展會(huì)匯集了世界上工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中著名的廠商,來自德國(guó)、法國(guó)、美國(guó)、瑞典、丹麥、芬蘭、奧地利、意大利、日本、韓國(guó)以及中國(guó)(含港、臺(tái))等十幾個(gè)國(guó)家和地區(qū)的100多家自動(dòng)化領(lǐng)域的一流企業(yè)以及現(xiàn)場(chǎng)總線PROFIBUS、PLCopen和SERCOS等國(guó)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(shì),為我國(guó)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(tái)。
總之,F(xiàn)A/PA展覽會(huì)已成為中國(guó)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(duì)我國(guó)自動(dòng)化領(lǐng)域以及高新技術(shù)的交流和推廣、為傳統(tǒng)制造業(yè)的改造和提升起到巨大的推動(dòng)作用。廣大客戶透過通過展會(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(shì)、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(shì)。
1. 環(huán)保和節(jié)能將促進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)的提升
我國(guó)是一個(gè)制造業(yè)大國(guó),并正在向全球制造業(yè)中心邁進(jìn),國(guó)民經(jīng)濟(jì)尤其是制造業(yè)的高速發(fā)展,形成能源緊缺,使我國(guó)從能源出口國(guó)轉(zhuǎn)變成世界上最大的能源進(jìn)口國(guó)之一,因而開發(fā)新能源、節(jié)能、降耗、優(yōu)化能源管理已成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)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(chǔ)設(shè)施等提供了嚴(yán)密、安全、可靠的全集成節(jié)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(jié)約能源的關(guān)鍵設(shè)備。根據(jù)中國(guó)工控網(wǎng)的統(tǒng)計(jì),目前國(guó)內(nèi)帶變動(dòng)負(fù)載,具有節(jié)能潛力的電機(jī)至少有1.8億千瓦,由此為變頻器的應(yīng)用提供了極為巨大的市場(chǎng)。變頻器的應(yīng)用已由常見的風(fēng)機(jī)、水泵等拓展到食品、飲料、物流、樓宇等,不斷開闊新的節(jié)能領(lǐng)域,其功能也得到提升和多樣化,一方面是全數(shù)字化,功能齊全,能夠補(bǔ)償負(fù)載變化的自適應(yīng)、自調(diào)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)專用的變頻器以及機(jī)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世,高壓和中壓變頻器也有長(zhǎng)足的發(fā)展。
環(huán)境保護(hù)已越來越引起人們的重視,如果不善待大自然,必將受到大自然的懲罰,剛剛過去的雪、洪災(zāi)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))越來越受到重視,根據(jù)該法規(guī)的要求,從2006年7月1日起,歐盟地區(qū)生產(chǎn)和銷售的電子/電氣新設(shè)備不得含有超出規(guī)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?yàn)檫@些物質(zhì)不僅對(duì)健康不利,更主要的是它們嚴(yán)重污染環(huán)境。早在2004年8月13日,歐盟成員國(guó)均被強(qiáng)制將該法規(guī)納入本國(guó)法律、法規(guī)和行政規(guī)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(guī)。
2. 無線通信技術(shù)發(fā)展迅速
無線通信技術(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(zhǎng)點(diǎn)。無線技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是它可以減少勞務(wù)成本,在敷設(shè)電纜和維護(hù)成本很高的應(yīng)用場(chǎng)合,例如在水處理工廠或水庫(kù)、油氣輸送管道,或在人們難以接近的嚴(yán)酷環(huán)境,如石化工廠,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和物流等。不僅是數(shù)字傳送,Phoenix Contact公司正在開發(fā)應(yīng)用FHSS(跳頻擴(kuò)頻)技術(shù)來無線的模仿接線式4~20mA的模擬信號(hào)調(diào)理器的I/O采集能力和傳送能力,無線技術(shù)應(yīng)用于工廠控制系統(tǒng)的最有力的支持是擴(kuò)頻技術(shù),它避免了電噪聲和人為的干擾,無線通信的數(shù)據(jù)安全性是至關(guān)重要的,這可以通過加密編碼(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、口令和證書等防止非授權(quán)的訪問,或應(yīng)用智能交換方式,例如許多無限設(shè)備基于MAC尋址可以包括或排除用戶/客戶從而防止非授權(quán)的訪問。