自動化發(fā)展方向

1、工業(yè)自動化發(fā)展方向工業(yè)控制自動化技術(shù)是一種運用控制理論、儀器儀表、計算機和其它信息技術(shù)，對工業(yè)生產(chǎn) 過程實現(xiàn)檢測、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策，達到增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低消耗、確 保安全等目的的綜合性技術(shù)，主要包括工業(yè)自動化軟件、硬件和系統(tǒng)三大部分。工業(yè)控制自 動化技術(shù)作為 20 世紀(jì)現(xiàn)代制造領(lǐng)域中最重要的技術(shù)之一，主要解決生產(chǎn)效率與一致性問題。 雖然自動化系統(tǒng)本身并不直接創(chuàng)造效益，但它對企業(yè)生產(chǎn)過程有明顯的提升作用。我國工業(yè)控制自動化的發(fā)展道路，大多是在引進成套設(shè)備的同時進行消化吸收，然后進行二次開發(fā)和應(yīng)用。目前我國工業(yè)控制自動化技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用都有了很大的發(fā)展，我國工業(yè)計 算機系統(tǒng)行業(yè)已

2、經(jīng)形成。工業(yè)控制自動化技術(shù)正在向智能化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化方向發(fā)展。一、以工業(yè)PC為基礎(chǔ)的低成本工業(yè)控制自動化將成為主流眾所周知，從 20 世紀(jì) 60 年代開始，西方國家就依靠技術(shù)進步（即新設(shè)備、新工藝以及計算 機應(yīng)用）開始對傳統(tǒng)工業(yè)進行改造，使工業(yè)得到飛速發(fā)展。 20 世紀(jì)末世界上最大的變化就是 全球市場的形成。全球市場導(dǎo)致競爭空前激烈，促使企業(yè)必須加快新產(chǎn)品投放市場時間（ TimetoMarket ）、改善質(zhì)量（ Quality ）、降低成本（ Cost ）以及完善服務(wù)體系（ Service ）， 這就是企業(yè)的T.Q.C.S.。雖然計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS結(jié)合信息集成和系統(tǒng)集成，追求 更完

3、善的 T.Q.C.S. ，使企業(yè)實現(xiàn) “在正確的時間， 將正確的信息以正確的方式傳給正確的人， 以便作出正確的決策” ，即“五個正確” 。然而這種自動化需要投入大量的資金，是一種高投 資、高效益同時是高風(fēng)險的發(fā)展模式，很難為大多數(shù)中小企業(yè)所采用。在我國，中小型企業(yè) 以及準(zhǔn)大型企業(yè)走的還是低成本工業(yè)控制自動化的道路。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口的過程計算機或小型機組成，其硬件、系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的價格之高

4、 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（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。由于基于PC的控制器被證明可以像 PLC一樣可靠，并且被操作和維護人員接受，所以，一個接一個的制造商至少在部分生產(chǎn)中正在采用PC控制方案?；赑C的控制系統(tǒng)易于安裝和使用，有高級的診斷功能，為系統(tǒng)

5、集成商提供了更靈活的選擇，從長遠角度看，PC控制系統(tǒng)維護成本低。由于可編程控制器（PLC受PC控制的威脅最大，所以 PLC供應(yīng)商對PC的應(yīng)用感到很不安。 事實上，他們現(xiàn)在也加入到了PC控制“浪潮”中。近年來，工業(yè)PC在我國得到了異常迅速的發(fā)展。從世界范圍來看，工業(yè)PC主要包含兩種類型：IPC工控機和CompactPCI工控機以及它們的變形機，如AT96總線工控機等。由于基礎(chǔ)自動化和過程自動化對工業(yè)PC的運行穩(wěn)定性、熱插拔和冗余配置要求很高，現(xiàn)有的IPC已經(jīng)不能完全滿足要求，將逐漸退出該領(lǐng)域，取而代之的將是 CompactPCI-based 工控機，而 IPC 將占據(jù)管理自動化層。 國家于 20

