系統(tǒng)集成制勝的自動(dòng)化新時(shí)代

文:劉滿柏2013年11月

導(dǎo)語: 從產(chǎn)品和技術(shù)上走集成模式,為用戶提供“全集成自動(dòng)化解決方案”是自動(dòng)化行業(yè)近年發(fā)展的明顯特征。無論是Siemens的全集成自動(dòng)化、Rockwell的集成架構(gòu)、Emerson的Plant Web工廠管網(wǎng)、還是ABB的Industrial IT工業(yè)信息系統(tǒng)等

  從產(chǎn)品和技術(shù)上走集成模式,為用戶提供“全集成自動(dòng)化解決方案”是自動(dòng)化行業(yè)近年發(fā)展的明顯特征。無論是Siemens的全集成自動(dòng)化、Rockwell的集成架構(gòu)、Emerson的Plant Web工廠管網(wǎng)、還是ABB的Industrial IT工業(yè)信息系統(tǒng)等,這些全集成架構(gòu)新系統(tǒng)理念,都為自動(dòng)化廠商帶來新戰(zhàn)果。

  這些理念與系統(tǒng)戰(zhàn)略的推行,不僅源于自動(dòng)化高速、智能、環(huán)保發(fā)展態(tài)勢(shì),更在于用戶對(duì)于系統(tǒng)安全、成本控制、便利因素的需求。

  能否在未來自動(dòng)化占領(lǐng)一席之地,系統(tǒng)集成、提供整體解決方案都無法避免成為最具競(jìng)爭(zhēng)力的武器。

  如何找準(zhǔn)自己的集成路線,并適合企業(yè)與用戶,是企業(yè)正在探索的新道路。本期《控制與傳動(dòng)》盤點(diǎn)了市場(chǎng)上一些有優(yōu)勢(shì)的系統(tǒng)集成方案,讓我們感慨的是,雖然系統(tǒng)集成概念提出多年,目前市場(chǎng)上能真正稱為系統(tǒng)集成的制造商還在少數(shù),但已經(jīng)越來越多企業(yè)意識(shí)到系統(tǒng)集成的重要性,并在行動(dòng)。

西門子IDS集成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

  集成驅(qū)動(dòng)需求:信息和通信技術(shù)以及機(jī)械工程自動(dòng)化技術(shù)已占到了機(jī)械和設(shè)備生產(chǎn)成本的 30%。驅(qū)動(dòng)技術(shù)、傳感器和自動(dòng)化是行業(yè)變革的驅(qū)動(dòng)力,決定著企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。這種集成技術(shù)可方便提高整個(gè)工藝鏈的增值性。

  集成驅(qū)動(dòng)要求:橫向集成需提高機(jī)器生產(chǎn)率、產(chǎn)品質(zhì)量和機(jī)器效率。垂直集成需提高設(shè)備性能、設(shè)備生產(chǎn)率、生產(chǎn)及生產(chǎn)流程的靈活性和透明度,并兼顧安全性、可維護(hù)性和環(huán)境保護(hù)。

  主要產(chǎn)品:IDS的核心是指?jìng)鲃?dòng)系統(tǒng)在三個(gè)層面上的集成:由聯(lián)軸器和減速器到電機(jī)和變頻器沿能源流的水平面、工業(yè)生產(chǎn)流程控制架構(gòu)中自動(dòng)化金字塔內(nèi)部的垂直面以及產(chǎn)品生命周期內(nèi)的數(shù)字化。具體產(chǎn)品包括西門子聯(lián)軸器、減速器、電機(jī)、變頻器、工業(yè)軟件。

  西門子集成驅(qū)動(dòng)優(yōu)勢(shì):西門子工業(yè)自20世紀(jì)90年代以來一直持續(xù)為各種客戶提供著系統(tǒng)集成越來越深入的最現(xiàn)代化的自動(dòng)化和驅(qū)動(dòng)技術(shù)。西門子同時(shí)還提供了越來越豐富的產(chǎn)品、系統(tǒng)和服務(wù)組合,通過基于軟件和硬件的整個(gè)價(jià)值鏈上的集成來實(shí)現(xiàn)最佳效果。

