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什么叫电压互感器?电流互感器?它们分袂有什

编辑:-1 时间:2019-09-11 07:38 浏览:

  论、仪器仪表、计算机和其它信息技术工业控制自动化技术是一种运用控制理,制、优化、调度、管理和决策对工业生产过程实现检测、控,耗、确保安全等目的的综合性技术达到增加产量、提高质量、降低消,件、硬件和系统三大部分主要包括工业自动化软。现代制造领域中最重要的技术之一工业控制自动化技术作为20世纪,率与一致性问题主要解决生产效。身并不直接创造效益虽然自动化系统本,程有明显的提升作用但它对企业生产过。动化的发展道路我国工业控制自,备的同时进行消化吸收大多是在引进成套设,次开发和应用然后进行二。、产业和应用都有了很大的发展目前我国工业控制自动化技术,系统行业已经形成我国工业计算机。能化、网络化和集成化方向发展工业控制自动化技术正在向智。周知众所,60年代开始从20世纪,艺以及计算机应用)开始对传统工业进行改造西方国家就依靠技术进步(即新设备、新工,到飞速发展使工业得。变化就是全球市场的形成20世纪末世界上最大的。竞争空前激烈全球市场导致,量(quality)、降低成本(cost)以及完善服务体系(service)促使企业必须加快新产品投放市场时间(time to market)、改善质,.q.c.s.这就是企业的t。ms)结合信息集成和系统集成虽然计算机集成制造系统(ci,.q.c.s.追求更完善的t,在正确的时间使企业实现“,的方式传给正确的人将正确的信息以正确,确的决策”以便作出正,个正确”即“五。要投入大量的资金然而这种自动化需,同时是高风险的发展模式是一种高投资、高效益,中小企业所采用很难为大多数。我国在,还是低成本工业控制自动化的道路中小型企业以及准大型企业走的。主要包含三个层次工业控制自动化,、过程自动化和管理自动化从下往上依次是基础自动化,动化和过程自动化其核心是基础自。动化系统传统的自,plc和dcs所垄断基础自动化部分基本被,由各种进口的过程计算机或小型机组成过程自动化和管理自动化部分主要是,的价格之高令众多企业望而却步其硬件、系统软件和应用软件。简称工业pc)的发展sed的工业计算机(,成的pc-based的自动化系统得到了迅速普及以工业pc、i/o装置、监控装置、控制网络组,业自动化的重要途径成为实现低成本工。企业的几乎全部大型加热炉我国重庆钢铁公司这样的大,或单回路数字式调节器也拆除了原来dcs,来组成控制系统而改用工业pc,糊控制算法并采用模,良好效果获得了。证明可以像plc一样可靠由于基于pc的控制器被,维护人员接受并且被操作和,以所,分生产中正在采用pc控制方案一个接一个的制造商至少在部。统易于安装和使用基于pc的控制系,诊断功能有高级的,供了更灵活的选择为系统集成商提,角度看从长远,统维护成本低pc控制系。c)受pc控制的威胁最大由于可编程控制器(pl,pc的应用感到很不安所以plc供应商对。实上事,pc控制“浪潮”中他们现在也加入到了。年来近,到了异常迅速的发展工业pc在我国得。范围来看从世界,compactpci工控机以及它们的变形机工业pc主要包含两种类型:ipc工控机和,总线工控机等如at96。的运行稳定性、热插拔和冗余配置要求很高由于基础自动化和过程自动化对工业pc,不能完全满足要求现有的ipc已经,出该领域将逐渐退,tpci-based工控机取而代之的将是compac,据管理自动化层而ipc将占。础的开放式控制系统产业化”工业自动化重大专项国家于2001年设立了“以工业控制计算机为基,识产权的pc-ba几年前目标就是发展具有自主知,c”出现时当“软pl,c将会取代plc业界曾认为工业p。而然,并没有代替plc时至今日工业pc,一个是系统集成原因主要有两个原因:;indows nt的原因另一个是软件操作系统w。两点:一是所有工作要由一个平台上的软件完成一个成功的pc-based控制系统要具备;所需要的所有东西二是向客户提供。