6、01年設(shè)立了“以工業(yè)控制計算機為基礎(chǔ)的開放式控制系統(tǒng)產(chǎn) 業(yè)化” 工業(yè)自動化重大專項， 目標(biāo)就是發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權(quán)的 PC-based 控制系統(tǒng)， 在 3（5 年內(nèi)，占領(lǐng) 30%（50%的國內(nèi)市場，并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。幾年前，當(dāng)“軟 PLC出現(xiàn)時，業(yè)界曾認為工業(yè)PC將會取代PLG然而，時至今日工業(yè) PC并沒有代替PLC主要有兩個原因：一個是系統(tǒng)集成原因；另一個是軟件操作系統(tǒng) WindowsNT 的原因。 一個成功的 PC-based 控制系統(tǒng)要具備兩點： 一是所有工作要由一個平臺上的軟件完 成；二是向客戶提供所需要的所有東西?？梢灶A(yù)見，工業(yè)PC與PLC的競爭將主要在高端應(yīng)用上，其數(shù)據(jù)復(fù)雜且設(shè)備集成度

7、高。工業(yè)PC不可能與低價的微型 PLC競爭，這也是PLC市場增長最快的一部分。從發(fā)展趨勢看，控制系統(tǒng)的將來很可能存在于工業(yè)PC和PLC之間，這些融合的跡象已經(jīng)出現(xiàn)。和PLC一樣，工業(yè)PC市場在過去的兩年里保持平穩(wěn)。與 PLC相比，工業(yè)PC軟件很便宜。據(jù) Frost#Sullivan 公司估計，全世界每年7億美元工業(yè)PC市場里，大約8500萬美元為控制軟 件，一億美元為操作系統(tǒng)。到 2007年會翻一番，工業(yè) PC市場變得非?？捎^。二、PLC在向微型化、網(wǎng)絡(luò)化、PC化和開放性方向發(fā)展長期以來，PLC始終處于工業(yè)控制自動化領(lǐng)域的主戰(zhàn)場，為各種各樣的自動化控制設(shè)備提供非常可靠的控制方案，與 DCS和工

8、業(yè)PC形成了三足鼎立之勢。同時，PLC也承受著來自其它技術(shù)產(chǎn)品的沖擊，尤其是工業(yè)PC所帶來的沖擊。目前，全世界PLC生產(chǎn)廠家約200家，生產(chǎn)300多種產(chǎn)品。國內(nèi)PLC市場仍以國外產(chǎn)品為主，如Siemens、Modicon、A-B、OMRON三菱、GE的產(chǎn)品。經(jīng)過多年的發(fā)展，國內(nèi)PLC生產(chǎn)廠家約有三十家，但都沒有形成頗具規(guī)模的生產(chǎn)能力和名牌產(chǎn)品，可以說PLC在我國尚未形成制造產(chǎn)業(yè)化。在 PLC應(yīng)用方面，我國是很活躍的，應(yīng)用的行業(yè)也很廣。專家估計，2000年P(guān)LC的國內(nèi)市場銷量為 15（20萬套（其中進口占 90%左右），約 25（35億元人民幣，年增長率約 為12%預(yù)計到2005年全國PLC需求

9、量將達到 25萬套左右，約35（45億元人民幣。PLC 市 場 也 反 映 了 全 世 界 制 造 業(yè) 的 狀 況 ，2000 后 大 幅 度 下 滑 。 但 是 ， 按 照Automatio nResearchCorp 的預(yù)測，盡管全球經(jīng)濟下滑， PLC市場將會復(fù)蘇，估計全球 PLC市 場在 2000 年為 76 億美元，到 2005 年底將回到 76 億美元，并繼續(xù)略微增長。微型化、網(wǎng)絡(luò)化、PC化和開放性是PLC未來發(fā)展的主要方向。在基于PLC自動化的早期，PLC體積大而且價格昂貴。但在最近幾年，微型PLC（小于32I/O） 已經(jīng)出現(xiàn)，價格只有幾百歐元。隨著軟PLC（SoftPLC ）控制

