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工控系统智能化促进工业4.0的到来

信息来源:gkong.biz  时间:2013-11-28  浏览次数:381

    随着计算机技术、通信技术和控制技术的发展,传统的控制领域正经历着一场前所未有的变革,工业控制系统智能化初露峥嵘。控制系统的结构从最初的CCS(计算机集中控制系统),到第二代的DCS(分散控制系统),发展到现在流行的FCS(现场总线控制系统)。现阶段,对诸如图像、语音信号等大数据量、高速率传输的要求,又催生了当前在工业控制领域以太网与控制网络的结合。
    现代工业控制系统包括过程控制、数据采集系统(sCaDa),分布式控制系统(DCB},程序逻辑控制(PLC以及其他控制系统等。现代工业发展的进程中,必然是朝着生产装备智能化、生产过程自动化发展,只有实现智能工业才能保证生产制造乃至产品整个生命生产周期中多领域之间的协调合作完全智能化,帮助生产型企业“智能制造”的完美转型。
    大力发展工业智能化得到国家政策的大力支持,工业转型的需要推动工业控制的车轮驶向“智能制造”的方向。在“十五”期间,国家用信息化带动工业化的工作重点有三个方面:一是以电子信息技术应用为重点,提高传统产业生产过程自动化、控制智能化和管理信息化水平;二是以先进制造技术应用为重点,推进制造业领域的优质高效生产,振兴装备制造业;三是改造提升重点产业的关键技术、共性技术及其相关配套技术水平、工艺和装备水平。
    工控系统智能化催生智能工厂
    智能化工厂是部分国家实现软高度自动化生产之后,提出的新概念,它的理念优势在于推动工业生产智能化,从而实现科幻般的工业生产模式。工业生产系统及过程、网络化分布式生产设施的实现、生产物流管理、人机互动、新技术的使用以及使用嵌入式传感器来监测有关的环境参数和生产等都需要智能化设备的支持。
    工业控制系统的重要发展方向之一就是“智能工厂”,重点研究智能化生产系统及过程,以及网络化分布式生产设施的实现。德国专家们提出的“工业4.0”的全新理念,主要就对联网工厂以及相关方面的演变进行研究。对产品开发、物流以及生产的集成将通过材料流、产品流、以及信息流得以实现,从而构建高度复杂又极为高效的全球化生产运营。这样一来,一条生产线就能够跟供应商以及消费信息进行连接,从而根据消费者需求对生产环节进行动态调整,并对所交付的原材料进行相应调整。
    随着自动化、信息化的设备基础改进到涉及制造、工程、材料使用和供应链以及生命周期管理的工业工序,现代化的工厂工厂似乎已经开始使用一种全新的智能的途径来生产产品了。
    相信未来的生产工厂相比将会智能很多。这一智能将通过使用微型化处理器、存储装置、传感器和发送器来实现,这些装置将被嵌入至几乎所有可想象的机器、未加工产品、材料、智能工具类型和用于组织数据流的新型软件。所有这些创新将使产品和机器能够相互通信并交换命令。换言之,未来工厂将可以从很大程度自行优化和控制其制造流程。尽管在这之前还有很长一段路要走,然而这丝毫不会影响到未来智能化的趋势方向。
    物联网推动工控系统智能化
    对诸如图像、语音信号等大数据量、高速率传输的要求,催生了以太网和控制网络的结合,网络化浪潮又将诸如嵌入式技术、多标准工业控制网络互联、无线技术等新兴技术融合进来,从而拓展了工业控制的发展空间,带来新的发展机遇。当前,工业控制信息化、三网融合、物联网、云计算在内的多种新型信息技术的发展与应用,正快速推动工控智能化。
    按照目前物联网的发展趋势,预计2020年会有数十亿设备连通在一起。据权威电子行业研究机构IMS Research研究表明,这首先起源于第一波的电脑和笔记本电脑,随后是第二波的智能手机和联网消费设备。第三波也包括这些设备,不过会极大地提升机器与机器之间的连通。这就涉及到工厂集成等理念,也就是实现所有事物之间的连通,并产生大量的数据。各供应商正在对各种方法进行调查研究,以便将这些数据转换成为可以采取行动的信息。系统必须能够对所有数据进行管理,并且要足够智能,在无人为操作或较少人为操作的情况下通过这些数据来提升工厂效率。
    物联网正是联接虚拟和智能制造之间的一座桥梁。由此,未来的工业生产、管理、经营过程中,将通过信息基础设施,在物联网集成平台上,实现信息的采集、信息的传输、信息的处理以及信息的综合利用等。
    前三次工业革命的到来造就了机械、电气和信息技术。如今,物联网推动工控智能化发展的同时还宣告着第四次工业革命——工业4.0的到来。
    制造业未来---工业4.0
    继蒸汽机的发明、大规模生产和自动化之后,“工业4.0”时代开始被人们提及。前三次工业革命的到来造就了机械、电气和信息技术。如今,物联网和智能制造正宣告着第四次工业革命——工业4.0的到来。智能化制造、联网化及集成化工厂正逐渐支撑起这一趋势。 工业4.0拥有巨大的潜力,通向工业4.0的路将会是一段革命性的进展。现有的科技将不得不为了适应制造工业中的新需要而进行改变和革新。
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