中国工业自动化装备行业概述及规模
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工业自动化是机器设备或生产过程在不需要人工直接干预的情况下,按预期的目标实现测量、操纵等信息处理和过程控制的统称。工业自动化是现代工业的重要标志,工业企业通过自动化技术,可实现提高生产效率、提高产品质量、节省人力成本、降低消耗(原材料+能源)和确保安全等多重目的。
据中为咨询统计,企业对自动化系统的投入和效益提升的产出比通常达1:4-1:6之高。受益于经济的蓬勃发展和制造业升级趋势,在过去的十年内中国工业自动化市场以年均两位数的增速快速增长。2010年中国工业自动化市场规模已达943亿元。
按照应用的领域划分,工业自动化设备包括过程自动化和工厂自动化(制造自动化)两大板块。过程自动化是指采用由检测仪表、调节器、计算机等元件组成的过程控制系统,实现石油化工、冶金、造纸等工业中的流体或粉体处理自动化。组成过程自动化控制系统的设备包括:1)控制层面:工业计算机(IPC)、PLC(可编程逻辑控制器)和DCS(分布式控制器)等;2)检测层面:机器视觉、检测仪表等;3)执行层面:调节器(气动调节阀、闸板阀、球阀等)。工厂自动化则是针对离散工件,自动完成产品制造的全部或部分加工过程。
工厂自动化中使用的设备种类庞杂,我们将其划分为三个大类:
1、通用自动化装备
包括数控机床(CNC)、工业机器人和自动仓储设备等。通用自动化装备普遍应用于各类制造行业,功能以替代人工、提高生产精度和可靠性、提升效率为主。
2、自动装配检测生产线
可实现自动供料、自动装配、在线自动检验、自动打标包装等一系列装配流程的自动化,能够大幅节省人力、保证产品质量的稳定性,广泛应用于电子、电器、机械、汽车、食品饮料等行业。
3、专用设备自动化控制系统
应用于对各种电机拖动的工业专用设备(如造纸机械、纺织机械、注塑机、机床、风机等)的自动化控制,可实现调速控制、节能两种效果。按技术路线划分,工业自动化控制系统可分为变频控制和伺服控制两大类,两种方式在控制的精度和可靠性上存在差异,但均包括控制层、驱动层和执行层三个部分:
(1)控制层
与过程自动化系统类似,工控系统的控制层通常包括HMI(人机交互界面)和PLC/DCS/IPC,负责接受、处理、反馈信息,是工控系统的“大脑”;
(2)驱动层
为变频器或伺服驱动器,通过整流、逆变的方式改变电流工作频率,以调节电机的转速,是工控系统的“心脏”;
(3)执行层
变频控制的执行层为普通电机、阀门、气动部件等,伺服控制的执行层为伺服电机,负责完成动作的输出,是工控系统的“双手”。
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