正因?yàn)闊o線技術(shù)的發(fā)展,IEEE制定了無線通信協(xié)議的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(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,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(wěn)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(yīng)時(shí)間已達(dá)到5~10ms,工業(yè)加固的導(dǎo)軌式收發(fā)器、交換器、集線器和DB-9插件,使可靠性進(jìn)一步增強(qiáng),促使以太網(wǎng)從管理層、控制層,向現(xiàn)場(chǎng)層滲透,正是有鑒于此,IEC已著手制定實(shí)時(shí)以太網(wǎng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC61784。目前納入該國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)時(shí)以太網(wǎng)(包括已通過PAS的)的有9種之多,包括由我國(guó)浙大中控負(fù)責(zé)組織開發(fā)的EPA工業(yè)以太網(wǎng),子集的編號(hào)為CPF-14,由于各種實(shí)時(shí)以太網(wǎng)與其原有的現(xiàn)場(chǎng)總線有著千絲萬縷的聯(lián)系,因而各自的應(yīng)用層不能實(shí)現(xiàn)互操作,不能相互交換數(shù)據(jù)。然而,隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,用戶的需求也日益迫切,因此一些國(guó)際組織正著手解決這一問題。例如:ODVA(Open DeviceNet Vender Association)和Rockwell Automation推行一個(gè)獨(dú)立的媒介平臺(tái),即通用協(xié)議(Common Industrial Protocol),通過這個(gè)平臺(tái),可以將模型或設(shè)備對(duì)象從較低的網(wǎng)絡(luò)層獨(dú)立出來,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)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(yùn)動(dòng)控制以及其他應(yīng)用,OPC Foundation一直致力于推動(dòng)各網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的互用性,OPC積極參與了有關(guān)電子設(shè)備描述語言(EDDL,IEC61804國(guó)際)標(biāo)準(zhǔn)的推廣,工業(yè)自動(dòng)化開放網(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(tuán)(Industrial for Distributed Automation,IDA)對(duì)聯(lián)合開展工業(yè)以太網(wǎng)通信技術(shù)達(dá)成共識(shí),由IAONA負(fù)責(zé)定義工業(yè)以太網(wǎng)的公共功能和互操作性。具體內(nèi)容包括對(duì)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(fù)機(jī)制,網(wǎng)絡(luò)診斷方案,指導(dǎo)使用Web技術(shù)一致性測(cè)試以及定義一種應(yīng)用接口,以消除各種協(xié)議間的差異,以上所述,可以預(yù)期,經(jīng)過有關(guān)的國(guó)際組織的合作,不久的將來就會(huì)出現(xiàn)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(bǔ)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(jìng)爭(zhēng)激烈,但又取長(zhǎng)補(bǔ)短和相互滲透、相互融合;因而形成新的混合型控制系統(tǒng),國(guó)際知名的資訊集團(tuán)ARC Group稱之為PAC,即可編程自動(dòng)化系統(tǒng),這是自動(dòng)化領(lǐng)域中最為重要的發(fā)展趨勢(shì)之一,PAC的主要特點(diǎn)是:構(gòu)建一個(gè)公共的、集成的開發(fā)環(huán)境,提供通用開發(fā)平臺(tái)、共用標(biāo)簽和單一的數(shù)據(jù)庫(kù),以滿足多領(lǐng)域自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)和集成的需要。一個(gè)集中的控制引擎,可以實(shí)現(xiàn)多領(lǐng)域的控制功能。允許在同一平臺(tái)上根據(jù)調(diào)度運(yùn)行多個(gè)不同功能的應(yīng)用程序,并根據(jù)要求在各程序之間進(jìn)行資源分配。