预见可以,争将主要在高端应用上工业pc与plc的竞,设备集成度高其数据复杂且。价的微型plc竞争工业pc不可能与低,增长最快的一部分这也是plc市场。趋势看从发展,于工业pc 和 plc之间控制系统的将来很可能存在,迹象已经出现这些融合的。c一样和pl,去的两年里保持平稳工业pc市场在过。c相比与pl,软件很便宜工业pc。ullivan公司估计据frost & s,元工业pc市场里全世界每年7亿美,美元为控制软件大约8500万,为操作系统一亿美元。年会翻一番到2007,变得非常可观工业pc市场。以来长期,制自动化领域的主战场plc始终处于工业控,备提供非常可靠的控制方案为各种各样的自动化控制设,形成了三足鼎立之势与dcs和工业pc。时同,其它技术产品的冲击plc也承受着来自,c所带来的冲击尤其是工业p。前目,产厂家约200家全世界plc生,0多种产品生产30。仍以国外产品为主国内plc市场,a-b、omron、三菱、ge的产品如siemens、modicon、。年的发展经过多,厂家约有三十家国内plc生产,的生产能力和名牌产品但都没有形成颇具规模,尚未形成制造产业化可以说plc在我国。应用方面在plc,很活跃的我国是,业也很广应用的行。估计专家,5(20万套(其中进口占90%左右)2000年plc的国内市场销量为1,5亿元人民币约25(3,约为12%年增长率。c需求量将达到25万套左右预计到2005年全国pl,5亿元人民币约35(4。全世界制造业的状况plc市场也反映了,大幅度下滑2000后。是但,esearch corp的预测按照automation r,经济下滑尽管全球,场将会复苏plc市,2000年为76亿美元估计全球plc市场在,将回到76亿美元到2005年底,略微增长并继续。性是plc未来发展的主要方向微型化、网络化、pc化和开放。自动化的早期在基于plc,而且价格昂贵plc体积大。近几年但在最,2 i/o)已经出现微型plc(小于3,几百欧元价格只有。)控制组态软件的进一步完善和发展随着软plc(soft plc,软件和pc-ba当前安装有软plc组态,就是ethernet技术的扩展过程控制领域最大的发展趋势之一,也不例外plc。开始提供ethernet接口现在越来越多的plc供应商。相信可以,式控制系统方向转移plc将继续向开放,pc的控制系统尤其是基于工业。em)问世于1975年ntrol syst,在美、日、德等国生产厂家主要集中。年代中后期起我国从70,套中引入国外的dcs首先由大型进口设备成,、化肥等进口项目首批有化纤、乙烯。时当,材和冶金等)的dcs基本全部进口我国主要行业(如电力、石化、建。、消化和吸收的同时80年代初期在引进,dcs的技术攻关开始了研制国产化。0年近1,九五”以来特别是“,发和生产发展很快我国dcs系统研,批优秀企业崛起了一,江威盛公司、航天测控公司、电科院以及北京康拓集团等如北京和利时公司、上海新华公司、浙大中控公司、浙。产的dcs系统这批企业研制生,量大幅度增加不仅品种数,达到或接近国际先进水平而且产品技术水平已经。4426套dcs系统中在2001年全国应用的,统为1486套国产dcs系,5%占3。几年短短,统天下的局面从此不再出现国外dcs系统在我国一。占据了一定的市场份额这些专业化公司不仅,的资本和技术积累了发展,s系统价格也大幅度下降同时使得国外引进的dc,广事业做出了贡献为我国自动化推。同时与此,出口也在逐年增长国产dcs系统的。发展取得了长足进步虽然国产dcs的,内市场中占有率还较高但国外dcs产品在国,ell和横河公司的产品其中主要是honeyw。年增长率约为20%我国dcs的市场,30(35亿元年市场额约为。大型自控装置中没有可替代产品由于近5年内dcs在石化行业,长率不会下降所以其市场增。统计据,05年到20,套装置需要应用dcs控制我国石化行业有1000多;00多万千瓦发电机组电力系统每年新装10,s实现监控需要dc;cs近15(20年不少企业已使用d,新和改造需要更。以所,表行业主要产品的地位不会动摇今后5年内dcs作为自动化仪。