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工业自动化不断从ICT中获得发展的灵感

工业自动化不断从ICT中获得发展的灵感,不断提高系统的安全性、可靠性、开放性、易用性,降低自动化系统在整个生命周期的运行成本。比如与因特网、Web技术、无线技术、云计算、物联网、
关键词: 工业自动化 ICT DCS PLC 传感器 云计算
时间:2013-10-25 23:49 来源:物联网在线 作者:华镕 点击:

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工业自动化不断从ICT中获得发展的灵感,不断提高系统的安全性、可靠性、开放性、易用性,降低自动化系统在整个生命周期的运行成本。比如与因特网、Web技术、无线技术、云计算物联网智能电网的融合,甚至利用智能手机、平板电脑、移动设备、社交媒体扩展应用领域。

工业仪器仪表与控制行业一直是创新的摇篮-在传感器、执行器以及它们的“缝隙”中,都是新产品的发源地,包括信号调理器、隔离器、模数/数模转换器、显示器、记录仪、控制器、变频器、调节器、定位器和阀门等。因为工业市场的专业性比较强,并且需要的数量比较小,所以产品的价格通常比较高,在其他市场上的应用也有限。

  很多自动化公司由于在某些特殊的应用上创新而知名。在成功的起步后,再扩展了他们的产品线,从而奠定了自己的市场份额,超越了初始狭窄的领域和地域。依靠创新的真正价值,以及创始人是否能够找到合适的职业经理人,是公司成长超越竞争对手的关键。

  自动化是一种很琐碎的业务,大牌的公司都有一大堆的产品,每种产品的出货量非常小,但通过累加后还是有相当大的数额。随着公司的发展,只有少数公司能够禀承创始人的创新理念。这个与克莱顿Ÿ克里斯蒂安(Clayton Christiansen)自己的书中所指出的那样,“创新者的两难选择,”创新不能容易被“管理。”

  几个重要的里程碑

  一个创新的例子是分布式控制系统(DCS),在上世纪70年代的初期,霍尼韦尔一个工程师团队完成一项多种创新综合的任务,即开发出世界上第一套DCS系统。这种产品具有当时国际商用机器公司(IBM)的大型机(mainframe)和数字设备公司(DEC)的小型计算机(mini-computer)的影子,在流程行业的大厂里得到广泛应用,通常安装在工厂的中控室中。这也创造了一个全新的产业,仅在几年之后,年销售额达到了1亿美元,这个行业也就由此开始,在世界范围内发展到几十亿美元的规模。但是发展的增速停滞,仅在中国、印度和发展中国家有所增长。

  另一个自动化产品也有了惊人的发展,发生在上世纪60年代末期,这就是可编程逻辑控制器(PLC)。这种突破性创新来自多产的发明家迪克Ÿ莫里(Dick Morley),他把第一批PLC中的一台放在史密索南(Smithsonian)展出。他当时为贝德福德公司(Bedford Associates)工作,后来为这个发明的商品化创建了一家公司,取名为莫迪康(Modicon),意为模块化数字控制。为这个创新同时做出贡献是在艾伦Ÿ布拉德利公司(Allen-Bradley,现在更名为罗克韦尔)的欧窦Ÿ史图尔格(Odo Struger),在这个创新的驱动下,罗克韦尔自动化公司(Rockwell Automation)当今已成为美国PLC市场的领导者。

  第一台PLC的开发来自一种特殊的应用-对汽车制造生产线进行一种可改变逻辑的测试,来替换硬接线的继电器逻辑,因为这种继电器逻辑很难更改。结果是PLC非常适合各种工业应用,从而创造了一个全新的市场,全球市场现在也达到几十亿美元的规模。

  在70年代末和80年代初,在工业自动化中,最具标志性的产品莫过于个人计算机(PC)了。几种创新性产品很自然、快速地发展。这就是与自动化相关的人机界面(HMI)PC软件。两个领导者,Wonderware和Intellution,后来被收购,同时其他厂家仍然相对较小市场份额。但在工业软件领域里的进一步增长仍旧扑朔迷离。

  在上世纪80年代末和90年代初,因为有了PC的网络和微软(Microsoft)的视窗(Windows)系统,这时有些用户把基于Windows的HMI软件与其他产品进行松散的组合,应用于某些工业领域,就形成了一个新的自动化系统,称为监督控制和数据采集(SCADA)。这个市场的发展非常迅速,运行HMI软件的PC可以与远程的PLC和现场的输入/输出设备(I/O)进行通信。

  非常有趣的是,大牌的自动化厂商不喜欢在PC软件方面花费过多精力,因此这个空缺就为创新者提供了机遇。Wonderware公司由工程师丹尼斯Ÿ莫林(Dennis Morin)创建, Intellution公司由前福克斯波罗(Foxboro)公司的工程师史蒂夫Ÿ罗宾(Steve Rubin)创建。

  到了2006年初,出现一个非常有意思的公司,名字叫Think and Do,由在密执根中心(The Center for Michigan)的菲尔Ÿ保尔(Phil Power)创建。这种软件的特点是结合了编程软件和HMI软件的功能。编程时,使用符合IEC61131-3标准的5种语言,即梯形图、功能块图、流程图、结构化文本和指令表,对工艺流程或功能逻辑进行编程,然后把PC本身当作DCS或者PLC使用。运行时,PC还作为上位机使用,运行HMI流程画面。这种方式也被称为基于PC(PC based control)的控制系统。

  再让我们看看传感器和执行器的业务。罗斯蒙特(Rosemount)始于制造特殊的温度传感器,RTD,即电阻温度探测器,然后在开发了创新性的电容差压式变送器后迅速成长,成为传统仪表行业的领头人,从而获得市场份额第一的位置,后来被艾默生(Emerson)收购。艾默生还收购了几家创新性的传感器公司,比如布鲁克斯(Brooks)(流量),贝克曼(Beckman)(pH)等。

  费希尔(Fisher)公司位于爱荷华州(Iowa),由比尔Ÿ费希尔(Bill Fisher)创办,制造了创新性的阀门与执行器。后来被蒙衫托(Monsanto)收购,现在被Emerson所有。非常有趣的是,Rosemount和Fisher都试图通过开发自己的DCS系统获得增长,但他们提供的产品不太成功,后来Emerson把它们与PC及软件(Intellution和其他产品)集成,推出了标志性产品-DeltaV系统。

   今后的发展方向

  因为工业自动化的特殊性,比起信息通信技术(ICT)要相对保守,通常都采用成熟的技术。比如芯片、软件和网络等,通常在ICT已经成熟、比较稳定且有多种应用之后,才开始使用,通常有5年左右的滞后。

  有一个趋势是非常明显的,工业自动化不断从ICT中获得发展的灵感,不断提高系统的安全性、可靠性、开放性、易用性,降低自动化系统在整个生命周期的运行成本。比如与因特网、Web技术、无线技术、云计算、物联网、智能电网的融合,甚至利用智能手机、平板电脑、移动设备、社交媒体扩展应用领域。我们也衷心希望自动化技术的进一步发展能使我们的生活更加方便和舒适。

(责任编辑:ioter)


本文链接工业自动化不断从ICT中获得发展的灵感
http://c.iot-online.com/PLC/2013/102624866.html
 
 
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