工廠自動化技術(shù)及其應用課件

工廠自動化技術(shù)及其應用中科院沈陽自動化研究所14一月2023

匯報提綱一、中國科學院沈陽自動化研究所簡介二、工廠自動化的技術(shù)體系三、相關(guān)單元技術(shù)及典型應用介紹四、合作建議中國科學院沈陽自動化研究所簡介目前：主要從事機器人、工業(yè)自動化、光電信息處理技術(shù)的研究開發(fā)在編職工500多人，工程院院士2人在學研究生300人研究所發(fā)展基本情況1958年建所機器人技術(shù)國家工程研究中心機器人學國家重點實驗室中國科學院光電信息技術(shù)重點實驗室中國科學院工業(yè)信息技術(shù)重點實驗室科技部高技術(shù)成果轉(zhuǎn)化產(chǎn)業(yè)化基地國家先進制造技術(shù)R&D的重要基地研究所發(fā)展基本情況機器人學實驗室水下機器人研究室光電信息研究室現(xiàn)代裝備研究室自動化系統(tǒng)研究室工業(yè)信息學研究室高技術(shù)攻關(guān)應用示范研究與探索高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化新松機器人等所投資公司事業(yè)法人研究開發(fā)實體創(chuàng)新結(jié)構(gòu)布局：“兩個實體、四個層次”企業(yè)法人產(chǎn)業(yè)化實體制造:

制造技術(shù):

Longman詞典對“制造解釋為：“通過機器進行(產(chǎn)品)制作或生產(chǎn)，特別是適用于大批量”國際生產(chǎn)工程學會（1990年）：制造是一個涉及制造工業(yè)中產(chǎn)品設(shè)計、物料選擇、生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)過程、質(zhì)量保證、經(jīng)營管理、市場銷售和服務的一系列相關(guān)活動和工作的總稱。把原材料變成產(chǎn)品，所采用的一系列技術(shù)的統(tǒng)稱。先進制造技術(shù)(AMT)，是傳統(tǒng)制造技術(shù)不斷吸收機械、電子、信息、材料、能源以及現(xiàn)代化管理等領(lǐng)域的成果，將其綜合應用于產(chǎn)品生產(chǎn)、設(shè)計、制造、檢測、管理和售后服務全過程的結(jié)果。它是制造技術(shù)的最新發(fā)展階段，是制造技術(shù)與現(xiàn)代高新技術(shù)結(jié)合而產(chǎn)生的完整的技術(shù)群。

二、工廠自動化的技術(shù)體系

二、工廠自動化的技術(shù)體系

制造產(chǎn)品其本身的創(chuàng)新設(shè)計能力，即產(chǎn)品的競爭能力(制造->創(chuàng)造)現(xiàn)有產(chǎn)品的改進新產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)產(chǎn)品的制造能力和管理水平，即制造產(chǎn)品的敏捷能力

(制造->智造)

幾個層面:

制造單機設(shè)備層

制造設(shè)備本身能力的提升(智能化)

生產(chǎn)線/制造系統(tǒng)

制造/檢測/物流設(shè)備構(gòu)成的系統(tǒng)（成套化和數(shù)字化）

制造過程管理

制造執(zhí)行過程的高效運行和過程改進（可視化和可控化）

企業(yè)資源管理

企業(yè)運作的科學化和業(yè)務流程的優(yōu)化企業(yè)競爭優(yōu)勢的兩個關(guān)鍵：先進制造技術(shù)的應用給企業(yè)賦予了新的特征:

信息時代的現(xiàn)代制造企業(yè)將是一個全面集成的數(shù)字化企業(yè)

。管理數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計數(shù)字化生產(chǎn)過程數(shù)字化制造裝備數(shù)字化企業(yè)數(shù)字化以CIMS為核心的數(shù)字化企業(yè)思想得到企業(yè)的認同，并將其作為信息化建設(shè)的目標。

