
三是作为科研型的工控企业,由于规模小和专业分散,缺乏国际一致规范的硬件和根底软件支撑,单打独斗,形不成规模。
四是受外资控制与挤压,竞争才能差。我国一些企业已经自主开发PLC硬件平台,但产品刚有眉目,跨国公司立刻降价。由于PLC零碎是技术密集型的成熟产品,本国产品初次面世,功能与价钱都缺乏竞争优势。加上缺乏国度政策支持,在市场上基本无法立足,堕入了&ldquo市场信誉度低&mdash缺乏理论与改良时机&mdash市场信誉进一步降低&rdquo的恶性循环。
五是产学研结合的理想窘境:国度工业管理机构屡次变卦,一些个性技术研讨所改企业,原有的研讨进程中缀,技术积聚流失或老化。
自主开展才能关系国度工业开展战略
工控行业自主开展才能关系国度的工业开展战略,也考验其战略规划的目光。
建立企业为主体、官产学研用相结合的创新体系和相应的行业管理机制,是国际通用形式。
经过对工控产业现状和成绩的调研,感到我国工业的指点思想和体制政策方面,有若干值得考虑之处。
一关于工业开展的战略指点思想。
变革开放推进了我国在市场化条件下参加世界产业分工体系。在用休息密集型产品换取国外技术密集型产品的同时,关系到工业构造中必需据守的战略要点如工控行业,也不盲目地服从&ldquo国际分工&rdquo,给产业晋级带来不利的影响。
上世纪80年代引进国外先进消费线,为浪费外汇仅对单台自动化技术感兴味,指点思想是能用人工的尽量用人工。由于事先对工厂自动化的意义看法不完好,重点思索效率,把自动消费线加工精度和质量放在第二位,致使错过了赶上工厂自动化国际潮流的历史机遇。
国度在严重配备的开展规划中,把重点放在&ldquo可购置性差的战略性产品&rdquo上。而市场规模较大的中小型PLC零碎,由于出口方便、政策鼓舞,又遭到用户追捧,其消化创新、自主开展的成绩就容易被管理层无视。对事关战略的中心技术持&ldquo能买就买&rdquo、&ldquo买不到才本人干&rdquo的主动呼应的态度,等于不盲目地跟随东方划定的国际分工格式,模糊了本人的努力目的。
二关于工业开展规划中的倾向性。
#p#分页标题#e#我国各类开展规划中,制定重点项目,通常选择经过严重产品带动研发的方式,特别是具有严重标志性、产业拉举措用较明显的主机产品,如核电、新动力、大飞机、汽车、数控机床等。这一准绳自身是正确的。但在详细执行中,容易发作畸轻畸重的倾向。
一是&ldquo无形先于有形,零件重于零部件&rdquo。传统思想将&ldquo制造业&rdquo与&ldquo电子信息&rdquo分开,但古代配备制造曾经根本完成控制零碎与机电零碎的交融。而我国的工业规划至今还将工业自动控制置于&ldquo主角&rdquo位置。推进两化交融,必需转变固有的&ldquo制造业&rdquo思想定式。
二是缺乏工业的全体开展认识。工业构造呈&ldquo主机&mdash控制&mdash零部件&mdash资料&mdash工艺&rdquo的金字塔形构造。工业的&ldquo两头部门&rdquo如内燃机、泵阀液压密封紧固件等通用根底件、资料,以及个性制造技术、机电一体化的控制安装等,其技术的不时提高,是各类主机质量功能得以进步的根底,是工业竞争力的根基。根底临时依赖外来技术,国度的工业开展就等于树立在沙滩上。
在工控范畴,也存在畸重畸轻成绩。国度比拟注重DCS零碎,尤其是严重配备自控零碎中的主控DCS局部,但对其两端则投入缺乏对量大面广的PLC零碎,因有可买性、小企业多、行业组织难等成绩,则至今未能列入&ldquo十二五&rdquo开展规划。
在两头产品、根底资料和制造工艺方面,目前与国际先进程度差距较大。尤其两头产品范畴次要是中小企业,面对德国西门子、博世这样的零部件巨型跨国企业的强势压榨,广阔中小企业只能维持生活,没有充任技术创新主体的实力。而这一范畴恰恰是最需求增强根底科技支持的。
三建立企业为主体、官产学研用相结合的创新体系和相应的行业管理机制,是国际通用形式。