性是未来dcs发展的主要方向小型化、多样化、pc化和开放。s所占有的市场目前小型dc,业pc、fcs共享已逐步与plc、工。首先与这三种系统融合今后小型dcs可能,先在小型dcs中得到发展而且“软dcs”技术将首。泛地应用于中小规模的过程控制pc-based控制将更加广,于工业pc的小型dcs系统各dcs厂商也将纷纷推出基。同时向上和向下双向延伸开放性的dcs系统将,据在整个企业内部自由流动使来自生产过程的现场数,制技术的无缝连接实现信息技术与控,体化方向发展向测控管一。l、communication)技术的发展由于3c(computer、contro,ldbus control system)过程控制系统将由dcs发展到fcs(fie。场设备(field device)中fcs可以将pid控制彻底分散到现。全开放和可互操作的新一代生产过程自动化系统基于现场总线的fcs又是全分散、全数字化、,4(20ma模拟信号线它将取代现场一对一的,统体系结构带来革命性的变化给传统的工业自动化控制系。1158的定义根据iec6,动控制装置之间的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络现场总线是安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自。了数字计算和数字通信能力现场总线使测控设备具备,、传输和控制精度提高了信号的测量,备的功能、性能提高了系统与设。1984年开始致力于推出世界上单一的现场总线iec/tc65的sc65c/wg6工作组于,定就陷于混乱之后的标准制。58现场总线国际标准子集有八种2000年初公布的iec611,网(美国fisher rosemount公司支持)分别为:类型5 ffhse(原ffh2)高速以太;sds(smart distributed system)除了iec61158的8种现场总线b通过了三种总线标准:;nsor interface)asi(actuator se;e netdevic。外另,11898 can标准iso公布了iso 。2年10月8日被中国批准为国家标准其中device net于200,4月1日开始实施并于2003年。场总线的竞争中目前在各种现,ff-the-shelf)通信技术正成为现场总线发展中新的亮点以ethernet为代表的cots(commercial-o。现场总线)现场总线系统能否全面取代现时风靡世界的dcs系统其关注的焦点主要集中在两个方面:(1)能否出现全世界统一的。成本的现场总线控制系统采用现场总线技术构造低,功能分散化、控制系统开放化促进现场仪表的智能化、控制,统的技术发展趋势符合工业控制系。快现场总线技术在我国的发展国家在“九五”期间为了加,总线技术的开发和工程化上重点放在智能化仪表和现场,、开发装置和测试装置补充和完善工艺设备,自动化系统的生产基地建立智能化仪表和开发,规模经济形成适度。00年20,与开发”和“现场总线智能仪表研究开发”两个项目相继完成“九五”国家科技攻关计划“新一代全分布式控制系统研究。现场总线控制系统的开发”项目这两个项目以及先期完成的“,种现场总线协议并存的局面针对国际上已经出现的多,ff协议现场总线技术攻关重点选择了hart协议和。之总,式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统以及集散控制系统(dcs)后计算机控制系统的发展在经历了基地式气动仪表控制系统、电动单元组合,统(fcs)的方向发展将朝着现场总线控制系。础的fcs发展很快虽然以现场总线为基,有很多工作要做但fcs发展还,仪表智能化等如统一标准、。外另,和改造还需要dcs传统控制系统的维护,dcs还需要一个较长的过程因此fcs完全取代传统的,在不断的发展与完善同时dcs本身也。定的是可以肯,等新技术的fcs将具有强大的生命力结合dcs、工业以太网、先进控制。种灵活、方便、可靠的数据传输方式工业以太网以及现场总线技术作为一,了越来越多的应用在工业现场得到,占有更加重要的地位并将在控制领域中。