二、工廠自動化的技術(shù)體系

制造裝備PCS/NCSMES

二、工廠自動化的技術(shù)體系

工廠自動化技術(shù)是先進制造技術(shù)的重要組成部分

ERP制造業(yè)信息化工廠自動化制造能力和管理水平三、相關(guān)單單元技術(shù)及及典型應用用介紹1、制造執(zhí)行行系統(tǒng)技術(shù)術(shù)（MES）2、網(wǎng)絡(luò)化控控制技術(shù)3、專用裝備備技術(shù)1270年代末傳統(tǒng)T-MES階段：單一功能的的車間級應應用專用Point-MESNext-GenerationMES:-2004年協(xié)同制造造執(zhí)行系統(tǒng)統(tǒng)C-MES概念-具有開放式式、客戶化化、可配置置、可伸縮縮等特性的的新型體系系結(jié)構(gòu)-智能性-WEB技術(shù)80年代中期90年代初~2000年2004年~可集成I-MES階段:-1990年AMRMES概念-1992年MESA成立-1997年MES白皮書-2000年ISA95系列標準具有客戶化化、可重構(gòu)構(gòu)、可擴展展和互操作作等特性發(fā)展階段:3.1制造執(zhí)行系系統(tǒng)(MES)技術(shù)MES匯集了車間間中用以管管理和優(yōu)化化從定單下下達到生產(chǎn)產(chǎn)完成全過過程中的所所有活動的的硬件或軟軟件組件，，通過控制制和利用準準確的制造造信息，對對車間生產(chǎn)產(chǎn)活動中的的實時事件件做出快速速響應，同同時向企業(yè)業(yè)決策支持持過程提供供相關(guān)生產(chǎn)產(chǎn)活動的重重要信息。。定義:ManufacturingExecutionSystemAssociation，MESA制造執(zhí)行系系統(tǒng)（ManufacturingExecutionSystem,MES）是一種面面向車間層層的生產(chǎn)管管理和優(yōu)化化運行技術(shù)術(shù)；是位位于企業(yè)上上層生產(chǎn)計計劃和底層層工業(yè)控制制之間、面面向車間層層的管理信信息系統(tǒng)。。3.1制造執(zhí)行系系統(tǒng)(MES)技術(shù)MES在整個企業(yè)業(yè)信息集成成系統(tǒng)中承承上啟下，，是生產(chǎn)活活動與管理理活動信息息溝通的橋梁。MES采集從接受受訂貨到制制成最終產(chǎn)產(chǎn)品全過程程的各種數(shù)數(shù)據(jù)和狀態(tài)態(tài)信息，目目的在于優(yōu)化和改善善制造活動動。它強調(diào)是是當前視角角，即精確的實時時數(shù)據(jù)。從對實時的要求求而言，如果果說控制層層要求的實實時的時間間系數(shù)為1，那么,MES的時間系數(shù)數(shù)為10,ERP的時間系數(shù)數(shù)為100可控性可視性MES特征:3.1制造執(zhí)行系系統(tǒng)(MES)技術(shù)功能模型:MESAO/DSDPRA&CDCPT&GPALMMMPMQMDC&A資源分配及及控制RA&C生產(chǎn)作業(yè)計計劃O/DS生產(chǎn)調(diào)度DP質(zhì)量管理QM生產(chǎn)過程管管理PM文檔控制DC數(shù)據(jù)采集DC&A勞動力管理理LM設(shè)備維護管管理MM產(chǎn)品跟蹤與與追溯PT&G性能分析PASCMService/RepairAPSERPCRMPCSPLMPDM/CMC3.1制造造執(zhí)執(zhí)行行系系統(tǒng)統(tǒng)(MES)技術(shù)術(shù)MES標準準的的進進展展:ANSI/ISA-95標準準----企業(yè)業(yè)與與控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)集集成成標標準準（1），企業(yè)業(yè)-控制制系系統(tǒng)統(tǒng)集集成成，，第第一一部部分分：：模模型型和和術(shù)術(shù)語語；；包括括標標準準的的術(shù)術(shù)語語和和對對象象模模型型(信息息交交換換)(ApprovedJuly15,2000;2010:IEC/ISO62264-1;GB/T20720.1)（2），企業(yè)業(yè)-控制制系系統(tǒng)統(tǒng)集集成成，，第第二二部部分分：：對對象象模模型型屬屬性性；；由第第一一部部分分中中的的定定義義的的每每一一個個對對象象的的屬屬性性組組成成。。