展會(huì )匯集了世界上工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中著(zhù)名的廠(chǎng)商,來(lái)自德國、法國、美國、瑞典、丹麥、芬蘭、奧地利、意大利、日本、韓國以及中國(含港、臺)等十幾個(gè)國家和地區的100多家自動(dòng)化領(lǐng)域的一流企業(yè)以及現場(chǎng)總線(xiàn)PROFIBUS、PLCopen和SERCOS等國際組織展示其最新產(chǎn)品、高新技術(shù)成果和技術(shù)發(fā)展趨勢,為我國制造業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展搭建了一個(gè)交流和相互溝通的廣闊平臺。
總之,FA/PA展覽會(huì )已成為中國工業(yè)企業(yè)尋求自動(dòng)化解決方案的優(yōu)選場(chǎng)所,它對我國自動(dòng)化領(lǐng)域以及高新技術(shù)的交流和推廣、為傳統制造業(yè)的改造和提升起到巨大的推動(dòng)作用。廣大客戶(hù)透過(guò)通過(guò)展會(huì )可以更清楚地了解行業(yè)動(dòng)向、洞察市場(chǎng)發(fā)展趨勢、掌握技術(shù)發(fā)展方向以及自動(dòng)化領(lǐng)域的最新發(fā)展趨勢。
1. 環(huán)保和節能將促進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)的提升
我國是一個(gè)制造業(yè)大國,并正在向全球制造業(yè)中心邁進(jìn),國民經(jīng)濟尤其是制造業(yè)的高速發(fā)展,形成能源緊缺,使我國從能源出口國轉變成世界上最大的能源進(jìn)口國之一,因而開(kāi)發(fā)新能源、節能、降耗、優(yōu)化能源管理已成為我國經(jīng)濟建設上的重點(diǎn)。例如,Siemens公司的全集成能源管理為工業(yè)企業(yè)、市政和基礎設施等提供了嚴密、安全、可靠的全集成節能解決方案,在本屆展覽會(huì )上受到極大的關(guān)注。
變頻器是節約能源的關(guān)鍵設備。根據中國工控網(wǎng)的統計,目前國內帶變動(dòng)負載,具有節能潛力的電機至少有1.8億千瓦,由此為變頻器的應用提供了極為巨大的市場(chǎng)。變頻器的應用已由常見(jiàn)的風(fēng)機、水泵等拓展到食品、飲料、物流、樓宇等,不斷開(kāi)闊新的節能領(lǐng)域,其功能也得到提升和多樣化,一方面是全數字化,功能齊全,能夠補償負載變化的自適應、自調諧技術(shù),特別是分布式的具有通信、聯(lián)網(wǎng)功能和集成PLC的高端變頻器;另一方面是簡(jiǎn)單或行業(yè)專(zhuān)用的變頻器以及機電一體化、小型化的變頻器。此外,由于新型高壓電力電子器件的問(wèn)世,高壓和中壓變頻器也有長(cháng)足的發(fā)展。
環(huán)境保護已越來(lái)越引起人們的重視,如果不善待大自然,必將受到大自然的懲罰,剛剛過(guò)去的雪、洪災便是鮮明的例子。為此, RoHS(Restriction of the use of Hazardous Substances in Electrical and Electrical Equipment,在電子、電氣產(chǎn)品中限制超量使用有害物質(zhì))越來(lái)越受到重視,根據該法規的要求,從2006年7月1日起,歐盟地區生產(chǎn)和銷(xiāo)售的電子/電氣新設備不得含有超出規定的鉛、汞、鎘、六價(jià)鉻、多溴聯(lián)苯和多溴化二苯乙醚6種有害物質(zhì),因為這些物質(zhì)不僅對健康不利,更主要的是它們嚴重污染環(huán)境。早在2004年8月13日,歐盟成員國均被強制將該法規納入本國法律、法規和行政規定中。目前,很多自動(dòng)化領(lǐng)域的大公司推出的產(chǎn)品都特別注明符合RoHS法規。
2. 無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)發(fā)展迅速
無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)發(fā)展迅速,正成為工控領(lǐng)域方興未艾的熱點(diǎn)之一,也是工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品的一個(gè)新增長(cháng)點(diǎn)。無(wú)線(xiàn)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是它可以減少勞務(wù)成本,在敷設電纜和維護成本很高的應用場(chǎng)合,例如在水處理工廠(chǎng)或水庫、油氣輸送管道,或在人們難以接近的嚴酷環(huán)境,如石化工廠(chǎng),實(shí)現遠程監控和物流等。