臺(tái)達(dá)暖通行業(yè)解決方案

  暖通行業(yè)需求:伴隨著我國(guó)住宅產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展,中國(guó)不僅成為了全球最大的建筑市場(chǎng),還保持著每年20億平方米的新建房屋增長(zhǎng)速度。作為與能源息息相關(guān)的建筑行業(yè),建筑能耗已占到社會(huì)總能耗近30%,持續(xù)新增的建筑也將成為未來20年國(guó)內(nèi)消耗和排放的主要增長(zhǎng)點(diǎn)。從建筑行業(yè)的特性來看,要實(shí)現(xiàn)最大程度的節(jié)能改造,暖通無疑成為了一個(gè)重要的突破口。暖通系統(tǒng)包括了采暖、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)三個(gè)環(huán)節(jié),它們?cè)谠O(shè)計(jì)過程中會(huì)涉及到大量的中央空調(diào)、多聯(lián)機(jī)和風(fēng)機(jī)產(chǎn)品,而這些產(chǎn)品都使用到了節(jié)能產(chǎn)品——變頻器。傳統(tǒng)暖通系統(tǒng)通常設(shè)計(jì)有一定的裕量,通過調(diào)節(jié)閥門的開度大小達(dá)到調(diào)節(jié)環(huán)境溫度至設(shè)定溫度的要求,但電機(jī)是恒功率運(yùn)行,大多數(shù)情況下會(huì)有一些富裕的能量損失,通過變頻器PID自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)或泵的轉(zhuǎn)速可以大大節(jié)省能量損失。

  暖通行業(yè)對(duì)自動(dòng)化的要求:目前,國(guó)內(nèi)暖通行業(yè)用戶在自動(dòng)化領(lǐng)域的需求集中體現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)化、行業(yè)專業(yè)化、高性價(jià)比、節(jié)能效果、提供系統(tǒng)解決方案及提供快速的24h全天候的售后服務(wù)等幾個(gè)方面。

  主要產(chǎn)品:CP2000系列變頻器、AH500系列模塊化中型PLC、DTV系列閥位專用型溫控器、DT3系列全新多功能型溫控器。

  臺(tái)達(dá)暖通行業(yè)優(yōu)勢(shì):臺(tái)達(dá)集團(tuán)針對(duì)國(guó)內(nèi)客戶需求,不僅設(shè)計(jì)了較高能量轉(zhuǎn)換效率的變頻器,還為客戶提供量身訂制的一體化解決方案。臺(tái)達(dá)主要開發(fā)兩類產(chǎn)品:一類是通用的標(biāo)準(zhǔn)型產(chǎn)品,適用領(lǐng)域廣泛,可全面提升客戶設(shè)備的自動(dòng)化水平;另一類是CP2000適合暖通行業(yè)應(yīng)用的專用產(chǎn)品,CP2000有著非常出色的耐高溫特性、卓越的供水和火災(zāi)應(yīng)急控制模式,可適應(yīng)50℃的溫度環(huán)境,功率范圍寬廣(0.75~400kW),采用模塊化設(shè)計(jì),易于維護(hù)與擴(kuò)展。

英威騰電梯整體解決方案

  電梯自動(dòng)化需求:2013年我國(guó)電梯總產(chǎn)量約為57.97萬臺(tái),同比增速約為9.58%,保有量約為292.24萬臺(tái)。同時(shí),世界上1/3的電梯和自動(dòng)扶梯已經(jīng)服務(wù)了超20年,而近10年來電梯扶梯技術(shù)突飛猛進(jìn)發(fā)展。全球電梯更新改造市場(chǎng)超2/3集中在歐美地區(qū),每年增速保持 10%左右。在國(guó)內(nèi),據(jù)業(yè)內(nèi)專家估計(jì),國(guó)內(nèi)保有量電梯的使用年限超15年的電梯約占10%,使用年限超10年的電梯占約20%。電梯應(yīng)至少每15 日按照國(guó)家安全技術(shù)規(guī)范的要求對(duì)電梯進(jìn)行一次清潔、潤(rùn)滑、調(diào)整和檢查,但沒有強(qiáng)制的報(bào)廢規(guī)定,在電梯保有量增長(zhǎng)而新增需求增速放緩的大趨勢(shì)下,維修改造的需求有望成為電梯市場(chǎng)重要組成部分。