(ApprovedOctober17,2001;2010:IEC/ISO62264-2;GB/T20720.2)（3），企業(yè)業(yè)-控制制系系統(tǒng)統(tǒng)集集成成，，第第三三部部分分：：制制造造過程程管理理活動動模型型；；集中中在在第第三三層層（（生生產(chǎn)產(chǎn)/MES層））上上的的功功能能和和活活動動。。(ApprovedJune6,2005;2010:IEC/ISO62264-3;GB/T20720.3)（4），第四四部部分分：：定義義制制造造運運作作管管理理對對象象模模型型屬屬性性（制制定定中中））（5），第五五部部分分：：定定義義商商業(yè)業(yè)系系統(tǒng)統(tǒng)和和制制造造業(yè)業(yè)之之間間信信息息交交易易(ApprovedJanuary10,2007)3.1制造造執(zhí)執(zhí)行行系系統(tǒng)統(tǒng)(MES)技術(shù)術(shù)來源源:美國國LogicaMESCentreofExcellence公司司的的MESProductSurvey2007/2008報告告國外外MES行業(yè)業(yè)分分布布:1電子子2汽車車3食品品&飲料料4機械械&工具具5制藥藥6半導導體體7塑料料&橡膠膠3.1制造造執(zhí)執(zhí)行行系系統(tǒng)統(tǒng)(MES)技術(shù)術(shù)國內(nèi)內(nèi)的的MES應用用集集中中在在冶冶金金、、石石化化、、汽汽車車、、煙煙草草和和電電子子等等幾幾大大行行業(yè)業(yè)。。冶冶金金、、石石化化、、汽汽車車等等為為國國內(nèi)內(nèi)較較早早開開始始信信息息化化建建設(shè)設(shè)的的行行業(yè)業(yè)，，輕輕工工、、紡紡織織等等行行業(yè)業(yè)啟啟動動則則較較晚晚。。流程程/混合合流流程程行行業(yè)業(yè)應應用用要要好好于于離離散散行行業(yè)業(yè)我國國已已經(jīng)經(jīng)應應用用和和正正在在建建設(shè)設(shè)MES的鋼鋼鐵鐵企企業(yè)業(yè)共共有有30多家家，，他他們們的的鋼鋼鐵鐵產(chǎn)產(chǎn)量量占占全全國國鋼鋼鐵鐵總總產(chǎn)產(chǎn)量量的的50%以上上。。煙草草行行業(yè)業(yè)大大約約有有1/3左右右的的生生產(chǎn)產(chǎn)廠廠已已經(jīng)經(jīng)實實施施了了MES系統(tǒng)統(tǒng)。。國內(nèi)內(nèi)MES行業(yè)業(yè)分分布布:3.1制造造執(zhí)執(zhí)行行系系統(tǒng)統(tǒng)(MES)技術(shù)術(shù)MESA調(diào)查查分分析析結(jié)結(jié)果果：：生產(chǎn)產(chǎn)周周期期縮縮短短45%；數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)輸輸入入時時間間縮縮短短75%；在制制品品減減少少24%；文文書書工工作作減減少少61%；交貨期期縮短短27%；不不合合格產(chǎn)產(chǎn)品降降低18%；文書丟丟失減減少56%。MES給企業(yè)業(yè)帶來來的效效益3.1制造執(zhí)執(zhí)行系系統(tǒng)(MES)技術(shù)3.1制造執(zhí)執(zhí)行系系統(tǒng)(MES)技術(shù)MES相關(guān)技技術(shù)：：制造執(zhí)執(zhí)行系系統(tǒng)平平臺與與集成成技術(shù)術(shù)基于MES標準的的制造造過程程建模模技術(shù)術(shù)數(shù)據(jù)采采集與與過程程跟蹤蹤技術(shù)術(shù)產(chǎn)品質(zhì)質(zhì)量診診斷/控制/調(diào)整技技術(shù)（（SPCDA）不同生生產(chǎn)類類型的的高級級排產(chǎn)產(chǎn)與調(diào)調(diào)度技技術(shù)（（APS）設(shè)備故故障診診斷與與預防防性維維護技技術(shù)制造系系統(tǒng)性性能評評價技術(shù)…自主研研發(fā)了了MES開發(fā)與與運行行平臺臺：MessageBusDBManagerDataReaderDataWriterAlarmSPCGateWayMES應用套件生產(chǎn)管理