10、組態(tài)軟件的進一步完善和發(fā)展，安裝有軟PLC組態(tài)軟件和PC-based控制的市場份額將逐步得到增長。當(dāng)前，過程控制領(lǐng)域最大的發(fā)展趨勢之一就是Ethernet技術(shù)的擴展，PLC也不例外?，F(xiàn)在越來越多的PLC供應(yīng)商開始提供 Ethernet接口。可以相信，PLC將繼續(xù)向開放式控制系統(tǒng)方向 轉(zhuǎn)移，尤其是基于工業(yè)PC的控制系統(tǒng)。集散控制系統(tǒng) DCS(DistributedControlSystem)問世于 1975 年，生產(chǎn)廠家主要集中在美、日德等國。我國從 70年代中后期起，首先由大型進口設(shè)備成套中引入國外的DCS首批有化纖、乙烯、化肥等進口項目。當(dāng)時，我國主要行業(yè)(如電力、石化、建材和冶金等)的DC

11、S基本全部進口。80年代初期在引進、消化和吸收的同時， 開始了研制國產(chǎn)化 DCS的技術(shù)攻關(guān)。近10年，特別是“九五”以來，我國DCS系統(tǒng)研發(fā)和生產(chǎn)發(fā)展很快，崛起了一批優(yōu)秀企業(yè)，如北京和利時公司、上海新華公司、浙大中控公司、浙江威盛公司、航天測控公司、電科院 以及北京康拓集團等。這批企業(yè)研制生產(chǎn)的DCS系統(tǒng)，不僅品種數(shù)量大幅度增加，而且產(chǎn)品技術(shù)水平已經(jīng)達到或接近國際先進水平。在2001年全國應(yīng)用的4426套DCS系統(tǒng)中，國產(chǎn)DCS系統(tǒng)為1486套，占35%短短幾年，國外 DCS系統(tǒng)在我國一統(tǒng)天下的局面從此不再出現(xiàn)。這 些專業(yè)化公司不僅占據(jù)了一定的市場份額，積累了發(fā)展的資本和技術(shù)，同時使得國外引進

12、的DCS系統(tǒng)價格也大幅度下降，為我國自動化推廣事業(yè)做出了貢獻。與此同時，國產(chǎn)DCS系統(tǒng)的出口也在逐年增長。雖然國產(chǎn)DCS的發(fā)展取得了長足進步，但國外DCS產(chǎn)品在國內(nèi)市場中占有率還較高，其中主要是Honeywell和橫河公司的產(chǎn)品。我國DCS的市場年增長率約為 20%年市場額約為30(35 億元。由于近5年內(nèi)DCS在石化行業(yè)大型自控裝置中沒有可替代產(chǎn)品，所以其市場增長率不 會下降。據(jù)統(tǒng)計，到 2005年，我國石化行業(yè)有 1000多套裝置需要應(yīng)用 DCS控制；電力系統(tǒng) 每年新裝1000多萬千瓦發(fā)電機組，需要DCS實現(xiàn)監(jiān)控；不少企業(yè)已使用DCS近 15 (20年，需要更新和改造。所以，今后5年內(nèi)DC

13、S乍為自動化儀表行業(yè)主要產(chǎn)品的地位不會動搖。根據(jù)中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會公布的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，2002年我國DCS市場狀況如下：小型化、多樣化、PC化和開放性是未來 DCS發(fā)展的主要方向。目前小型DCS所占有的市場，已逐步與PLC工業(yè)PC FCS共享。今后小型DCS可能首先與這三種系統(tǒng)融合，而且“軟DCS技術(shù)將首先在小型 DCS中得到發(fā)展。PC-based控制將更加廣泛地應(yīng)用于中小規(guī)模的過程控制， 各DCST商也將紛紛推出基于工業(yè)PC的小型DCS系統(tǒng)。開放性的DCS系統(tǒng)將同時向上和向下雙向延伸，使來自生產(chǎn)過程的現(xiàn)場數(shù)據(jù)在整個企業(yè)內(nèi)部自由流動，實現(xiàn)信息技術(shù)與控制技術(shù) 的無縫連接，向測控管一體化方向發(fā)展

14、。四、控制系統(tǒng)正在向現(xiàn)場總線(FCS方向發(fā)展由于3C (Computer、Control、Communication )技術(shù)的發(fā)展，過程控制系統(tǒng)將由DCS發(fā)展到FCS( FieldbusControlSystem )。FCS可以將PID控制徹底分散到現(xiàn)場設(shè)備(FieldDevice )中。基于現(xiàn)場總線的 FCS又是全分 散、全數(shù)字化、全開放和可互操乍的新一代生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)，它將取代現(xiàn)場一對一的4(20mA莫擬信號線，給傳統(tǒng)的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)帶來革命性的變化。根據(jù)IEC61158的定義，現(xiàn)場總線是安裝在制造或過程區(qū)域的現(xiàn)場裝置與控制室內(nèi)的自動控制 裝置之間的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支

