中国工业控制行业打造的通用PLC平台迫在眉睫

时间:2019-04-12 11:47:38 来源: 全民斗牛下载 作者:匿名


工业自动化控制是工业技术进步的重要方向,是机电一体化和推广的基础工作。但是,多年来,国家层面缺乏关注和战略安排,处于严重落后阶段,存在重大隐患。

什么是工厂自动化领域的自动控制技术?简而言之,DCS用于连续工艺(电力,化学工业),用于非连续工艺(冶金,造纸,纺织,机械加工和其他制造领域和环境保护)。 PLC用于各种应用,从独立自动化到装配线和工厂自动化解决方案。

中国的连续过程自动化(DCS)发展迅速,主要集中在能源和重化工业,主要应用于中国,多年来一直得到国家政策的支持。因此,行业内部的理解和关注度较高,与国际先进水平的差距越来越大。缩短。在间歇过程自动化领域(通常称为“工厂自动化”工厂自动化,FA),所面临的问题变得越来越迫切。

国际工业控制技术与产业发展趋势

工业自动化控制是工业技术进步的重要方向:解决效率,产品质量,可靠性和一致性的基本技术。

推广产业控制,是推动产业结构优化升级,用“信息技术”改造传统产业,推进两者一体化的基础工作。

近几十年来,随着ICT技术的快速发展,工业自动化系统和仪器技术迅速发展,具有小型化,数字化,智能化,网络化和集成化的特点。

工业自动化通常被认为有两个主要领域:由过程(流体运动)控制技术支持的过程自动化(PA)和由运动控制技术支持的工厂自动化(FA或离散生产自动化)。前者从传统的模拟环路仪器开始,与ICT控制技术集成,并发展成为分布式(或分布式)控制系统DCS。其高可靠性,便捷的组态软件,丰富的控制算法,开放的联网功能等,已成为计算机工业控制系统的主流,广泛应用于大型,多工艺,复杂过程型设备的自动控制。如大型化工厂,火力发电厂等可编程控制器(PLC):基于中继技术,集成ICT技术,以编程方式实现设备的电气控制。 PLC结构紧凑,响应速度快,现场环境适应性和可靠性好(抗振动,噪音,灰尘,油污等),抗干扰能力强,价格低廉。它是另一个与DCS保持同步的主流控制系统。

工业自动化控制技术路线渗透并相互集成。 PLC应用范围已扩展到中小型过程控制系统,短程维护服务系统,节能监控等,并在某些应用中取代了DCS。 DCS还使用PLC和工业计算机联合网络。总的趋势是更加开放(分工和合作的完善),标准化,产品化和一体化。

自20世纪90年代以来,现场总线技术FCS发展迅速。这是一个安装在生产现场的数字智能仪表和测控设备,具有多点通信,完全分散,并在自动控制装置或系统之间开放底层控制网络系统。

经过几十年的大浪潮,世界工业控制产业形成了寡头垄断的局面,少数跨国公司在这种情况下生产和分割全球市场。原来数百家厂商目前只有几十家,其中最着名的有西门子,ABB,HONEYWELL,三菱,凤凰等,其工业控制产品均声称具有DCS/PLC/FCS功能,在质量,价格上,经过-销售服务。这方面赢得了市场声誉。

工业信息化是电子通信技术(ICT)与先进制造技术相结合的产物。它是设备可控性,测控设备适用性和信息优化应用的综合结果。自动控制系统和仪表是现代工业设备和运输,能源,国防,重大公益设备等的神经中枢,运行中心和安全屏障。其功能是监控整个过程和产品质量,确保主要工业设备的安全可靠运行。实现高效优化。

因此,促进制造业自动化是提升中国产业竞争力的核心技术之一,也是两者融合的基础。推进工业控制技术自主创新,掌握工业控制产业发展,扭转目前过度依赖国外技术,受人民待遇的被动局面,是当前装备工业振兴的一个核心问题和战略无法避免的任务。中国工业控制产业整体落后的现状及原因