  電梯自動(dòng)化要求:在基礎(chǔ)研究方面,如矩陣變頻理論的完善、超級(jí)電容應(yīng)用的理論研究,都需要有更進(jìn)一步的深入;對(duì)于運(yùn)算控制系統(tǒng),要求運(yùn)行速度更快、控制精度更高。其選用的CPU等芯片主頻越來越高,性能越來越強(qiáng)大;對(duì)于功率器件,要求容量越來越大;對(duì)于接觸器、斷路器、繼電器等產(chǎn)品的可靠性要求越來越高;對(duì)于所選用的電氣產(chǎn)品,要求其耗能越來越小;由于近年來社會(huì)對(duì)于EMC(電磁兼容)問題越來越關(guān)注,全國(guó)電梯標(biāo)委會(huì)也制定了相關(guān)的推薦性電梯電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 24807- 2009、GB/T 24808- 2009),所以在電梯中,對(duì)于電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及濾波器、電抗器等電磁兼容部件也提出了較高的要求。

  未來電梯行業(yè)發(fā)展將出現(xiàn)三個(gè)趨勢(shì):一是差異化的整合解決方案替代同質(zhì)化整合型產(chǎn)品;二是綠色環(huán)保技術(shù)將廣泛使用;三是智能化、網(wǎng)絡(luò)化需求日益明顯。

  主要產(chǎn)品:EC100電梯智能整體機(jī)、DM- 05以太網(wǎng)監(jiān)控模塊、DM- 03 GSM無線監(jiān)控模塊、手持操作器、EC- CTB轎頂控制板、I/O板、DC- 03B超薄呼梯及顯示器、DC- 07B段碼液晶豎顯示器、DC-07H段碼液晶橫顯示器、DS50- 70多媒體圖片機(jī)系列。

  英威騰電梯行業(yè)優(yōu)勢(shì):EC100電梯智能整體機(jī)采用先進(jìn)的變頻矢量控制技術(shù)、智能化電梯控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù),將電梯的驅(qū)動(dòng)、控制、管理有機(jī)地結(jié)合為一體,使產(chǎn)品在安全可靠性、操作簡(jiǎn)易性、經(jīng)濟(jì)性、個(gè)性化設(shè)計(jì)等方面都有了全方位的優(yōu)化提高。此外,還擁有多種操縱廂配置方案、多種轎廂稱重方式、第三方多媒體應(yīng)用方案等特殊功能。

魏德米勒核電行業(yè)解決方案

  核電自動(dòng)化市場(chǎng)需求:中國(guó)核電經(jīng)過20多年的發(fā)展,與世界水平仍然存在著巨大的差距。截至目前,全球核電占電能的比重平均為17%,已有17個(gè)國(guó)家核電在本國(guó)發(fā)電量中的比重超過25%。而中國(guó)核電量占總量卻不到2%,遠(yuǎn)低于法國(guó)的85%、美國(guó)的30%,在30個(gè)核電國(guó)家中排名倒數(shù)第一。。

  根據(jù)《核電中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃2005- 2020》,到2020年核電運(yùn)行裝機(jī)容量爭(zhēng)取達(dá)到4000萬千瓦,在建1800萬千瓦,“力爭(zhēng)2020年核電占電力總裝機(jī)比重達(dá)到5%以上”。未來三年內(nèi)中國(guó)將開建8個(gè)核電站,16臺(tái)核電機(jī)組,裝機(jī)容量在1000萬千瓦以上。

  核電自動(dòng)化市場(chǎng)要求:核電作為一個(gè)典型的對(duì)產(chǎn)品和應(yīng)用有著極高要求的尖端行業(yè),隨著其第三代核電技術(shù)在中國(guó)的全力發(fā)展和逐步的應(yīng)用,其設(shè)計(jì)和建造也提出了在安全性、經(jīng)濟(jì)型、安全系統(tǒng)、模塊化、單機(jī)容量和DCS等方面的諸多要求。安全殼是核電站中極其重要的安全設(shè)施和標(biāo)志性建筑,它既是核電站反應(yīng)堆廠房的圍護(hù)結(jié)構(gòu),又是防止核泄漏事故發(fā)生時(shí)放射性物質(zhì)向外擴(kuò)散的最后一道安全屏障,因此,它的設(shè)計(jì)必須能夠有效承受設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故壓力,并保持良好的密閉性,能夠?qū)⒎派湫晕镔|(zhì)的散逸限制在容許水平內(nèi),確保核電站工作人員和周圍公眾的生命安全。