网络化、微型化方向发展经过五十年的发展五、 仪器仪表技术在向数字化、智能化、,业已有相当基础我国仪器仪表工,的生产、科研、营销体系初步形成了门类比较齐全。企业6000余家现有各类仪器仪表,1000亿元年销售额约,第二大仪器仪表生产国成为亚洲除日本之外。关统计据海,套引进的仪器仪表不计除去随成套工程项目配,仪表近60亿美元去年进口各类仪器,工业总产值的50%约占我国仪器仪表。产品大多属于中低档水平但目前我国仪器仪表行业,络化、微型化的产品逐渐成为主流随着国际上数字化、智能化、网,进一步加大差距还将。前目,器设备大多依赖进口我国高档、大型仪。许多关键零部件中档产品以及,场60%以上的份额国外产品占有我国市,市场不到千分之二的份额而国产分析仪器占全球。1年3月200,”计划纲要首次提出“把发展数控机床第九届全国人大四次会议批准的“十五,部件放到重要位置仪器仪表和基础零,和技术水平”努力提高质量。1年8月200,列为国民经济重要技术装备国家计委把仪器仪表明确,仪器仪表行业“十五”规划国家经贸委制定并公布的,目:根据仪器仪表行业的预测确立了6项高技术产业化项,大致是:2002年1628亿“十五”期间我国仪器仪表市场,1790亿2003年,1969亿2004年,2165亿2005年。年间五,亿(相当于220亿美元)平均年市场容量为1806,试仪器占25%、医疗仪器占17%、其它占17%其中工业自动化仪表和控制系统占41%、科学测,不会低于10%平均年增长率将。势:仪器仪表向智能化方向发展今后仪器仪表技术的主要发展趋,仪器仪表产生智能;的pc化测控设备,术将迅速发展虚拟仪器技;表网络化仪器仪,与远程测控系统产生网络仪器。自主知识产权的产品几点建议:开发具有,心技术掌握核;业的系统集成能力加强仪器仪表行;仪表的应用领域进一步拓展仪器。院研制出第一台试验性数控系统从1952年美国麻省理工学,了51年的历程到现在已走过。0年来近1,术的飞速发展随着计算机技,式数控系统应运而生各种不同层次的开放,很快发展。放体系结构的方向前进目前正朝着标准化开。形式而言就结构,为4种类型:1.传统数控系统当今世界上的数控系统大致可分;结构的开放式数控系统2.“pc嵌入nc”;结构的开放式数控系统3.“nc嵌入pc”;开放式数控系统4.soft型。的开发与生产我国数控系统,进、消化、吸收通过“七五”引,“九五”产业化“八五”攻关和,大的进展取得了很,了关键技术基本上掌握,发、生产基地建立了数控开,批数控人才培养了一,己的数控产业初步形成了自,传动控制技术的发展也带动了机电控制与。时同,控系统经过这些年来的发展具有中国特色的经济型数,性有了较大的提高产品的性能和可靠,用户认可逐渐被。代数控系统向pc化和开放式体系结构方向发展国外数控系统技术发展的总体发展趋势是:新一;、数字化方向发展驱动装置向交流;信功能增强通,化发展向网络;能上向智能化发展数控系统在控制性。1世纪进入2,进入知识经济时代人类社会将逐步,产发展的资本与动力知识将成为科技和生,床工业而机,整个国民经济发展的装备部门作为机器制造业、工业以至,疑问毫无,位、受重视程度其战略性重要地,鲜明突出也将更加。年来近,直保持两位数增长我国数控机床一。01年20,已进入世界第5名我国机床工业产值,排名上升到第3位机床消费额在世界,39亿美元达47.,3.67亿美元仅次于美国的5。值达260亿元2002年产,世界第4产量居。国家相比但与发达,控化率还不高我国机床数,化率还不到30%目前生产产值数控;率还不到50%消费值数控化,多在70%左右而发达国家大。不能满足市场的需求由于国产数控机床,配套部件只能靠进口高档次的数控机床及,额呈逐年上升态势使我国机床的进口,床跃升至世界第2位2001年进口机,06亿美元达24.,27.3%比上年增长。床发展的主要趋势:向高速、高效、高精度、高可靠性方向发展智能化、开放性、网络化、信息化成为未来数控系统和数控机;、网络化和集成化方向发展向模块化、智能化、柔性化;化和开放性方向发展向pc-based;加工工艺与装备出现新一代数控,制造的方向发展机械加工向虚拟;)与机床的结合信息技术(it,机床将得到发展机电一体化先进;成新发展潮流纳米技术将形,新的突破并将有;床将加速发展节能环保机,大市场占领广。