過程跟蹤建模工具工廠模型產(chǎn)品模型事件模型執(zhí)行模型異構(gòu)數(shù)據(jù)源適配器實時歷史庫OPCRS232……質(zhì)量管理產(chǎn)品管理效率分析CalculationMgrMES企業(yè)集成連接器ERPCRMInfoPublishEngine……DataMiningEngineMES信息門戶持久存儲SQLServer2005SDK核心服務3.1制造執(zhí)執(zhí)行系系統(tǒng)(MES)技術(shù)3.1制造執(zhí)執(zhí)行系系統(tǒng)(MES)技術(shù)制造過過程建建模方方法與與可視視化技技術(shù)：：產(chǎn)品模模型-工廠模模型關(guān)關(guān)聯(lián)執(zhí)行模模型-工廠模模型關(guān)關(guān)聯(lián)執(zhí)行模模型-產(chǎn)品模模型關(guān)關(guān)聯(lián)生產(chǎn)線線參數(shù)工位車間制造過過程建建模方方法與與可視視化技技術(shù)：：3.1制造執(zhí)執(zhí)行系系統(tǒng)(MES)技術(shù)工廠模模型：：生產(chǎn)產(chǎn)線/工藝段段/設(shè)備實現(xiàn)工工藝段段與質(zhì)質(zhì)量檢檢測點點和保保證工工藝參參數(shù)的的設(shè)備備及控控制變變量的的關(guān)聯(lián)聯(lián)實現(xiàn)生生產(chǎn)線線/設(shè)備模模型與與狀態(tài)態(tài)信息息和生生產(chǎn)信信息的的關(guān)聯(lián)聯(lián)①②間隙測測量及及墊片片自動動選裝裝系統(tǒng)統(tǒng)帶鈕距距傳感感器的的電動動擰緊緊工具具帶位移移和壓壓力傳傳感器器的壓壓裝機機基于圖圖像的的自動動識別別系統(tǒng)統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)設(shè)備的的數(shù)據(jù)據(jù)采集集與集集成：：(可視化化)3.1制造執(zhí)執(zhí)行系系統(tǒng)(MES)技術(shù)變速箱箱綜合合性能能加載載試驗驗臺發(fā)動機機綜合合性能能試驗驗臺關(guān)鍵設(shè)設(shè)備的的數(shù)據(jù)據(jù)采集集與集集成：：(可視化化)3.1制造執(zhí)執(zhí)行系系統(tǒng)(MES)技術(shù)磁導航航帶RFID定位的的AGV物流小小車工業(yè)智智能打打標機機RFID托盤跟跟蹤手持PDA物料掃掃描關(guān)鍵設(shè)設(shè)備的的數(shù)據(jù)據(jù)采集集與集集成：：(可視化化)3.1制造執(zhí)執(zhí)行系系統(tǒng)(MES)技術(shù)防錯裝裝控制制產(chǎn)品A零件所所在料料位產(chǎn)品B零件所所在料料位產(chǎn)品A計劃執(zhí)執(zhí)行產(chǎn)品B計劃執(zhí)執(zhí)行MES應用系系統(tǒng)PLC利用料料架上上的指指示燈燈，指指示操操作者者獲取取正確確的物物料智能料料架工藝執(zhí)執(zhí)行、、質(zhì)量量、防錯漏漏等在線線控制制能力力(可控化化)3.1制造執(zhí)執(zhí)行系系統(tǒng)(MES)技術(shù)MES應用系系統(tǒng)產(chǎn)品A工藝產(chǎn)品B工藝產(chǎn)品A計劃執(zhí)執(zhí)行產(chǎn)品B計劃執(zhí)執(zhí)行PLC工位計計算機機壓機壓力超超過工工藝要要求產(chǎn)產(chǎn)生報報警提提示并并同時時控制制壓機機停止止動作作工藝執(zhí)執(zhí)行、、質(zhì)量量、防錯錯漏等等在線線控制制能力力(可控化化)3.1制造執(zhí)執(zhí)行系系統(tǒng)(MES)技術(shù)物料跟跟蹤示示例:PartAPartBPartC…分總成成APartMPartN…零件數(shù)量時間批次PartA105-08:450512011PartB205-08:450412013PartC105-08:450510001MES對分總成A的跟蹤記錄示意裝配者工人甲在制品A托盤/AGV總裝配配線報完工工零件數(shù)量時間批次PartM105-08:450512011PartN205-08:450412013分總成A105-08:450510001MES對在制品A的跟蹤記錄示意裝配者