系統(tǒng)集成制勝的自動化新時代
文:劉滿柏2013年11月
導語: 從產(chǎn)品和技術(shù)上走集成模式,為用戶提供“全集成自動化解決方案”是自動化行業(yè)近年發(fā)展的明顯特征。無論是Siemens的全集成自動化、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“全集成自動化解決方案”是自動化行業(yè)近年發(fā)展的明顯特征。無論是Siemens的全集成自動化、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,不僅源于自動化高速、智能、環(huán)保發(fā)展態(tài)勢,更在于用戶對于系統(tǒng)安全、成本控制、便利因素的需求。
能否在未來自動化占領(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爭力的武器。
如何找準自己的集成路線,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》盤點了市場上一些有優(yōu)勢的系統(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)意識到系統(tǒng)集成的重要性,并在行動。
西門子IDS集成驅(qū)動系統(tǒng)
集成驅(qū)動需求:信息和通信技術(shù)以及機械工程自動化技術(shù)已占到了機械和設備生產(chǎn)成本的 30%。驅(qū)動技術(shù)、傳感器和自動化是行業(yè)變革的驅(qū)動力,決定著企業(yè)的競爭力。這種集成技術(shù)可方便提高整個工藝鏈的增值性。
集成驅(qū)動要求:橫向集成需提高機器生產(chǎn)率、產(chǎn)品質(zhì)量和機器效率。垂直集成需提高設備性能、設備生產(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、可維護性和環(huán)境保護。
主要產(chǎn)品:IDS的核心是指傳動系統(tǒng)在三個層面上的集成:由聯(lián)軸器和減速器到電機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、變頻器、工業(yè)軟件。
西門子集成驅(qū)動優(yōu)勢:西門子工業(yè)自20世紀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)代化的自動化和驅(qū)動技術(shù)。西門子同時還提供了越來越豐富的產(chǎn)品、系統(tǒng)和服務組合,通過基于軟件和硬件的整個價值鏈上的集成來實現(xiàn)最佳效果。
臺達暖通行業(yè)解決方案
暖通行業(yè)需求:伴隨著我國住宅產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展,中國不僅成為了全球最大的建筑市場,還保持著每年20億平方米的新建房屋增長速度。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總能耗近30%,持續(xù)新增的建筑也將成為未來20年國內(nèi)消耗和排放的主要增長點。從建筑行業(yè)的特性來看,要實現(xiàn)最大程度的節(jié)能改造,暖通無疑成為了一個重要的突破口。暖通系統(tǒng)包括了采暖、通風、空氣調(diào)節(jié)三個環(huán)節(jié),它們在設計過程中會涉及到大量的中央空調(diào)、多聯(lián)機和風機產(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)通常設計有一定的裕量,通過調(diào)節(jié)閥門的開度大小達到調(diào)節(jié)環(huán)境溫度至設定溫度的要求,但電機是恒功率運行,大多數(shù)情況下會有一些富裕的能量損失,通過變頻器PID自動調(diào)節(jié)電機或泵的轉(zhuǎn)速可以大大節(jié)省能量損失。
暖通行業(yè)對自動化的要求:目前,國內(nèi)暖通行業(yè)用戶在自動化領(lǐng)域的需求集中體現(xiàn)對網(wǎng)絡化、行業(yè)專業(yè)化、高性價比、節(jié)能效果、提供系統(tǒng)解決方案及提供快速的24h全天候的售后服務等幾個方面。
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。
臺達暖通行業(yè)優(yōu)勢:臺達集團針對國內(nèi)客戶需求,不僅設計了較高能量轉(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。臺達主要開發(fā)兩類產(chǎn)品:一類是通用的標準型產(chǎn)品,適用領(lǐng)域廣泛,可全面提升客戶設備的自動化水平;另一類是CP2000適合暖通行業(yè)應用的專用產(chǎn)品,CP2000有著非常出色的耐高溫特性、卓越的供水和火災應急控制模式,可適應50℃的溫度環(huán)境,功率范圍寬廣(0.75~400kW),采用模塊化設計,易于維護與擴展。
英威騰電梯整體解決方案
電梯自動化需求:2013年我國電梯總產(chǎn)量約為57.97萬臺,同比增速約為9.58%,保有量約為292.24萬臺。同時,世界上1/3的電梯和自動扶梯已經(jīng)服務了超20年,而近10年來電梯扶梯技術(shù)突飛猛進發(fā)展。全球電梯更新改造市場超2/3集中在歐美地區(qū),每年增速保持 10%左右。在國內(nèi),據(jù)業(yè)內(nèi)專家估計,國內(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%。電梯應至少每15 日按照國家安全技術(shù)規(guī)范的要求對電梯進行一次清潔、潤滑、調(diào)整和檢查,但沒有強制的報廢規(guī)定,在電梯保有量增長而新增需求增速放緩的大趨勢下,維修改造的需求有望成為電梯市場重要組成部分。