15、結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)場總線使測控設(shè)備具備了數(shù)字計 算和數(shù)字通信能力， 提高了信號的測量、 傳輸和控制精度， 提高了系統(tǒng)與設(shè)備的功能、 性能。 IEC/TC65的SC65C/WG6T作組于1984年開始致力于推出世界上單一的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)工作， 走過了 16 年的艱難歷程，于 1993年推出了 IEC61158-2 ，之后的標(biāo)準(zhǔn)制定就陷于混亂。 2000 年初公布的 IEC61158 現(xiàn)場總線國際標(biāo)準(zhǔn)子集有八種，分別為：類型 1IEC 技術(shù)報告（ FFH1）；類型 2Control-NET （美國 Rockwell 公司支持）；類型 3Profibus （德國 Siemens 公司支持）；類型4P-

16、NET （丹麥ProcessData公司支持）；類型5FFHSE（原FFH2）高速以太網(wǎng)（美國 FisherRosemount公司支持）；類型 6Swift-Net （美國波音公司支持） ；類型 7WorldFIP （法國 Alsto 公司支持）；類型 8Interbus （美國 PhoenixContact 公司支持）。除 了 IEC61158 的 8 種 現(xiàn) 場 總 線 外 ， IECTC17B 通 過 了 三 種 總 線 標(biāo) 準(zhǔn) ： SDS （SmartDistributedSystem ）； ASI （ ActuatorSensorlnterface）； DeviceNET。另外，IS

17、O 公布了 ISO11898CAN標(biāo)準(zhǔn)。其中 DeviceNET于2002年10月8日被中國批準(zhǔn)為國家標(biāo)準(zhǔn)，并于 2003 年 4 月 1 日開始實施。目前在各種現(xiàn)場總線的競爭中，以 Ethernet 為代表的 COTS（ Commercial-Off-The-Shelf ） 通信技術(shù)正成為現(xiàn)場總線發(fā)展中新的亮點。其關(guān)注的焦點主要集中在兩個方面：（ 1 ）能否出現(xiàn)全世界統(tǒng)一的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)；（2 ）現(xiàn)場總線系統(tǒng)能否全面取代現(xiàn)時風(fēng)靡世界的DCS系統(tǒng)。采用現(xiàn)場總線技術(shù)構(gòu)造低成本的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，促進現(xiàn)場儀表的智能化、控制功能分散 化、控制系統(tǒng)開放化，符合工業(yè)控制系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展趨勢。國家在“九五”期

18、間為了加快現(xiàn) 場總線技術(shù)在我國的發(fā)展，重點放在智能化儀表和現(xiàn)場總線技術(shù)的開發(fā)和工程化上，補充和 完善工藝設(shè)備、開發(fā)裝置和測試裝置，建立智能化儀表和開發(fā)自動化系統(tǒng)的生產(chǎn)基地，形成 適度規(guī)模經(jīng)濟。 2000 年，“九五”國家科技攻關(guān)計劃“新一代全分布式控制系統(tǒng)研究與開發(fā)” 和“現(xiàn)場總線智能儀表研究開發(fā)”兩個項目相繼完成。這兩個項目以及先期完成的“現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的開發(fā)”項目，針對國際上已經(jīng)出現(xiàn)的多種 現(xiàn)場總線協(xié)議并存的局面，重點選擇了HART協(xié)議和FF協(xié)議現(xiàn)場總線技術(shù)攻關(guān)。總之，計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展在經(jīng)歷了基地式氣動儀表控制系統(tǒng)、電動單元組合式模擬儀表控制系統(tǒng)、集中式數(shù)字控制系統(tǒng)以及集散控制系統(tǒng)(