工人乙基于事事件&時間序序列的的制造造過程程跟蹤蹤和追追溯能能力(可控化化)3.1制造執(zhí)執(zhí)行系系統(tǒng)(MES)技術(shù)基于事事件和和時間間序列列的過過程跟跟蹤與與控制制模型型ERP計劃跟蹤過程工位料架人員離線質(zhì)量零件詳細排產(chǎn)總裝計劃總裝過程投料總裝開始總裝結(jié)束使用零件信息班組登錄壓機擰緊工具測試料架實際工藝參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)、人員操作品種\數(shù)量\供應商料架設(shè)備投料使用零件信息品種\數(shù)量\供應商分裝開始分裝結(jié)束分裝過程生產(chǎn)過程實際工藝參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)、人員操作實際工藝參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)、人員操作實際工藝參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)、人員操作時序質(zhì)量信息質(zhì)量信息3.1制造執(zhí)執(zhí)行系系統(tǒng)(MES)技術(shù)產(chǎn)品質(zhì)量故障原因查找生產(chǎn)線效率分析及生產(chǎn)節(jié)拍的改進根據(jù)跟蹤信息進行控制查找同該批次物料關(guān)聯(lián)的所有產(chǎn)品產(chǎn)品生產(chǎn)過程工藝參數(shù)查詢查找問題產(chǎn)品所用物料的批次查找問題產(chǎn)品相關(guān)的操作人員生產(chǎn)過程跟蹤基于事事件&時間序序列的的制造造過程程跟蹤蹤和追追溯能能力(可控化化)3.1制造執(zhí)執(zhí)行系系統(tǒng)(MES)技術(shù)物料配配送清清單及及批次次采集集基于事事件&時間序序列的的制造造過程跟跟蹤和和追溯溯能力力(可控化化)關(guān)鍵工工藝\測試數(shù)數(shù)據(jù)參參數(shù)柴油機機產(chǎn)品品的制制造過過程檔檔案：：(物料批批次、、試漏漏/擰緊/試車工工藝參參數(shù)、、人員員、操操作時時間)基于生生產(chǎn)過過程跟跟蹤模模型的的典型型應用用--朝陽柴柴油機機總裝裝MES系統(tǒng)3.1制造執(zhí)執(zhí)行系系統(tǒng)(MES)技術(shù)基于生生產(chǎn)過過程跟跟蹤模模型的的典型型應用用—宇通客客車MES系統(tǒng)基于事事件&時間序序列的的制造造過程程跟蹤蹤和追追溯能能力(可控化化)3.1制造執(zhí)執(zhí)行系系統(tǒng)(MES)技術(shù)基于事事件&時間序序列的的制造造過程跟跟蹤和和追溯溯能力力(可控化化)基于生生產(chǎn)過過程跟跟蹤模模型的的典型型應用用--宇通客客車MES系統(tǒng)3.1制造執(zhí)執(zhí)行系系統(tǒng)(MES)技術(shù)基于事事件&時間序序列的的制造造過程跟跟蹤和和追溯溯能力力(可控化化)基于生生產(chǎn)過過程跟跟蹤模模型的的典型型應用用--宇通客客車MES系統(tǒng)3.1制造執(zhí)執(zhí)行系系統(tǒng)(MES)技術(shù)瓶頸車車間的的調(diào)度度問題題(優(yōu)化)基于生生產(chǎn)過過程跟跟蹤模模型的的典型型應用用--宇通客客車MES系統(tǒng)3.1制造執(zhí)執(zhí)行系系統(tǒng)(MES)技術(shù)計劃排排產(chǎn)生生產(chǎn)周周期壓壓縮涂裝車車間現(xiàn)現(xiàn)平均均單車車實際際生產(chǎn)產(chǎn)周期期約55小時，，計劃劃排產(chǎn)產(chǎn)壓縮縮生產(chǎn)產(chǎn)周期期約10小時計劃排排產(chǎn)吊吊裝滿滿足率率由于計計劃排排產(chǎn)采采用依依據(jù)吊吊裝計計劃的的倒排排產(chǎn)算算法，，理論論上100%滿足吊吊裝。。