一个民用网系统arcnet投入运行以来七、 工业控制网络将向有线和无线年第,用性和技术价格方面的优势有线局域网以其广泛的适,得到了迅速发展获得了成功并。而然,业现场在工,使用电缆或很难使用电缆一些工业环境禁止、限制,很难发挥作用有线局域网,术得到了发展和应用因此无线局域网技。术的不断发展随着微电子技,制网络中发挥越来越大的作用无线局域网技术将在工业控。技术可以非常便捷地以无线方式连接网络设备无线局域网(wireless lan),随意地访问网络资源人们可随时、随地、,统发展的重要方向是现代数据通信系。用网络电缆线的情况下无线局域网可以在不采,网互联功能提供以太。术发展的同时在推动网络技,变着人们的生活方式无线局域网也在改。ee802.3和802.11无线网通信协议通常采用ie。于点对点方式802.3用,于一点对多点方式802.11用。入站(ap)、无线网桥、无线modem及无线网卡等来实现无线局域网可以在普通局域网基础上通过无线hub、无线接,使用最为普遍以无线网卡。网络管理以及与3g等其它移动通信系统之间的关系等问题上无线局域网的未来的研究方向主要集中在安全性、移动漫游、。动化领域在工业自,万的感应器有成千上,测器检,算机计,lcp,等设备读卡器,成一个控制网络需要互相连接形,是rs-232或rs-485通常这些设备提供的通信接口。用隔离型信号转换器无线局域网设备使,与无线局域网及以太网络信号相互转换将工业设备的rs-232串口信号,eee 802.3标准符合无线b和以太网络i,/ip网络通信协议支持标准的tcp,设备的联网通信能力有效的扩展了工业。以及智能传感器技术的结合计算机网络技术、无线技术,络化智能传感器”的全新概念产生了“基于无线技术的网。数据能够通过无线链路直接在网络上传输、发布和共享这种基于无线技术的网络化智能传感器使得工业现场的。能够在工厂环境下无线局域网技术,间的通信提供高带宽的无线数据链路和灵活的网络拓扑结构为各种智能现场设备、移动机器人以及各种自动化设备之,地弥补了有线网络的不足在一些特殊环境下有效,控制网络的通信性能进一步完善了工业。年代初期诞生至今自20世纪80,20年的发展历史工业控制软件已有。为一种应用软件工业控制软件作,兴起而不断发展的是随着pc机的。人机界面软件(hmi)工业控制软件主要包括,以及生产管理软件等基于pc的控制软件。前目,台、先进控制软件、过程优化控制软件等成套应用软件我国已开发出一批具有自主知识产权的实时监控软件平,化有了一定突破工程化、产品,用软件的垄断格局打破了国外同类应。业的数百个企业(装置)中应用通过在化工、石化、造纸等行,的技术改造促进了企业,制水平和产品质量提高了生产过程控,明显的经济效益为企业创造了。00年20,化生产系统控制及计算机应用技术”通过了验收“九五”国家科技攻关计划项目“大型骨干石。一个重要组成部分作为工控软件的,方面近几年取得了较大进展国内人机界面组态软件研制,件相结合软件和硬,提供了比较完整的解决方案为企业测、控、管一体化。基础上在此,本策略组态向先进控制方向发展工业控制软件将从人机界面和基。ss control)目前还没有严格而统一的定义先进过程控制apc(advanced proce。须用计算机来实现的控制算法一般将基于数学模型而又必,过程控制策略统称为先进。适应控制如:自;控制预测;控制鲁棒;模糊控制、神经网络)等智能控制(专家系统、。可以创造巨大的经济效益由于先进控制和优化软件,件也身价倍增因此这些软。有几十家公司国际上已经,控制和优化软件产品推出了上百种先进,大的流程工业应用软件产业在世界范围内形成了一个强。此因,权的先进控制和优化软件开发我国具有自主知识产,产品的垄断打破外国,进口替代,重要的意义具有十分。

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