19、DCS后，將朝著現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) (FCS的方向發(fā)展。雖然以現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的FCS發(fā)展很快，但FCS發(fā)展還有很多工作要做，如統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、儀表智能化等。另外，傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的維護和改造還需要DCS因此FCS完全取代傳統(tǒng)的DCS還需要一個較長的過程，同時DCS本身也在不斷的發(fā)展與完善?？梢钥隙ǖ氖牵Y(jié)合DCS工業(yè)以太網(wǎng)、先進控制等新技術(shù)的FCS將具有強大的生命力。工業(yè)以太網(wǎng)以及現(xiàn)場總線技術(shù)作為一種靈活、 方便、 可靠的數(shù)據(jù)傳輸方式， 在工業(yè)現(xiàn)場得到了越來越多的應(yīng)用， 并將在控制領(lǐng)域中占有更加重要的地位。五、儀器儀表技術(shù)儀器儀表技術(shù)在向數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化方向發(fā)展經(jīng)過五十年的發(fā)展，我國儀器 儀

20、表工業(yè)已有相當(dāng)基礎(chǔ)，初步形成了門類比較齊全的生產(chǎn)、科研、營銷體系?，F(xiàn)有各類儀器 儀表企業(yè) 6000余家，年銷售額約 1000 億元，成為亞洲除日本之外第二大儀器儀表生產(chǎn)國。 據(jù)海關(guān)統(tǒng)計，除去隨成套工程項目配套引進的儀器儀表不計，去年進口各類儀器儀表近60億美元，約占我國儀器儀表工業(yè)總產(chǎn)值的50%。但目前我國儀器儀表行業(yè)產(chǎn)品大多屬于中低檔水平，隨著國際上數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化的產(chǎn)品逐漸成為主流，差距還將進一 步加大。目前，我國高檔、大型儀器設(shè)備大多依賴進口。中檔產(chǎn)品以及許多關(guān)鍵零部件，國 外產(chǎn)品占有我國市場 60%以上的份額，而國產(chǎn)分析儀器占全球市場不到千分之二的份額。2001年 3月，

21、第九屆全國人大四次會議批準(zhǔn)的 “十五”計劃綱要首次提出 “把發(fā)展數(shù)控機床， 儀器儀表和基礎(chǔ)零部件放到重要位置，努力提高質(zhì)量和技術(shù)水平” 。 2001 年 8 月，國家計委 把儀器儀表明確列為國民經(jīng)濟重要技術(shù)裝備， 國家經(jīng)貿(mào)委制定并公布的儀器儀表行業(yè) “十五” 規(guī)劃，確立了 6 項高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項目：1. 基于現(xiàn)場總線技術(shù)的全開放分散控制系統(tǒng)及智能儀表；2. 新型傳感器；3. 智能化工業(yè)控制部件與執(zhí)行機構(gòu)；4. 環(huán)境與污染源監(jiān)測儀器及自動監(jiān)測系統(tǒng)；5. 城市污水處理利用成套工藝設(shè)備中的儀表自動化控制系統(tǒng)；6. 煉鋼轉(zhuǎn)爐煤氣凈化回轉(zhuǎn)成套裝置中的儀表自動化控制系統(tǒng)。根據(jù)儀器儀表行業(yè)的預(yù)測， “十五”期

22、間我國儀器儀表市場大致是： 2002 年 1628 億， 2003 年 1790 億， 2004 年 1969 億， 2005 年 2165 億。五年間，平均年市場容量為 1806 億(相當(dāng)于 220 億美元)，其中工業(yè)自動化儀表和控制系統(tǒng)占 41%、科學(xué)測試儀器占 25%、醫(yī)療儀器占 17%、 其它占 17%，平均年增長率將不會低于 10%。今后儀器儀表技術(shù)的主要發(fā)展趨勢：儀器儀表向智能化方向發(fā)展，產(chǎn)生智能儀器儀表；測控 設(shè)備的PC化，虛擬儀器技術(shù)將迅速發(fā)展；儀器儀表網(wǎng)絡(luò)化，產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)儀器與遠程測控系統(tǒng)。幾點建議：開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，掌握核心技術(shù)；加強儀器儀表行業(yè)的系統(tǒng)集成能 力；進一

