[ 導讀 ] 主要為2013年及以后的自動化和控制的趨勢。這些意見是基于一個廣泛的用戶，供應商和行業顧問，并出席了眾多行業論壇，會議和貿易展覽每年投入。

　　主要為2013年及以后的自動化和控制的趨勢。這些意見是基于一個廣泛的用戶，供應商和行業顧問，并出席了眾多行業論壇，會議和貿易展覽每年投入。在自動化和控制領域擁有多年的實踐經驗的設計師也體現在這些意見。我邀請讀者與我聯系，批評和分享想法的基礎上另一個角度來看。

　　企業自動化系統

　　任何合理的規模是不可能的工業廠房安裝有一個單一的控制系統體系結構的趨勢是有一個軟件平臺，統一運營和信息流，以改善決策，提高靈活性，降低風險，提高生產效率。這是將要完成更多的時候選擇了一個統一的軟件架構由一個供應商提供的。這些平臺是基于一個開放的軟件架構，該架構包含一個高性能的實時數據庫，支持各種行業標準，包括OPC，OPCUA，B2MML，多個本機的協議驅動程序，ERP接口，和數據庫接口。成功的關鍵是集成第三方的應用軟件使用開放標準的軟件平臺，可以很容易地配置為應用程序，而無需定制軟件。企業自動化軟件才剛剛開始，出現了大量的炒作與許多供應商聲稱有一個集成的產品。現實的情況是，大多數的供應商仍然松散耦合的軟件應用程序，不使一個有凝聚力的企業管理制度。用戶需要認真評估產品，選擇一個合法的綜合性企業軟件解決方案。

　　折疊架構

　　新技術可能需要創建流線型的2-3層自動化系統，以提高性能和降低軟件維護成本。五個層系統模型已集中于自動化行業已多年通常表示在5級普渡模型，這是一個顯著的簡化。

　　5級-商業系統

　　等級4-電廠廠級的企業資源計劃(ERP，MRP，MES)

　　等級3-經營單位的級別

　　第2級-機器/過程自動化水平

　　等級1-控制器級別

　　0級-傳感器/執行器

　　現有的自動化系統普遍反映這種體系結構，在通用計算機上運行的軟件在級別2，3，4，和5。級別2，3和4的設備一般包括一個數據庫和通信接口，除了相關的HMI和其他接口緩沖和每一級之間的信息同步。從歷史上看，計算成本和網絡帶寬的限制，決定了此配置。然而，這種多層次，多計算模型是復雜的，并創造了大量的成本，持續配置的控制和生命周期投資。在新模式中，的控制器信息傳達給各級直接從0級和1到4級和5使用適當的協議，特別是WEB服務。

　　自動化計算引擎(ACE)

　　更強大的控制器，自動化的計算引擎(ACE)，第2級，第3和4個功能嵌入未來的市場上，這將繼續加快，使崩潰的自動化架構。這個品種有雙核和四核CPU，是自動化控制和計算引擎，使他們在工廠車間，包括嵌入式歷史學家，分析，報警管理，設備診[FS:PAGE]斷，先進控制優化擴展的企業系統的功能，并規則引擎。這些強大的設備，完善的信息源在車間進行有意義的數據。摻入更高層次的功能直接傳送到這些新的控制器消除了等級2，3及4臺計算機的需要，從而提高了系統的性能，消除瓶頸，消除重復的數據庫，簡化的配置控制，并降低軟件維護成本。

　　OPCUA

　　OPCUA帶來了開放式計算的行業標準，使工程師能夠實現數字化工廠的概念，并提高生產效率。OPCUA技術提供了一種高效，安全的基礎設施，為從傳感器到企業計算的所有自動化系統，SCADA制造，通訊和過程控制。通過利用國際公認的計算標準，OPCUA將自動化系統的通用計算行業一個公平的競爭環境。OPCUA采用了業界標準的Web服務，這是首選的方法為系統所有網絡設備的通信和交互。萬維網聯盟(W3C)定義了一個Web服務設計的軟件系統，支持通過網絡互操作的機器對機器的交互。“這正是自動化系統的任務。OPCUA的面料被并入控制器，例如，PLCopen的OPCUA功能塊是IEC61131-3標準，封裝映射的IEC61131-3軟件模型的OPCUA信息模型的擴展。基于OPCUA服務器提供了一種標準的方式控制器包括控制器，人機界面，MES，LIMS，ERP和其他系統的OPCUA客戶端公開數據。