計劃排排產(chǎn)設(shè)設(shè)備利利用率率現(xiàn)涂裝裝車間間設(shè)備備利用用率約約50%，詳細細計劃劃排產(chǎn)產(chǎn)提高高設(shè)備備利用用率到到約70%瓶頸車車間的的調(diào)度度問題題(優(yōu)化)3.1制造執(zhí)執(zhí)行系系統(tǒng)(MES)技術(shù)MES應用與與合作作：3.1制造執(zhí)執(zhí)行系系統(tǒng)(MES)技術(shù)汽車行業(yè)裝配生產(chǎn)線大同變速箱裝配生產(chǎn)線MES系統(tǒng)陜西FAST變速箱裝配生產(chǎn)線MES系統(tǒng)株洲歐格瑞變速器裝配試驗線MES系統(tǒng)東風朝陽柴油機總裝生產(chǎn)線MES系統(tǒng)浙江萬里揚變速箱裝配生產(chǎn)線MES系統(tǒng)鄭州宇通客車生產(chǎn)線MES系統(tǒng)行業(yè)應用離散加工企業(yè)沈陽第一機床廠MES系統(tǒng)長春55所柔性制造系統(tǒng)MES系統(tǒng)流程&混合流程鞍鋼冷軋薄板廠MES系統(tǒng)吉林煙草工業(yè)公司延吉卷煙廠制絲車間MES系統(tǒng)吉林煙草工業(yè)公司延吉卷煙廠廠級MES系統(tǒng)MES應用與與合作作：3.1制造執(zhí)執(zhí)行系系統(tǒng)(MES)技術(shù)國內(nèi)唯唯一GE智能平平臺高高級解解決方方案供供應商商國際聯(lián)聯(lián)合實實驗室室三、相相關(guān)單單元技技術(shù)及及典型型應用用介紹紹1、制造造執(zhí)行行系統(tǒng)統(tǒng)技術(shù)術(shù)（MES）2、網(wǎng)絡(luò)絡(luò)化控控制技技術(shù)3、專用用裝備備技術(shù)術(shù)3.2網(wǎng)絡(luò)化化控制制技術(shù)術(shù)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)(NetworkedControlSystem，NCS），即即網(wǎng)絡(luò)絡(luò)化的的控制系統(tǒng)，，又稱稱為控制網(wǎng)絡(luò)。。分布布式控制系統(tǒng)或或稱集集散控制系統(tǒng)（（DCS）、工工業(yè)以以太網(wǎng)網(wǎng)和現(xiàn)現(xiàn)場總線系統(tǒng)(FCS)都屬于于網(wǎng)絡(luò)絡(luò)控制系統(tǒng)。。這體體現(xiàn)了了控制系統(tǒng)正正向網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化化、集集成化化、分分布化化、節(jié)節(jié)點智智能化化的方方向發(fā)發(fā)展。。3.2網(wǎng)絡(luò)化化控制制技術(shù)術(shù)現(xiàn)場總總線技技術(shù)：：現(xiàn)場總線（Fieldbus）是一一種數(shù)數(shù)字化化的串串行雙雙向通通信系系統(tǒng)。。這一一技術(shù)術(shù)可將將所有有現(xiàn)場場設(shè)備備（傳感器器、變變送器器、執(zhí)執(zhí)行器器和數(shù)數(shù)據(jù)采采集模模板等）與與控制器用一一根電電纜（（光纜纜或無線）連接接在一一起，，形成成設(shè)備備及車車間級級的數(shù)數(shù)字化化通信信網(wǎng)絡(luò)絡(luò)，可可完成成現(xiàn)場場狀態(tài)態(tài)監(jiān)測測、控制、遠程程參數(shù)數(shù)化等等功能能。自動控制和顯示系統(tǒng)PLF現(xiàn)場總線車間現(xiàn)場設(shè)備減少連連線和和安裝裝傳統(tǒng)的4-20mA連線每臺設(shè)備需要一個安全柵和一對連線現(xiàn)場總線連線多臺設(shè)備共用一個安全柵和一根總線控制器控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場總線4-20mA輸入/輸出子系統(tǒng)I.S.I.S.I.S.I.S.控制器控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)3.2網(wǎng)絡(luò)化化控制制技術(shù)術(shù)現(xiàn)場總總線技技術(shù)優(yōu)優(yōu)點：：提高控控制功功能的的分散散性傳統(tǒng)型現(xiàn)場總線型有些控制和I/O功能可以轉(zhuǎn)移到現(xiàn)場儀表?？刂破骺刂葡到y(tǒng)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場總線4-20mA輸入/輸出子系統(tǒng)PIDPIDAI

