1定义
工业控制机系统一般是指对工业生产过程及其机电设备、工艺装备进行测量与控制的自动化技术工具(包括自动测量仪表、控制装置)的总称。但这里所指的工控机系统主要指计算机控制系统,即用于工业控制的计算机系统设备(包括软件、硬件设备),不包括传感器、检测仪表和执行机构。
2分类
工控机系统产品一般可分成下列几类:
2.1 可编程序控制器(PLC)
按功能及规模可分为大型PLC(输入输出点数>1024),中型PLC(输入输出点数256~1024)及小型PLC(输入输出点数<256点)。
2.2 分布式控制系统(DCS)
又称集散控制系统,按功能及规模亦可分为多级分层分布式控制系统、中小型分布式控制系统、两级分布式控制系统。
2.3 工业PC机
能适合工业恶劣环境的PC机,配有各种过程输入输出接口板组成工控机。近年又出现了PCI总线工控机。
2.4 嵌入式计算机及OEM产品,包括PID调节器及控制器
2.5 机电设备数控系统(CNC,FMS,CAM)
2.6 现场总线控制系统(FCS)
三、国外市场概况
美国Frost&Sulliva公司的报告指出:2000年PLC销售额为76亿美元,占工业控制机系统市场的50%;DCS为41亿美元;占27%;工业PC机21.3亿美元;占14%;PID调节器为13.7亿美元;占9%。根据该报告,PLC在工业控制机系统市场中仍占主要地位,并将继续保持上升的势头。
1. 可编程序控制器(PLC)
目前,全世界约有PLC生产厂家约200家,生产300多个品种。全球PLC发运件数预计1998年为1456万件,1999年为1620万件,2000年达1778万件。
在1995年发运的PLC中,按最终用户分:汽车占23%,粮食加工占16.4%;化学/制药占14.6%;金属/矿山占11.5%;纸浆/造纸占11.3%;其它占23.6%。
2. 分布式控制系统(DCS)
1997年销售额为45亿美元。主要生产厂家集中在美、日、德等国,如美国Honeywell、Foxboro、Westing House、Bailey;日本横河、日立、山武霍纳威尔;德国Siemens及ABB公司、EURO公司等。
3. 工业PC机
工业PC机是在个人计算机(PC机)的基础上,经过改进并配上相应的工业用软件而成。目前世界上有数百个厂家在生产和推广。由于工业PC机具有良好的开放性,能降低控制系统的成本,且具备良好的安全性、灵活性和可联网性,并简化了维护和培训,因此发展很快。
COMPACT PCI工控机 作为工业PC机中的一个大类,其特点为外部紧固,耐冲击和振动; 具有容错式工业标准电源;高可靠性,高性能; 具有带电插拔能力;前端走线方式; 开放式架构,具有升级扩展功能。
4. PID调节器
自80年代以来,PID调节器与PLC的梯形逻辑并行处理;到80年代末,通用的PID回路已成为标准功能,如A-B、MODICON、SIEMENS等公司的PLC也都具有PID回路功能,有的是PID模块,有的是软件功能块,由PLC本身的微处理器执行。1996年的PID调节器市场可达11.5亿美元。
5. 现场总线控制系统(FCS)
80年代起出现了智能化的现场仪表,可以对量程和零点进行远方设定,具有仪表工作状态自诊断功能,能进行多参数测量和对环境影响的自动补偿等,它们要求与上层系统实现数字通信,在市场对现场仪表智能化以及全数字化控制系统的需求驱动下产生了高级网络──现场总线技术。
智能化现场仪表的迅速发展,促进了现场总线标准的制订。不同国家、不同厂商纷纷组成集团发表各自的现场总线标准,主要有HART(可寻址远程传感器数据通路)、ProfiBUS(过程现场总线)、CAN(控制局域网络)、LonWork(局部操作网络)以及ISPFIP和SP50等。1994年9月成立了FF(FieldBUS Fundation)组织,国 际上著名的仪表公司都参加了该组织,并与IEC在现场总线标准的技术问题上取得了一致意见。
据FF的定义,现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络,它是计算机技术、通信技术和控制技术高度综合与集成的产物,是FCS的核心。目前,全世界用于工业网络的总线系统已安装的节点数超过1165万个节点。
四、国内市场发展现状分析
1.总体市场规模
1983年工业控制计算机被列入国家计算机系列型谱及发展规划。目前,我国工业控制计算机(包括工业控制计算机系统,分散型工业控制计算机系统、工业控制功能模块系列、自动测试系统和数控、程控装置五大系列)技术、产业和应用都有了很大的发展,我国工控机行业已经形成。
我国工控机系统的发展,大多是在引进成套设备的同时,也相继引进了各种工控机系统,并开始自己设计控制系统和装置,然后进行消化吸收,进行二次开发和应用;也有的是引进技术与外商合作合资组装生产国外产品并逐步实现国产化。
目前我国工控机市场规模为95~127亿元人民币,其中工业PC机及板卡25~30亿元;嵌入式计算机(含控制器)15~20亿元;PLC规模是15~17亿元;DCS系统15~20亿元;数控系统15~20亿元;进口机电设备配套控制设备约20亿元。
本次调查中,生产PLC的厂家占30.43%;生产工业PC机的占21.74%;生产DCS的占17.39%;FCS占8.7%;其它(自动化仪表、模块)为21.74%。
2.可编程序控制器(PLC)
目前,我国的PLC生产有一定的发展,小型PLC的有些品种已批量生产,中型PLC已有产品,大型PLC已开始研制,有的产品不仅供应国内市场,而且还有出口。PLC主要用在各种炉窑、机床、机械、冶金、各种生产线、铁路、水处理设备等等。
国内PLC形成产品化生产的企业约30多家,年产量超过1000台的不到10家。主要生产单位有:苏州机床电器厂、上海香岛机电制造有限公司、机械部北京机械工业自动化所、江苏嘉华实业有限公司、苏州电子计算机厂、杭州机床电器厂、辽宁无线电二厂等。国内产品市场占有率不超过10%。
1996年销售约9万台套,其中进口8万台套(用汇1.2亿美元),总计约合人民币15亿元。
本次调查中,应用Siemens产品的用户占20.83%,Modicon、A-B、OMRON用户各占14.58%;三菱公司用户占8.33%;GE占6.25%;富士占4.17%;其它(日立、光洋、东芝、NEC、三星、B&R、利玛(机械部北京机械工业自动化所电子工厂)和嘉华各占2.08%。
从抽样调查结果看,用户选用PLC产品仍以国外产品为主,并以SIEMENS、MODICON、A-B公司、OMRON、GE公司和三菱等产品为多。 |