　　面板免費安裝

　　我們的目標是消除控制柜，并簡化布線。自動化產品設計理念，以消除需要設備安裝在機柜中開始，IP67和IP20I/O設備支持的工業網絡協議。一個完整的IEC61131-3控制器嵌入到IP67和IP20I/O模塊，零件的數量減少和消除柜是另一個例子。新趨勢更進一步控制器，驅動器，伺服電機，閥門，設備和HMI設備不需要安裝在面板上，從而降低了成本，簡化了安裝和降低維護勞動。

　　大數據-資訊杠桿

　　在自動化系統中的數據的量已經爆炸與監測實時數據更廣一些。工具來分析這些大的大數據集的出現，將用于提高生產力和創新。這一趨勢的加速器是更強大的低成本電腦，無線傳感器，軟件和分析軟件。成本較低的計算能力已經能夠使用先進的分析軟件的操作和提高生產力。這打開了一扇大門，為企業找到更多的方法來分析，以提高效率。預測性維護是一個很好的例子，用來預測在問題發生之前，從而避免生產中斷的分析。除了降低停機時間，這也最大限度地利用熟練的維修人員，誰是供不應求。越來越多的用戶和供應商已超越軟件的儀表板使用的功率計算，以創建先進的控制和自動化。此外，先進的分析可以大大提高決策改進和完善的制造工藝。

　　改造和升級

　　改造和升級的機會是巨大的，將持續數年。AR[FS:PAGE]C咨詢集團估計，$65十億價值的過程自動化系統已接近其使用壽命結束。至少為22億美元，這些系統安裝在北美地區，其中大部分是20歲以上。在美國和歐洲制造商更容易保持現有的系統和增加新的特性和功能，以節省資金。幾乎所有的自動化供應商有一個布線系統則提供了一個軟件轉換程序，將客戶從舊系統到新的，保留現有的傳感器接線。在離開系統和錨桿支護新的功能，許多用戶看到更多的價值。在這些舊系統的頂端附加軟件是用來增加資產的管理，先進控制等功能。網關已成為非常受歡迎的底端到現有的系統增加新的控制器，傳感器和無線傳感器。生活的I/O硬件，控制器和傳感器的舊系統被證明是遠遠超過壽命為10年，最初的設想。在許多情況下，投資于新的，更高效的機器更換舊的生產設備自動化系統更換更高效的投資比。

　　遠程監控

　　遠程監控繼續增長，改進和精致的硬件和軟件工具。遠程監控功能，使萎縮的自動化和控制專家，以幫助解決工廠的問題，沒有旅行的需要，將繼續變得更加強大。這些工具可以讓專家為他們服務在工廠的現場規則為基礎的系統，他們的知識制度化。那里是一個嚴重缺乏的知識，經驗和技能的人，這種能力將在有經驗的人，有一個萎縮的發達國家和發展中國家的增長。手機技術的不斷提高，正在被越來越經常實施遠程監控，因為它是現成的，易于部署。將手機和短信技術的控制器將增長到支持這一趨勢。這方面的發展將繼續利用技術，包括互聯網，云計算，基礎軟件的規則，IP視頻和音頻通信。

　　信息安全

　　將開發更先進的方法，軟件和硬件，以保護自動化，控制和SCADA系統的網絡安全攻擊。網絡安全已經討論了相當長的一段時間，但它似乎是一個問題，不來的最前沿，直到有重大的災害，如沙特阿美Stuxnet蠕蟲的攻擊消滅了30,000個計算機系統在2012年8月。很可能會有更成功的攻擊，將激勵為提高工業自動化系統網絡安全的未來。“大游戲”在我看來還沒有開始，對手是剛剛開始學習，戳和收集數據。回首經典軍事斗爭的歷史獲獎者在他們的對手之前發動重大攻擊的防御，通常能獲得良好的偵察和探測。進一步承載著戰爭的比喻，是典型的運動，許多戰斗。強化工業以太網網絡可能需要遷移到IPV6，包含了更強的安全性模型，Internet協議安全(IPsec)，每個IP數據包的通信會話，并在每個網絡連接的硬件加密方法進行加密。

　　一體機設計

　　的愿景有一個完整的系統的方法來設計產品，機器和生產線作為一個整體的過程中開始出現，并會加快。優化[FS:PAGE]，調試，增加產量，提高質量，降低成本的制造過程是建立一條生產線或單臺機器前，軟件設計和建模工具。機及相關自動化于一體的綜合軟件設計環境，設計，建模與仿真，具有巨大的能力。在這個過程中，工程師可以優化能源消耗最低完全機器自動化生成的控制器代碼。開放標準使連接建模軟件自動生成機器人，機床，PLC和其它工業控制器的控制器代碼。符合PLCopenXML交換標準，例如正在使用的模擬和建模軟件廠商自動生成控制器程序。這些技術的采用，使企業的競爭的優勢，降低成本和風險。為了充分利用這種方法，傳統的筒倉公司必須協同工作。