不僅是數字傳送,Phoenix Contact公司正在開(kāi)發(fā)應用FHSS(跳頻擴頻)技術(shù)來(lái)無(wú)線(xiàn)的模仿接線(xiàn)式4~20mA的模擬信號調理器的I/O采集能力和傳送能力,無(wú)線(xiàn)技術(shù)應用于工廠(chǎng)控制系統的最有力的支持是擴頻技術(shù),它避免了電噪聲和人為的干擾,無(wú)線(xiàn)通信的數據安全性是至關(guān)重要的,這可以通過(guò)加密編碼(128位或194位)和動(dòng)態(tài)變化的安全密碼,采用IEEE,1X的安全方案、使用名稱(chēng)、口令和證書(shū)等防止非授權的訪(fǎng)問(wèn),或應用智能交換方式,例如許多無(wú)限設備基于MAC尋址可以包括或排除用戶(hù)/客戶(hù)從而防止非授權的訪(fǎng)問(wèn)。正因為無(wú)線(xiàn)技術(shù)的發(fā)展,IEEE制定了無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議的國際標準(IEEE 802.11;IEEE802.11a;IEEE802.11b;IEEE802.11g;IEEE802.11h;IEEE802.11e;IEEE802.11l和IEEE802.15等)。
3. 實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)趨于成熟
近年來(lái),工業(yè)以太網(wǎng)發(fā)展迅速,由于高速以太網(wǎng)交換式以太網(wǎng)、環(huán)網(wǎng)冗余、全雙工通信技術(shù)的發(fā)展,通信的確定性和實(shí)時(shí)性、安全性和穩定性已有很大程度的提高,實(shí)時(shí)域和實(shí)時(shí)域的隔離已逐步得到解決,其實(shí)時(shí)響應時(shí)間已達到5~10ms,工業(yè)加固的導軌式收發(fā)器、交換器、集線(xiàn)器和DB-9插件,使可靠性進(jìn)一步增強,促使以太網(wǎng)從管理層、控制層,向現場(chǎng)層滲透,正是有鑒于此,IEC已著(zhù)手制定實(shí)時(shí)以太網(wǎng)國際標準IEC61784。目前納入該國際標準的實(shí)時(shí)以太網(wǎng)(包括已通過(guò)PAS的)的有9種之多,包括由我國浙大中控負責組織開(kāi)發(fā)的EPA工業(yè)以太網(wǎng),子集的編號為CPF-14,由于各種實(shí)時(shí)以太網(wǎng)與其原有的現場(chǎng)總線(xiàn)有著(zhù)千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系,因而各自的應用層不能實(shí)現互操作,不能相互交換數據。然而,隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,用戶(hù)的需求也日益迫切,因此一些國際組織正著(zhù)手解決這一問(wèn)題。例如:ODVA(Open DeviceNet Vender Association)和Rockwell Automation推行一個(gè)獨立的媒介平臺,即通用協(xié)議(Common Industrial Protocol),通過(guò)這個(gè)平臺,可以將模型或設備對象從較低的網(wǎng)絡(luò )層獨立出來(lái),從而實(shí)現對以太網(wǎng)和其他網(wǎng)絡(luò )間互聯(lián)互通,并提供安全保證,運動(dòng)控制以及其他應用,OPC Foundation一直致力于推動(dòng)各網(wǎng)絡(luò )標準的互用性,OPC積極參與了有關(guān)電子設備描述語(yǔ)言(EDDL,IEC61804國際)標準的推廣,工業(yè)自動(dòng)化開(kāi)放網(wǎng)絡(luò )聯(lián)盟(Industrial Automation Open Network Alliances,IAONA)協(xié)同ODVA和分布式自動(dòng)化集團(Industrial for Distributed Automation,IDA)對聯(lián)合開(kāi)展工業(yè)以太網(wǎng)通信技術(shù)達成共識,由IAONA負責定義工業(yè)以太網(wǎng)的公共功能和互操作性。具體內容包括對于IP地址即插即用互操作的通用策略,裝置描述和網(wǎng)絡(luò )恢復機制,網(wǎng)絡(luò )診斷方案,指導使用Web技術(shù)一致性測試以及定義一種應用接口,以消除各種協(xié)議間的差異,以上所述,可以預期,經(jīng)過(guò)有關(guān)的國際組織的合作,不久的將來(lái)就會(huì )出現一個(gè)具有互操作性的實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)。
4. 自動(dòng)化技術(shù)的互補與滲透