AIAOAO控制器控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)3.2網(wǎng)絡(luò)化化控制制技術(shù)術(shù)現(xiàn)場總總線技技術(shù)優(yōu)優(yōu)點：：增加信信息的的交互互量傳統(tǒng)4-20mA單變量單向現(xiàn)場總線多變量雙向控制器控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場總線輸入/輸出子系統(tǒng)控制器控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)3.2網(wǎng)絡(luò)化化控制制技術(shù)術(shù)現(xiàn)場總總線技技術(shù)優(yōu)優(yōu)點：：擴大了了操作作視野野傳統(tǒng)4-20mA只能看到

I/O子系統(tǒng)現(xiàn)場總線視野可以擴展到現(xiàn)場儀表控制器控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場總線遠程輸入/輸出子系統(tǒng)控制器控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)3.2網(wǎng)絡(luò)化化控制制技術(shù)術(shù)現(xiàn)場總總線技技術(shù)優(yōu)優(yōu)點：：過程自自動化化（PA）FoundationFieldbusH1ProfibusPAHART工廠自自動化化（FA）DeviceNet/ControlNetProfibusDPCANopenModbus3.2網(wǎng)絡(luò)化化控制制技術(shù)術(shù)主流的的現(xiàn)場場總線線技術(shù)術(shù)：工業(yè)以以太網(wǎng)網(wǎng)(Ethernet)技術(shù)3.2網(wǎng)絡(luò)化化控制制技術(shù)術(shù)隨著計計算機機領(lǐng)域域的局局域通通信逐逐步被被以太太網(wǎng)壟壟斷，，過程程控制領(lǐng)域中中上層層的通通信也也逐步步統(tǒng)一一到以以太網(wǎng)網(wǎng)和快快速以以太網(wǎng)網(wǎng)。以以太網(wǎng)網(wǎng)被用用于網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)已已成為為一種種發(fā)展展趨勢勢；以太網(wǎng)網(wǎng)技術(shù)術(shù)具有數(shù)字式式互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)、互互操作作性、、開放放性和和高網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)性性能，是最符符合網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)現(xiàn)現(xiàn)場總線的特點，工業(yè)業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)成為現(xiàn)現(xiàn)場總總線技技術(shù)的的發(fā)展展方向向；現(xiàn)場總總線向向工業(yè)業(yè)以太太網(wǎng)方方向發(fā)發(fā)展FoundationFieldbus->HSE（HighSpeedEthernet）Profibus->PROFINETDeviceNet/ControlNet->EtherNet/IPModbus->ModbusIDAEPA（國內(nèi)內(nèi)自主主標準準）EthernetPOWERLINKEtherCATSERCOSIII要滿足足：實實時性性、確確定性性、可可靠性性工業(yè)業(yè)要求求工業(yè)以以太網(wǎng)網(wǎng)(Ethernet)技術(shù)3.2網(wǎng)絡(luò)化化控制制技術(shù)術(shù)工業(yè)無線技術(shù)3.2網(wǎng)絡(luò)化化控制制技術(shù)術(shù)非接觸傳傳輸，特特別適用用于惡劣環(huán)境境或振動動、高速速旋轉(zhuǎn)對對象的監(jiān)監(jiān)控降低安裝裝成本、、持續(xù)降降低運行行維護成成本更換方便便，便于于升級減少接插插件故障障，移動動自由且且不受限限制工廠測控控模式的的變革傳統(tǒng)認為為成本過過高，無無法大規(guī)規(guī)模部署署傳感器器進行監(jiān)監(jiān)測的應應用成為為可能。。工業(yè)無線技術(shù)3.2網(wǎng)絡(luò)化控控制技術(shù)術(shù)ARC預測：2010～2015年，工廠廠設(shè)備健健康維護護相關(guān)市市場將以以每年200％的速度度增長。。美國總統(tǒng)統(tǒng)科技顧顧問委員員會在““面向21世紀的聯(lián)聯(lián)邦能源源研究與與發(fā)展規(guī)規(guī)劃”中中指出：：工業(yè)無線線技術(shù)的的應用將將使工業(yè)業(yè)生產(chǎn)效效率提高高10％，并使使排放和和污染降降低25％。