国内控制系统很难进入重大项目的关键,核心和主要设备。这个市场的大部分仍然被外国工业控制系统垄断。

工业控制发展滞后是中国工业不强的重要原因之一,也对工业安全和国家经济安全构成威胁。

目前,中国自主开发的PLC工业控制系统,最需要的是形成一个高度通用的工业控制系统平台。

目前中国工业控制产业总体处于弱势地位,与国际先进水平仍存在10 - 15年的差距。行业形势可概括为:技术差距大,市场信任度低,外国竞争激烈。

(1)主要设备的DCS取得了重大进展,现场仪表和顶层系统较弱。

在20世纪80年代,中国使用的DCS产品都是外国产品。当时,国家组织了进口成套主要设备自动控制系统的技术摘要。原有的机电企业共同解决了这一问题,率先在大型火电机组领域取得了突破性进展。目前,自主研发的超临界300~600MW火电机组主控DCS系统已安装数十台,经过多年的运行检测。在此过程中,一些中资企业脱颖而出,如北京合力,浙江大学中央控制,新华中空等。上海自动化仪表和国电智深公司在300~600MW机组的主控DCS上也具有相同的功能。但是,由于工程应用能力,质量,声誉等原因,除电力外,这些产品的应用目标仍主要用于中小型项目,或大型项目的非主要部分,大型石化项目受到大量控制。系统尚未进入。

两个——底层现场仪表(特别是变送器和执行器)和中国自控产业链的上层集成自动化软件是最薄弱的环节。中国设计和制造的智能变送器仅占国内市场的9%。一方面,顶级集成控制软件的能力较弱,因为工业控制企业不深入了解用户的过程特征,经验积累不足,制约了顶层集成能力和能力。快速进入细分市场(工业控制企业受国家设计企业资质)。门槛也是其中一个原因)。用户市场对国内工业控制技术/产品的反对限制了自主开发的工业控制产品改进的机会。由于上述原因,国内控制系统很难进入重大项目的关键,核心和主要设备。这个市场的大部分仍然被外国工业控制系统垄断。

(2)用于离散工厂自动化自动化的PLC系统不容乐观。

目前PLC技术的应用范围几乎涵盖了除大型化工和电力公司之外的所有工业行业。但是,目前中国95%以上的PLC应用市场被国外产品占据,国内企业处于绝对劣势。

跨国公司的产品享受零部件进口免税等优惠政策,国内厂商在门口面临强大的国际竞争。

(3)PLC系统难以独立,缺乏行业研发平台。

首先,国内企业和机构规模小,业务分散,无法形成气候。这些企业中的一些企业由在原始工业领域承担了该行业通用技术的研究机构或大学研究机构重组,如Helix,浙江大学中央控制和北京机械自动化研究所。

其次,到目前为止,中国企业还没有真正掌握FA工业控制的核心技术。国内PLC制造商技术基于国外控制技术,骨干硬件几乎全部由国外公司提供,基本软件也依赖进口。中国PLC制造商的业务仅限于使用进口硬件和基础软件。对于特定的过程控制需求,ICT技术用于集成和应用软件。在系统设计方面,系统可靠性,产品质量(一致性,可靠性)和市场声誉之间仍存在很大差距。这是以国家为荣的数控系统,情况基本相同。

第三,作为一个以科研为导向的工业控制企业,由于其规模小,专业分散,缺乏国内统一标准的硬件和基础软件支持,而且规模不大。

四是外资控制和挤压,竞争力差。中国的一些企业已经自主开发了PLC硬件平台,但产品刚刚引人注目,跨国公司立即降价。由于PLC系统是技术密集型和成熟的产品,国内产品首先可用,并且在性能和价格方面没有竞争优势。再加上缺乏国家政策支持,不可能站在市场上,陷入“低市场信誉 - 缺乏实践和改善机会 - 进一步降低市场声誉”的恶性循环。五是产学研结合的实际困境:国家工业管理机构多次改变,一些共同技术研究机构改变了企业,原有的研究过程中断,技术积累已经失去或老化。

自我发展能力关系国家产业发展战略

工业自动化行业的自主开发能力产业发展战略也考验了其战略规划愿景。

建筑企业为主体,政府,产业,研究和研究相结合,相应的产业管理机制是国际通用模式。

通过对工业控制行业现状和问题的调查,我认为中国工业的指导思想和制度政策存在一些考虑因素。

(1)产业发展的战略指导思想。

改革开放促进了中国在市场条件下进入世界工业分工体系。换取劳动密集型产品以换取国外技术密集型产品,它与产业结构(如工业控制产业)必须遵守的战略要点有关,并且不自觉地遵守“国际”分工“,这将对产业升级产生不利影响。