23、步拓展儀器儀表的應(yīng)用領(lǐng)域。六、數(shù)控技術(shù)向智能化、開放性、網(wǎng)絡(luò)化、信息化發(fā)展從 1952 年美國麻省理工學(xué)院研制出第一臺試驗性數(shù)控系統(tǒng)，到現(xiàn)在已走過了 51 年的歷程。 近 10 年來， 隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展， 各種不同層次的開放式數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)運而生， 發(fā)展很 快。目前正朝著標(biāo)準(zhǔn)化開放體系結(jié)構(gòu)的方向前進。就結(jié)構(gòu)形式而言，當(dāng)今世界上的數(shù)控系統(tǒng) 大致可分為4種類型：1傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)；2. “PC嵌入NC”結(jié)構(gòu)的開放式數(shù)控系統(tǒng)；3“NC嵌入PC結(jié)構(gòu)的開放式數(shù)控系統(tǒng)；4.S0FT型開放式數(shù)控系統(tǒng)。我國數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)與生產(chǎn)，通過“七五”引進、消化、吸收， “八五”攻關(guān)和“九五”產(chǎn)業(yè) 化，取得了很大的進展，

24、基本上掌握了關(guān)鍵技術(shù)，建立了數(shù)控開發(fā)、生產(chǎn)基地，培養(yǎng)了一批 數(shù)控人才，初步形成了自己的數(shù)控產(chǎn)業(yè)，也帶動了機電控制與傳動控制技術(shù)的發(fā)展。同時， 具有中國特色的經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)過這些年來的發(fā)展， 產(chǎn)品的性能和可靠性有了較大的提高， 逐漸被用戶認可。國外數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的總體發(fā)展趨勢是：新一代數(shù)控系統(tǒng)向 PC 化和開放式體系結(jié)構(gòu)方向發(fā)展；驅(qū)動裝置向交流、數(shù)字化方向發(fā)展；增強通信功能，向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展；數(shù)控系統(tǒng)在控制性 能上向智能化發(fā)展。進入 21 世紀(jì)，人類社會將逐步進入知識經(jīng)濟時代， 知識將成為科技和生產(chǎn)發(fā)展的資本與動力， 而機床工業(yè)，作為機器制造業(yè)、工業(yè)以至整個國民經(jīng)濟發(fā)展的裝備部門，毫無疑問，其戰(zhàn)

25、略 性重要地位、受重視程度，也將更加鮮明突出。近年來，我國數(shù)控機床一直保持兩位數(shù)增長。 2001 年，我國機床工業(yè)產(chǎn)值已進入世界第 5 名， 機床消費額在世界排名上升到第 3 位，達 47.39 億美元，僅次于美國的 53.67 億美元。 2002 年產(chǎn)值達 260 億元，產(chǎn)量居世界第 4。但與發(fā)達國家相比，我國機床數(shù)控化率還不高，目前 生產(chǎn)產(chǎn)值數(shù)控化率還不到 30%；消費值數(shù)控化率還不到 50%，而發(fā)達國家大多在 70%左右。由 于國產(chǎn)數(shù)控機床不能滿足市場的需求，高檔次的數(shù)控機床及配套部件只能靠進口，使我國機 床的進口額呈逐年上升態(tài)勢， 2001 年進口機床躍升至世界第 2 位，達 24.0

26、6 億美元，比上年 增長 27.3%。智能化、開放性、網(wǎng)絡(luò)化、信息化成為未來數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機床發(fā)展的主要趨勢：向高速、 高效、高精度、高可靠性方向發(fā)展；向模塊化、智能化、柔性化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化方向發(fā)展； 向 PC-based 化和開放性方向發(fā)展； 出現(xiàn)新一代數(shù)控加工工藝與裝備， 機械加工向虛擬制造的 方向發(fā)展；信息技術(shù)（IT）與機床的結(jié)合，機電一體化先進機床將得到發(fā)展；納米技術(shù)將形 成新發(fā)展潮流，并將有新的突破；節(jié)能環(huán)保機床將加速發(fā)展，占領(lǐng)廣大市場。七、工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)將向有線和無線相結(jié)合方向發(fā)展 自從1977年第一個民用網(wǎng)系統(tǒng) ARC net投入運行以來，有線局域網(wǎng)以其廣泛的適用性和技術(shù)價格方面