采用開放的、可自由組合的模塊化的硬件架構(gòu),減少系統(tǒng)升級(jí)帶來的開銷。支持IEC61158等現(xiàn)場(chǎng)總線國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)以實(shí)現(xiàn)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(biāo)準(zhǔn),可以方便地和企業(yè)級(jí)的ERP,MRP,MIS,MES集成。使用開放的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的編程語言來保證用戶的投資及多供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換,目前已有多種商品化的PAC問世,例如泓格科技的Smart PAC、Power PAC和Micro PAC。可以預(yù)言,PAC今后會(huì)有較大的發(fā)展。
5. 智能化的運(yùn)動(dòng)控制
如今的運(yùn)動(dòng)控制已被賦予高度智能,控制系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)、安全技術(shù)、預(yù)防維護(hù)和閉環(huán)優(yōu)化的運(yùn)動(dòng)控制正逐漸成為一個(gè)整體。先進(jìn)的計(jì)算法和模型自適應(yīng)控制相結(jié)合以用于位置和速度控制,新興的驅(qū)動(dòng)器能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)故障診斷和集成質(zhì)量控制,允許用戶為上百個(gè)驅(qū)動(dòng)參數(shù)的任何一個(gè)設(shè)定公差帶;可生成屏幕或通過電子郵件提醒用戶目前系統(tǒng)的運(yùn)行情況和需要的預(yù)防性設(shè)備維護(hù);可向用戶提供OPC和TCP/IP通信協(xié)議,集成商務(wù)和網(wǎng)絡(luò)信息,因而驅(qū)動(dòng)器能夠如同分布式服務(wù)器那樣發(fā)布信息和通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訪問;智能運(yùn)動(dòng)控制可通過高速實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)共享/交換數(shù)據(jù)。
集成的安全功能,它符合EN954歐洲標(biāo)準(zhǔn)和IEC61508國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),例如冗余檢查,一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備工作不正常便立即進(jìn)入安全保護(hù)狀態(tài);如發(fā)現(xiàn)有操作人員誤入設(shè)備工作區(qū),則立即降低這個(gè)軸的速度甚至進(jìn)行緊急停機(jī)。
6. IT技術(shù)與自動(dòng)化結(jié)合
計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和先進(jìn)的控制技術(shù)相結(jié)合,已不再停留在理論和實(shí)驗(yàn)階段如模型預(yù)測(cè)、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(yīng)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(shì)在加快,此外組件(包括中間件、固件、可編程陣列)、公共數(shù)據(jù)庫(kù)、局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、無線技術(shù)等滲透控制系統(tǒng)使控制系統(tǒng)扁平化,實(shí)現(xiàn)了跨平臺(tái)、跨地區(qū)的控制。
7. 人機(jī)界面更人性化
人機(jī)界面已全系列化。包括手持式、面板式、臺(tái)式和PC機(jī)式,今日的人機(jī)界面已不僅僅限于SCADA以及編程、監(jiān)控和診斷等功能。在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域,人機(jī)界面可以為操作和管理人員提供越來越多的信息,功能強(qiáng)大的模塊化軟件和多客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu),使人機(jī)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(tǒng)一的軟件平臺(tái),它亦是連通到互聯(lián)網(wǎng)外部世界的媒介。人機(jī)界面還可以作為控制引擎,通過驅(qū)動(dòng)器或OPC來驅(qū)動(dòng)各種I/O模塊。總而言之,人機(jī)界面已演變?yōu)橐粋€(gè)完整的系統(tǒng)。對(duì)人機(jī)界面影響最大的是開放的體系結(jié)構(gòu)和連通性。Ethernet的應(yīng)用,遠(yuǎn)程系統(tǒng)監(jiān)控的Web瀏覽器,開發(fā)異構(gòu)系統(tǒng)間通信的OPC服務(wù)器和無線通信能力加強(qiáng)。這些都是構(gòu)建人機(jī)界面系統(tǒng)的重要因素。此次展會(huì)普洛菲斯、紅獅控制的人機(jī)界面均能讓人體會(huì)到這點(diǎn)。