　　機器人

　　在更廣泛的行業正在加速機器人的使用成本更低，更靈活的機器人。“智能”機器人可以創建集成的機器人視覺系統將識別軟件。此外，機器人變得更簡單的計劃，包括為用戶教機器人執行任務的能力。早在去年，國際機器人聯合會的報告，2011年機器人銷售增長了38％，為一年錄得有史以來的最高水平。最重要的國家是中國，美國和德國的增長39％和51％之間的增長率。兩個最大的市場仍然是日本，其次是韓國。汽車，食品和飲料，金屬，機械等行業增長高于平均水平的機器人訂單。機器人允許制造商提高了生產效率，可靠性和質量目標的實現。在安全性，靈活性，準確性和易用性的改進，以較低的成本，加速通過。

　　剛剛過去的2012年，發展天然氣分布式能源成為業內熱議的話題，據了解，發展天然氣分布式能源除要解決并網問題外，實現我國自主研制燃氣輪機也是關鍵一步。

　　燃氣輪機掣肘天然氣分布式能源

　　天然氣分布式能源高效、節能、環保，目前許多發達國家已將分布式能源綜合利用效率提高到90%以上。《關于發展天然氣分布式能源的指導意見》指出，天然氣分布式能源在國際上發展迅速，但我國天然氣分布式能源尚處于起步階段。推動天然氣分布式能源，具有重要的現實意義和戰略意義。2012年，國家相關部門又公布了首批4個天然氣分布式能源示范項目名錄。目前，4個示范項目正在穩步推進。而根據相關規劃，“十二五”期間我國擬建1000個天然氣分布式能源項目。

　　由于“西氣東輸”、“西電東送”和沿海經濟發達地區能源結構調整，以分布式能源發展的需要，一個全新的以燃氣輪機做動力源的發電設備市場開始出現。

　　發展天然氣分布式能源除了加強低壓配電網信息化控制、微網智能管理與控制系統等微網關鍵技術研究，盡快突破微電網自愈控制、智能互動用電與需求響應等技術外，還必須加快燃氣輪機[FS:PAGE]關鍵技術研發，盡快突破燃氣輪機熱部件和聯合循環運行控制技術等核心技術。

　　中國工程院院士蔣洪德表示，開發熱效率高、潔凈無塵、造價低廉的發電技術是當務之急，燃氣輪機將是未來潔凈高效能源系統的核心動力設備。燃氣輪機聯合循環（ＧＴＣＣ）將燃氣輪機單循環及蒸汽輪機單循環結合在一起，造價低，啟動迅速，運行靈活。ＧＴＣＣ正以其獨特的優勢成為當代最先進的商業化火力發電技術。

　　技術難度大需形成研發合力

　　由于燃氣輪機電站技術先進、效率高、污染少等特點，發達國家上世紀80年代以來大力發展大功率燃氣輪機-蒸汽輪機聯合循環電廠。而燃氣輪機發電技術在我國興起卻是近十幾年的事。

　　燃氣輪機被公認為世界上最難制造的機械裝備，又稱制造業“皇冠上的明珠”。

　　說起燃氣輪機的制造難度，業內人士給記者舉了個最簡單的例子：傳統的火力發電所使用的汽輪機，工作溫度一般是幾百攝氏度；而直接以天然氣為燃料的燃氣輪機，工作溫度都在1000攝氏度以上。如此高溫，尋常鋼鐵都要融化，而燃氣輪機葉片卻要保證能以每分鐘3000轉以上的速度工作。

　　業內人士指出，天然氣分布式能源的關鍵設備燃氣輪機，燃氣輪機成本占項目總投資的40%左右，要發展這個產業，必須從降低關鍵設備成本做起。目前，各企業及相關部門都在朝這個方向努力。

　　2012年，黑龍江省出臺了《重點產業發展“十二五”規劃》，提出以哈爾濱為重點，加快重型和中小型燃氣輪機總裝、整機實驗和配套設備平臺建設，建成國內唯一的全系列燃氣輪機研制生產基地，保持黑龍江燃氣輪機裝備在國內的領先地位。