WirelessHART標準于2008年9月成為國國際標準準ISA100.11a標準于2009年4月正式發(fā)發(fā)布WIA-PA（國內(nèi)自自主標準準）標準準于2008年10月成為國國際標準準工業(yè)無線技術(shù)3.2網(wǎng)絡(luò)化控控制技術(shù)術(shù)工業(yè)無線技術(shù)3.2網(wǎng)絡(luò)化控控制技術(shù)術(shù)Emerson智能無線線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)產(chǎn)品(基于WirelessHART標準)工業(yè)無線技術(shù)3.2網(wǎng)絡(luò)化控控制技術(shù)術(shù)Honeywell無線產(chǎn)品品(基于ISA100.11a標準)工業(yè)自動動化儀表表方面：：國內(nèi)唯一一符合IEC61158協(xié)議標準準的低功功耗芯片片支持FFH1、ProfibusPA標準設(shè)備備開發(fā)在保持功功耗（60μA）低于同同類產(chǎn)品品指標的的前提下下內(nèi)嵌4KSRAM，能有效效簡化芯芯片用戶戶的開發(fā)發(fā)工作量量自主HART芯片HT1200M核心芯片片符合HART協(xié)議國際際標準，，低功耗耗和性能能指標完完全達到到國外同同類先進進產(chǎn)品水水平。通信芯片F(xiàn)BC0409通信芯片HT1200M3.2網(wǎng)絡(luò)化控控制技術(shù)術(shù)現(xiàn)場總線線智能儀儀表全套套解決方方案FF/HART/ProfibusPA現(xiàn)場總線線芯片F(xiàn)F/HART/ProfibusPA現(xiàn)場總線線協(xié)議FF/HART/ProfibusPA現(xiàn)場總線線通信卡卡/儀表圓卡卡FF/HART/ProfibusPA現(xiàn)場總線線控制應應用功能能塊工業(yè)自動動化儀表表方面3.2網(wǎng)絡(luò)化控控制技術(shù)術(shù)牽頭制定定工業(yè)無無線網(wǎng)絡(luò)絡(luò)國家標標準(WIA-PA)2008年10月成為IEC國際標準準3.2網(wǎng)絡(luò)化控控制技術(shù)術(shù)工業(yè)無線技術(shù)方面系統(tǒng)級模塊+協(xié)議級模塊級OEM裸模塊傳感器網(wǎng)絡(luò)硬件平臺OEM協(xié)議級模塊開發(fā)套件工具軟件儀表整機網(wǎng)關(guān)組態(tài)軟件服務技術(shù)咨詢技術(shù)服務技術(shù)開發(fā)3.2網(wǎng)絡(luò)化化控制制技術(shù)術(shù)工業(yè)無線技術(shù)方面3.2網(wǎng)絡(luò)化化控制制技術(shù)術(shù)工業(yè)無線技術(shù)方面壓力計計：中中科博博微公公司溫度計計：上海自自動化化儀表表所粉塵濃濃度傳傳感器器：川川儀公公司壓力變變送器器：偉偉岸測測儀閥門定定位器器：浙浙江中中控電磁流流量計計：北北京天天宇藍藍翔與國內(nèi)內(nèi)儀表表企業(yè)業(yè)密切切合作作，開開發(fā)出出10余種無無線智智能儀儀表樣樣機，，在企企業(yè)示示范應應用WIA—PA電機能能效在在線監(jiān)監(jiān)測系系統(tǒng)通過無無線方方式監(jiān)監(jiān)測電電機和和電爐爐的運運行狀狀態(tài)，，實現(xiàn)現(xiàn)節(jié)能能運行行及故故障預預測維維護3.2網(wǎng)絡(luò)化化控制制技術(shù)術(shù)工業(yè)無線技術(shù)方面智能電電網(wǎng)和和工業(yè)業(yè)無線線儀表表3.2網(wǎng)絡(luò)化化控制制技術(shù)術(shù)工業(yè)無線技術(shù)方面三、相相關(guān)單單元技技術(shù)及及典型型應用用介紹紹1、制造造執(zhí)行行系統(tǒng)統(tǒng)技術(shù)術(shù)（MES）2、網(wǎng)絡(luò)絡(luò)化控控制技技術(shù)3、專用用裝備備技術(shù)術(shù)1997年完成成國內(nèi)內(nèi)第一一臺全全自動動肋骨骨彎淬淬機床床電氣氣控制制系統(tǒng)統(tǒng)2001年和2002年先后后完成成了三三臺改改進型型肋骨骨彎淬淬機床床電氣氣控制制系統(tǒng)統(tǒng)曲率半半徑檢檢測和和閉環(huán)環(huán)控制制已申申請了了國家家專利利項目獲獲得了了中國國科學學院科科技進進步三三等獎獎3.3工業(yè)機機器人人與專專用裝裝備技技術(shù)典型實實例:全自動動肋骨骨彎淬淬機床床3.3工業(yè)機機器人人與專專用裝裝備技技術(shù)典型實實例:全自動動肋骨骨彎淬淬機床床采用先先進的的工業(yè)業(yè)PC、曲率率半徑徑和淬淬火溫溫度在在線檢檢測技技術(shù)，，實現(xiàn)現(xiàn)了肋肋骨加加熱、、淬火火、成成型的的全自自動化化控制制。主主要指指標：：彎制曲曲率半半徑：：1200mm-；曲率半半徑控控制精精度：：2mm淬火溫溫度：：800-1400℃；；控溫精精度：：5℃肋骨成成型原原理:其中：：q1為檢測測角；；L1為頂輪輪圓心心到線線圈平平面的的初始始距離離；r1為頂輪輪半徑徑；x為球柵柵尺檢檢測值值定位輪輪:根據(jù)鋼鋼料寬寬度決決定進進給位位移硬支撐撐輪:幾何位位置固固定成型輪輪:它的位位置對對應鋼鋼料成成型曲曲率半半徑加熱位位置:中頻加加熱鋼