27、的優(yōu)勢，獲得了成功并得到了迅速發(fā)展。然而，在工業(yè)現(xiàn)場，一些工業(yè)環(huán)境禁止、限制使用電纜或很難使用電纜，有線局域網(wǎng)很難發(fā)揮作用，因此無線局域網(wǎng)技術(shù)得到了發(fā)展和應(yīng)用。隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，無線局域網(wǎng)技術(shù)將在工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮越來越大的作用。無線局域網(wǎng) （ WirelessLAN ）技術(shù)可以非常便捷地以無線方式連接網(wǎng)絡(luò)設(shè)備， 人們可隨時、 隨 地、隨意地訪問網(wǎng)絡(luò)資源，是現(xiàn)代數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)發(fā)展的重要方向。無線局域網(wǎng)可以在不采用 網(wǎng)絡(luò)電纜線的情況下，提供以太網(wǎng)互聯(lián)功能。在推動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的同時，無線局域網(wǎng)也在 改變著人們的生活方式。無線網(wǎng)通信協(xié)議通常采用 IEEE802.3 和 802.11 。 802

28、.3 用于點對點 方式，802.11用于一點對多點方式。無線局域網(wǎng)可以在普通局域網(wǎng)基礎(chǔ)上通過無線Hub、無線接入站（AP）、無線網(wǎng)橋、無線 Modem及無線網(wǎng)卡等來實現(xiàn)，以無線網(wǎng)卡使用最為普遍。無 線局域網(wǎng)的未來的研究方向主要集中在安全性、移動漫游、網(wǎng)絡(luò)管理以及與3G等其它移動通信系統(tǒng)之間的關(guān)系等問題上。在工業(yè)自動化領(lǐng)域，有成千上萬的感應(yīng)器，檢測器，計算機，PLC讀卡器等設(shè)備，需要互相連接形成一個控制網(wǎng)絡(luò)，通常這些設(shè)備提供的通信接口是RS-232或RS-485。無線局域網(wǎng)設(shè)備使用隔離型信號轉(zhuǎn)換器， 將工業(yè)設(shè)備的 RS-232 串口信號與無線局域網(wǎng)及以太網(wǎng)絡(luò)信號相互 轉(zhuǎn)換，符合無線局域網(wǎng) IEE

29、E802.11b 和以太網(wǎng)絡(luò) IEEE802.3 標(biāo)準(zhǔn)，支持標(biāo)準(zhǔn)的 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)通 信協(xié)議，有效的擴展了工業(yè)設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)通信能力。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無線技術(shù)以及智能傳感器技術(shù)的結(jié)合，產(chǎn)生了“基于無線技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化智 能傳感器”的全新概念。這種基于無線技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化智能傳感器使得工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)能夠通 過無線鏈路直接在網(wǎng)絡(luò)上傳輸、發(fā)布和共享。無線局域網(wǎng)技術(shù)能夠在工廠環(huán)境下，為各種智 能現(xiàn)場設(shè)備、移動機器人以及各種自動化設(shè)備之間的通信提供高帶寬的無線數(shù)據(jù)鏈路和靈活 的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，在一些特殊環(huán)境下有效地彌補了有線網(wǎng)絡(luò)的不足，進一步完善了工業(yè)控制 網(wǎng)絡(luò)的通信性能。八、工業(yè)控制軟件正向先進控制方向發(fā)展自 20 世紀(jì) 80 年代初期誕生至今， 工業(yè)控制軟件已有 20 年的發(fā)展歷史。 工業(yè)控制軟件作為一 種應(yīng)用軟件，是隨著PC機的興起而不斷發(fā)展的。工業(yè)控制軟件主要包括人機界面軟件（HMI）,基于PC的控制軟件以及生產(chǎn)管理軟件等。目前，我國已開發(fā)出一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的實時監(jiān)控軟件平臺、先進控制軟件、過程優(yōu)化控制軟件等成套應(yīng)用軟件，工程化、產(chǎn)品化有了一 定突破，打破了國外同類應(yīng)用軟件的壟斷格局。通過在化工、石化、造紙等行業(yè)的數(shù)百個企 業(yè)（裝置）中應(yīng)用，促進了