　　去年7月，上海市與清華大學簽署《關于開展燃氣輪機領域戰略合作的框架協議》，雙方就深入貫徹落實國家戰略，建立跨區域產學研用相結合的產業化體系達成共識，明確將重型燃機、輕型燃機和微型燃機并舉；在燃氣輪機人才培養、基礎研究、產品設計、部件試驗、材料與工藝、整機產品制造及驗證、示范工程等全產業鏈進行合作；在承擔國家重大任務、燃氣輪機基礎技術研究、關鍵技術攻關、試驗資源共享和建設、民船燃氣輪機研究、專業技術人才交流培養等方面開展深入合作。

　　國產化開始步入快車道

　　燃氣輪機的研制技術一直被美國通用、日本三菱、德國西門子和法國阿爾斯通等跨國巨頭壟斷。我國的燃氣輪機制造業始于上世紀五十年代，六十至七十年代各汽輪機廠都曾研制生產過燃氣輪機。但隨著國家能源結構調整，天然氣供應不足，燃氣輪機研制[FS:PAGE]在逐步失去市場。30年的斷層讓我國燃氣輪機技術錯過了國外高速發展的時期，迅速與國際水平拉大了差距。近10年來，隨著國家能源戰略的調整，燃氣輪機才重新步入發展的快車道。

　　本世紀初，我國開始建設燃氣輪機聯合循環電站，通過投入6億美元招標引進23臺重型燃氣輪機及其制造技術，并采取以市場換技術的方式，走上逐步實現燃氣輪機國產化之路。

　　燃氣輪機不僅僅用于發電，在整個能源領域也是無處不在，中國必須要發展自己的燃氣輪機制造業。“十二五”期間，中國一定要在燃氣輪機上有重大的突破。

　　目前，要正確定位現階段我國燃氣輪機的發展水平，從國家層面上制定整體計劃，明確目標、任務和進度；制定正確的技術路線，整合全國力量，分工協作；建立共性技術平臺，實現資源共享；以大型企業為依托，產學研相結合；建立相應的中試基地，并實現資金配套；加緊燃氣輪機專業人才的培養，建立一支穩定的人才隊伍。

　　隨著我國機床工業自動化產業的發展，機床產業結構升級和技術進步已取得了較大的發展，這也為我國加速實現依靠技術進步和可持續發展的新型工業化道路轉變。但是，機床制造業是我國高端裝備制造業的重要體現，隨著機床產業對產品生產精密度及效率要求的提升，我國機床行業當前急需通過對數量龐大的普通機床數控化改造相契合。

　　數控機床改造的市場前景

　　近幾年，我國機床行業經濟增長迅速，生產機床的數控化率有所提升。但是我國有各類普通機床400多萬臺，其中有1/4的機床是超過30年役齡的，這些機床已無改造價值，需淘汰更新，剩余約七成的機床是可進行數控化改造。對眾多臺普通機床實施改造和更新，可形成上千億的更新市場需求，對保持經濟增長可發揮一定的作用。所以，數控化改造工程可形成數千億元的工業增加值。

　　提高數控機床的安全水平

　　目前，我國所使用的機床中絕大多數是普通機床。普通機床數量龐大，安全問題凸顯。所以，安全問題成為制約其發展的一大阻礙。增加安全性能，提高機床本質安全水平，解決數控化程度較低、人員傷害事故頻發、安全水平較低、生產效率不高的問題。

　　普通機床完成數控化改造后，可大幅提高機床的加工效率和自動化、智能化程度。降低了操作者接觸危險部位的可能性；操作系統和操作界面越來越符合人機工程學的要求，可有效減少操作者的失誤率，減少因失誤產生的事故。機床經數控化改造后，安全性能得到明顯改善，事故率顯著降低，將帶來巨大的安全效益。

　[FS:PAGE]　減少機床成本，提高加工效率

　　普通機床數控化改造與購置新機床相比，特別是大型、特殊機床尤其明顯。一般大型機床改造，只需新機床購置費用的1/3.在節約成本的同時，數控化改造還可以節省因全部更新而造成相應的能源消耗和污染排放。

　　根據以往改造經驗，普通機床數控化改造后，機床效率明顯提高。原來一臺機床需要一個人控制，改造后一個工人可以同時操控兩臺機床。同時，機床經改造后加工精度大幅提高，由人為失誤造成的廢品率顯著降低。而且，降低了工人的勞動強度，節省了勞動力，縮短了新產品試制周期和生產周期，給企業帶來巨大的經濟效益。

　　從國外成熟經驗來看，再制造是數控機床再次利用的最有效辦法。數控機床改造就是運用技術創新與技術改造相結合，改造傳統產業與發展新興產業相結合，突出重點與全面提升相結合，并將促進安全生產作為技術改造的重點任務。在中國，再制造領域可謂剛剛興起，市場巨大。

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