在20世纪80年代,引进国外先进的生产线,为了节省外汇只对单一自动化技术感兴趣,指导思想是尽可能使用体力劳动。由于当时对工厂自动化意义的理解不完整,因此考虑了效率,自动生产线的精度和质量排在第二位,从而错过了赶上国际工厂潮流的历史机遇自动化。

在主要设备的发展计划中,国家关注“可购买性差的战略产品”。由于进口的便利性,政策鼓励和用户的普及,管理层很容易追求市场规模大的中小型PLC系统。对“可以购买和购买”和“自我购买”战略的核心技术的被动反应等同于无意识地遵循西方所定义的国际分工,模糊了自己的努力。

(2)关于工业发展规划的倾向。

在中国的各种发展计划中,通常选择重点项目,主要研究方法是通过主要产品推动研发,特别是核电,新能源,大型产业具有重要标志和重大产业驱动效应的主机产品。飞机,汽车和数控机床。等待。这个原则本身是正确的。然而,在具体实施中,可能发生变形和轻微的倾向。首先,“有形的先于隐形,整个机器比零件重。”传统思维将“制造”与“电子信息”分开,但现代设备制造基本上实现了控制系统和机电系统的集成。然而,中国的工业规划已将工业自动控制置于“配角”状态。要促进两个产业的融合,就必须改变固有的“制造业”思维方式。

二是缺乏产业发展意识。工业结构是“主体 - 控制 - 部件 - 材料 - 过程”的金字塔结构。工业“中间部门”如内燃机,泵和阀门液压密封紧固件等常用基础件,材料,通用制造技术,机电一体化控制装置等,技术的不断进步,是各类质量的大型机的改进基础是产业竞争力的基础。该基金会长期依赖国外技术,该国的工业发展相当于在海滩上建设。

在工业控制领域,也存在扭曲和扭曲的问题。国家更加关注DCS系统,特别是主要设备自动控制系统的主控DCS部分,但两端投入不足;具有大量覆盖的PLC系统难以购买,小企业,并且难以组织。其他问题尚未纳入“十二五”发展规划。

在中间产品,基础材料和制造工艺方面,目前与国际先进水平存在较大差距。特别是中间产品部门主要是中小型企业。面对西门子和博世等大型跨国公司在德国的强大压迫,大多数中小企业只能生存,不能发挥技术创新的作用。而这一领域恰恰是加强基础技术支持的需要。

(3)以建筑企业为主体,政府生产,研究和研究相结合的创新体系和相应的产业管理机制,是一种国际共性模式。

值得注意的是,规模大,产业集中度高的行业和规模小,产业集中度低的行业有不同的技术进步机制。在工业控制行业,DCS可以站在火电领域,首先要获得具有垄断地位的电力用户的支持。对于大多数竞争激烈的机械企业和小企业来说,“以企业为主体”的研发体系必须建立在行业组织力量的基础之上。

解决工业控制发展瓶颈问题的四个方面要振兴装备工业,必须高度重视基础科学的支持,重视技术的共同发展和基础构件的同步发展。

建议“十二五”在“工厂自动化控制系统平台”上开展科研和产业化项目,支持PLC通用平台研发和重点应用领域的结合和推广。

PLC具有广泛的用途,必须与研发和制造高度合作。重点关注相关行业协会,领导重点研发公司和应用公司的协调作用,形成研发团队。

业内专家就此问题提出了相应的对策:一是建立国家级,通用,通用,综合的PLC平台。

由于发展阶段,中国目前更加关注核电站,风力发电,太阳能,大型飞机,汽车等购买力,战略实力和大量驾驶的行业,但这些行业是不可或缺的。 PLC,每台机器都由一个或多个PLC控制。