電梯自動化要求:在基礎研究方面,如矩陣變頻理論的完善、超級電容應用的理論研究,都需要有更進一步的深入;對于運算控制系統(tǒng),要求運行速度更快、控制精度更高。其選用的CPU等芯片主頻越來越高,性能越來越強大;對于功率器件,要求容量越來越大;對于接觸器、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;由于近年來社會對于EMC(電磁兼容)問題越來越關(guān)注,全國電梯標委會也制定了相關(guān)的推薦性電梯電磁兼容標準(GB/T 24807- 2009、GB/T 24808- 2009),所以在電梯中,對于電氣系統(tǒng)的設計以及濾波器、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)三個趨勢: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)絡化需求日益明顯。
主要產(chǎn)品:EC100電梯智能整體機、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多媒體圖片機系列。
英威騰電梯行業(yè)優(yōu)勢:EC100電梯智能整體機采用先進的變頻矢量控制技術(shù)、智能化電梯控制技術(shù)、網(wǎng)絡通訊技術(shù),將電梯的驅(qū)動、控制、管理有機地結(jié)合為一體,使產(chǎn)品在安全可靠性、操作簡易性、經(jīng)濟性、個性化設計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
核電自動化市場需求:中國核電經(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個國家核電在本國發(fā)電量中的比重超過25%。而中國核電量占總量卻不到2%,遠低于法國的85%、美國的30%,在30個核電國家中排名倒數(shù)第一。。
根據(jù)《核電中長期發(fā)展規(guī)劃2005- 2020》,到2020年核電運行裝機容量爭取達到4000萬千瓦,在建1800萬千瓦,“力爭2020年核電占電力總裝機比重達到5%以上”。未來三年內(nèi)中國將開建8個核電站,16臺核電機組,裝機容量在1000萬千瓦以上。
核電自動化市場要求:核電作為一個典型的對產(chǎn)品和應用有著極高要求的尖端行業(yè),隨著其第三代核電技術(shù)在中國的全力發(fā)展和逐步的應用,其設計和建造也提出了在安全性、經(jīng)濟型、安全系統(tǒng)、模塊化、單機容量和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施和標志性建筑,它既是核電站反應堆廠房的圍護結(jié)構(gòu),又是防止核泄漏事故發(fā)生時放射性物質(zhì)向外擴散的最后一道安全屏障,因此,它的設計必須能夠有效承受設計基準事故壓力,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/計算機監(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:魏德米勒的產(chǎn)品無論在殼內(nèi)和殼外都有著相應等級的產(chǎn)品以滿足和符合對核環(huán)境下的應用,同時魏德米勒的產(chǎn)品已經(jīng)通過了ANSI/IEEE 標準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全球電聯(lián)接專家對產(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)、隔離器可用于信號采集端,包括其他如繼電器、電涌保護器、電源等產(chǎn)品都有著可靠的應用。
美國邦納工業(yè)條碼整體解決方案
工業(yè)條碼自動化需求:在制造環(huán)境中,條形碼掃描器和機器視覺產(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時操作監(jiān)控的數(shù)據(jù)搜集以及保存歷史數(shù)據(jù)(追蹤)。工業(yè)機器視覺系統(tǒng)可以用于自動檢查和流程控制。成功的工業(yè)機器視覺和條形碼應用基于工廠自動化系統(tǒng)中穩(wěn)定的硬件和可靠的軟件。
工業(yè)條碼自動化要求:工業(yè)級的條碼閱讀器,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)場工作的要求。例如,操作時需要在抖動的工作環(huán)境,或是條形碼有臟污破損,以及數(shù)據(jù)實時傳遞的需求。因此,工業(yè)用戶對于現(xiàn)場作業(yè)的條碼閱讀器,不僅需要能夠適應這些惡劣的作業(yè)環(huán)境下,實現(xiàn)快速、準確的條碼讀取,更要能符合現(xiàn)場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。
美國邦納工業(yè)條碼行業(yè)優(yōu)勢:美國邦納工業(yè)條碼解決方案通過讀碼器讀碼后,將信息傳輸?shù)絇LC,PLC就會經(jīng)過判斷,與邦納PLC里面標準條碼進行比較,如果條碼正確,那么它就不會做一些處理,如果是錯誤,就會輸出一個I/O點,然后執(zhí)行一個機構(gòu)計劃,把它剔出來,或者是亮一個指示燈,條碼的信息會通過觸摸屏來顯示,更準確更方便。
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