  主要產(chǎn)品:開關(guān)柜/GIS配電系統(tǒng)、DCS/計(jì)算機(jī)監(jiān)控、輔網(wǎng)/輔控等控制系統(tǒng)、工業(yè)電視。

  魏德米勒核電行業(yè)優(yōu)勢(shì):魏德米勒的產(chǎn)品無論在殼內(nèi)和殼外都有著相應(yīng)等級(jí)的產(chǎn)品以滿足和符合對(duì)核環(huán)境下的應(yīng)用,同時(shí)魏德米勒的產(chǎn)品已經(jīng)通過了ANSI/IEEE 標(biāo)準(zhǔn)323-2003和344- 1987(R1993)。魏德米勒的接線盒、電纜接頭、接線端子都積聚了魏德米勒這個(gè)全球電聯(lián)接專家對(duì)產(chǎn)品安全性的高要求和高追求。此外,魏德米勒的重載接插件產(chǎn)品可用于電源系統(tǒng)、工業(yè)以太網(wǎng)產(chǎn)品可用于控制系統(tǒng)、隔離器可用于信號(hào)采集端,包括其他如繼電器、電涌保護(hù)器、電源等產(chǎn)品都有著可靠的應(yīng)用。

美國(guó)邦納工業(yè)條碼整體解決方案

  工業(yè)條碼自動(dòng)化需求:在制造環(huán)境中,條形碼掃描器和機(jī)器視覺產(chǎn)品有助于減少成本、增加產(chǎn)出、提高產(chǎn)品質(zhì)量并符合工業(yè)規(guī)定。條形碼掃描器可用于實(shí)時(shí)操作監(jiān)控的數(shù)據(jù)搜集以及保存歷史數(shù)據(jù)(追蹤)。工業(yè)機(jī)器視覺系統(tǒng)可以用于自動(dòng)檢查和流程控制。成功的工業(yè)機(jī)器視覺和條形碼應(yīng)用基于工廠自動(dòng)化系統(tǒng)中穩(wěn)定的硬件和可靠的軟件。

  工業(yè)條碼自動(dòng)化要求:工業(yè)級(jí)的條碼閱讀器,不僅需要完成條碼閱讀的功能,更要在能夠符合工業(yè)的作業(yè)環(huán)境,滿足現(xiàn)場(chǎng)工作的要求。例如,操作時(shí)需要在抖動(dòng)的工作環(huán)境,或是條形碼有臟污破損,以及數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳遞的需求。因此,工業(yè)用戶對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的條碼閱讀器,不僅需要能夠適應(yīng)這些惡劣的作業(yè)環(huán)境下,實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確的條碼讀取,更要能符合現(xiàn)場(chǎng)安裝及用戶使用的需要,在掃描速度、產(chǎn)品體積以及讀取性能上都能一一符合。

  主要產(chǎn)品:THM系列HMI、BSP系列PLC、P4系列讀碼器、iVu分體式觸摸屏、Q12光電傳感器。

  美國(guó)邦納工業(yè)條碼行業(yè)優(yōu)勢(shì):美國(guó)邦納工業(yè)條碼解決方案通過讀碼器讀碼后,將信息傳輸?shù)絇LC,PLC就會(huì)經(jīng)過判斷,與邦納PLC里面標(biāo)準(zhǔn)條碼進(jìn)行比較,如果條碼正確,那么它就不會(huì)做一些處理,如果是錯(cuò)誤,就會(huì)輸出一個(gè)I/O點(diǎn),然后執(zhí)行一個(gè)機(jī)構(gòu)計(jì)劃,把它剔出來,或者是亮一個(gè)指示燈,條碼的信息會(huì)通過觸摸屏來顯示,更準(zhǔn)確更方便。

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