DCS,PLC,IPC是自動(dòng)控制領(lǐng)域的三大支柱,它們之間競爭激烈,但又取長(cháng)補短和相互滲透、相互融合;因而形成新的混合型控制系統,國際知名的資訊集團ARC Group稱(chēng)之為PAC,即可編程自動(dòng)化系統,這是自動(dòng)化領(lǐng)域中最為重要的發(fā)展趨勢之一,PAC的主要特點(diǎn)是:構建一個(gè)公共的、集成的開(kāi)發(fā)環(huán)境,提供通用開(kāi)發(fā)平臺、共用標簽和單一的數據庫,以滿(mǎn)足多領(lǐng)域自動(dòng)化系統設計和集成的需要。一個(gè)集中的控制引擎,可以實(shí)現多領(lǐng)域的控制功能。允許在同一平臺上根據調度運行多個(gè)不同功能的應用程序,并根據要求在各程序之間進(jìn)行資源分配。采用開(kāi)放的、可自由組合的模塊化的硬件架構,減少系統升級帶來(lái)的開(kāi)銷(xiāo)。支持IEC61158等現場(chǎng)總線(xiàn)國際標準以實(shí)現高度分散的自動(dòng)化環(huán)境。支持事實(shí)上的工業(yè)以太網(wǎng)標準,可以方便地和企業(yè)級的ERP,MRP,MIS,MES集成。使用開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò )協(xié)議和符合國際標準的編程語(yǔ)言來(lái)保證用戶(hù)的投資及多供應商網(wǎng)絡(luò )的數據交換,目前已有多種商品化的PAC問(wèn)世,例如泓格科技的Smart PAC、Power PAC和Micro PAC??梢灶A言,PAC今后會(huì )有較大的發(fā)展。
5. 智能化的運動(dòng)控制
如今的運動(dòng)控制已被賦予高度智能,控制系統、視覺(jué)系統、安全技術(shù)、預防維護和閉環(huán)優(yōu)化的運動(dòng)控制正逐漸成為一個(gè)整體。先進(jìn)的計算法和模型自適應控制相結合以用于位置和速度控制,新興的驅動(dòng)器能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)故障診斷和集成質(zhì)量控制,允許用戶(hù)為上百個(gè)驅動(dòng)參數的任何一個(gè)設定公差帶;可生成屏幕或通過(guò)電子郵件提醒用戶(hù)目前系統的運行情況和需要的預防性設備維護;可向用戶(hù)提供OPC和TCP/IP通信協(xié)議,集成商務(wù)和網(wǎng)絡(luò )信息,因而驅動(dòng)器能夠如同分布式服務(wù)器那樣發(fā)布信息和通過(guò)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn);智能運動(dòng)控制可通過(guò)高速實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò )共享/交換數據。
集成的安全功能,它符合EN954歐洲標準和IEC61508國際標準,例如冗余檢查,一旦發(fā)現設備工作不正常便立即進(jìn)入安全保護狀態(tài);如發(fā)現有操作人員誤入設備工作區,則立即降低這個(gè)軸的速度甚至進(jìn)行緊急停機。
6. IT技術(shù)與自動(dòng)化結合
計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)和先進(jìn)的控制技術(shù)相結合,已不再停留在理論和實(shí)驗階段如模型預測、神經(jīng)元和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )、模糊控制,動(dòng)態(tài)前饋PID,多變量控制。自適應和自尋優(yōu)等先進(jìn)控制算法已進(jìn)入實(shí)踐并用于DCS,PLC等控制器中,而且這種趨勢在加快,此外組件(包括中間件、固件、可編程陣列)、公共數據庫、局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)技術(shù)等滲透控制系統使控制系統扁平化,實(shí)現了跨平臺、跨地區的控制。
7. 人機界面更人性化
人機界面已全系列化。包括手持式、面板式、臺式和PC機式,今日的人機界面已不僅僅限于SCADA以及編程、監控和診斷等功能。在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域,人機界面可以為操作和管理人員提供越來(lái)越多的信息,功能強大的模塊化軟件和多客戶(hù)機/服務(wù)器結構,使人機界面成為企業(yè)實(shí)時(shí)生產(chǎn)信息以及商務(wù)垂直集成的統一的軟件平臺,它亦是連通到互聯(lián)網(wǎng)外部世界的媒介。人機界面還可以作為控制引擎,通過(guò)驅動(dòng)器或OPC來(lái)驅動(dòng)各種I/O模塊??偠灾?,人機界面已演變?yōu)橐粋€(gè)完整的系統。對人機界面影響最大的是開(kāi)放的體系結構和連通性。Ethernet的應用,遠程系統監控的Web瀏覽器,開(kāi)發(fā)異構系統間通信的OPC服務(wù)器和無(wú)線(xiàn)通信能力加強。這些都是構建人機界面系統的重要因素。此次展會(huì )普洛菲斯、紅獅控制的人機界面均能讓人體會(huì )到這點(diǎn)。