控制系统应属于第二级,但并不意味着它的重要性也属于第二级。

PLC通用平台,无论是作为信息产品,控制技术产品还是两种技术的骨干,都应该关注。遗憾的是,国家装备制造振兴计划只提到了工业自动化控制系统的最后一句基本部件,但基本部件与工业自动化控制系统无关。技术的复杂性和铸件的非均匀性比。锻件等基本部件要强得多,将它们分类为基本部件是不科学的。

虽然有些产品成熟度很高,但批量生产并不容易。例如,大型飞机,PLC不能有这样的问题,而国外知名公司也做了大量的配料。然而,可以批量生产的东西越多,越成熟,门槛越高。没有国家的支持,中国企业就无法与外国公司竞争。在中国建立的PLC平台应该是一个综合平台,包括研发平台,制造平台和应用平台。

为了解决PLC的基本问题,研发,制造和应用三个平台是不可或缺的。这是一个可以分阶段完成的大项目,很难在五年计划中实现。因此,有必要建立一个项目来组织和研究这一对国民经济具有重要意义的重点产品。在国家的支持下,建立研发,制造和应用的平台,而不仅仅是一个应用平台。至于如何组织和组织谁需要进一步讨论,但首先要把它放在正确的位置,这涉及到我们整个中断的过程工业的发展和变得越来越强大的问题,涉及整个二进制 - 一次融合真的可以打破。继续这个过程的行业真的得到了提升。其次,从市场细分开始,使用软件来推动硬件开发。

如果我们想与外国优秀企业积极竞争,我们只依靠模仿和跟进,人们做什么和做什么,中国公司收效甚微。因为从价格水平来看,国外已经形成批量生产,成本控制非常好,价格已经很低,即使我们便宜20%,就PLC产品而言,价格差异不是为了整个设备购买。这将会非常棒。因此,它只在特征和市场细分方面与外国公司竞争。

因此,中国应用平台的建设需要系统集成商参与。例如,金子田,该公司已经能够为钢铁行业做自动化承包,并且所有钢铁生产线的应用软件都非常清晰。如果这样的公司可以参与PLC平台的建设,将来很容易得到用户对产品的认可,并且将通过替代方法逐步建立国内PLC。

因此,公共平台的发展应该与用户相结合,结合强大的集成商和必须使用PLC进行市场细分的大型设备制造商。此外,有必要研究一些技术相对较高且可以提取的技术,例如控制算法,并将这些结果提供给系统集成商,以便它们可以成为软件并成为我们具有知识产权的独特应用。软件,并在此基础上做PLC硬件。

第三,共同技术的发展和所有权应归于国家,促进可以借鉴国外经验。

共同技术的关键在于促进其成就,并且各方的利益都被纠缠在其中。如果共同技术的发展,国家只分配一部分资金,另一部分需要企业自我提升,问题将变得复杂:谁是知识产权?所有公司都花钱购买?技术成就的价格是多少?如何推广?

最后,利用一小组推广共同技术,可能是从事研究的单位已成为企业的竞争者。最近,美国提出了振兴装备制造业的框架。有人建议,最基本的结果,或使用共同技术的结果,应由国家支持所有资金,最终结果将归国家所有。在国家取得成果后,将进行公开招标,公司将分析结果是否有未来以及是否有市场前景。国家竞标产品不承担任何费用。该企业认为,投资可以进入,工业化和市场化,以及去年可以销售多少。国家将这项技术提供给企业。如果目标真正实现,国家将通过减税补贴。简而言之,只有真正得到提升,公司才能获得国家的补贴。没有销售就没有减税,这是推广新技术的实用方法。具体政策建议:

一,建议在设备行业“十二五”规划中建立“工厂自动化控制系统平台研究与产业化”项目,支持PLC通用平台的开发和关键应用推广区域。

二,建议国务院有关部门,仪器仪表行业协会牵头,组织有关单位和企业组成以生产,学习,研究为主体的技术研究机构。负责该项目。

第三是该项目的主要任务。首先是在中国建立一个具有更广泛多功能性的PLC PLC平台。

该平台包括研发/设计,制造和应用。它还给出了通用PLC平台的具体产品目标要求(系统硬件,软件)和功能要求(硬件和软件的一般技术指标,高级性能和可靠性指标)。 。

四是落实配套政策,如第一套必要支持,资金示范项目,试运行改进和第一套采购政策。