發(fā)展趨勢分析

    1、DCS(集散控制系統)的發(fā)展趨勢

    雖然以現場總線為基礎的FCS發(fā)展很快，并將最終取代傳統的DCS，但Fcs發(fā)展有很多工作要做，如統一標準，儀表智能化等。另外傳統控制系統的維護和改造還需要DCS，因此FCS完全取代傳統的DCS還需要一個較長的過程。

    當前工控機仍以大系統、分散對象、連續(xù)生產過程(如：冶金、石化、電力)為主，采用分布式系統結構的分散型控制系統仍在發(fā)展。由于開放結構和集成技術的發(fā)展，促使大型分散型控制系統銷售增加。

    (1)向綜合方向發(fā)展

    由于標準化數據通信線路和通信網絡的發(fā)展，將各種單(多)回路調節(jié)器、PLC、工業(yè)比、NC等工控設備構成大系統，以滿足工廠自動化要求，并適應開放化的大趨勢。

    (2)向智能化方向發(fā)展

    由于數據庫系統、推理機能等的發(fā)展，尤其是知識庫系統(KBS)和專家系統(ES)的應用，如自學習控制、遠距離診斷和自尋優(yōu)等，人工智能會在DCS各級實現。和FF現場總線類似，以微處理器為基礎的智能設備，如智能I／O智能PID控制、智能傳感器、變送器、執(zhí)行器、智能人接口及可編程調節(jié)器相繼出現。

   (3)工業(yè)PC化

    由于鞏組成此S成為一大趨勢，PC作為DCS的操作站或節(jié)點機已經很普遍．PC—PLC、PC—S，19、Pc—Nc等就是Pc—Dcs先驅。

    (4)專業(yè)化

    DCS為更適合各相應領域的應用，就要進一步了解這個專業(yè)的工藝和應用要求，以逐步形成如核電站此S，變電鉆DGS、玻璃DCS及水泥DCS等。

    2、數控裝置的發(fā)展趨勢

    80年代以來，為適應FMC、FMS、CAM、CIMS的發(fā)展需要，數控裝置采用大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路，提高了柔性，功能和效率。

    (1)PC化

    由于大規(guī)模集成電路制造技術的高度發(fā)展，PC硬件結構做得更小，CPU的運行速度越來越高，存儲容量很大。PC機大批量生產，成本大大降低，可靠性不斷提高。PC機的開放性，Windows的應用，更多的技術人員的應用和軟件開發(fā)，使PC機的軟件極為豐富。PC機功能已經很強，CAD／CAM的軟件已大量由小型機，工作站向PC機移植，三維圖形顯示工藝數據已經在PC機上建立。因此，PC機已成為開發(fā)CNC系統的重要資源與途徑。

    (2)交流伺服化

    交流伺服系統恒功率范圍已做到1：4，速度范圍可達到1：1000，基本與直流伺服相當。交流伺服體積小，價格低，可靠性高，應用越來越廣泛。

    (3)高功能的數控系統向綜合自動化方向發(fā)展

    為適應FMS、CIMS、無人工廠的要求，發(fā)展與機器人、自動化小車、自動診斷跟蹤監(jiān)視系統等的相互聯合，發(fā)展控制與管理集成系統，已成為國際上數控系統的方向。

   (4)方便使用

    改善人機接口，簡化編程、操作面板使用符號鍵，盡量采用對話方式等，以方便用戶使用。

    (5)柔性化和系統化

    目前數控系統均采用模塊結構，其功能覆蓋面大，從三軸兩聯動的機床到多達24軸以上的柔性加工單元。

    (6)高精度

    提高加工精度，高分1辨率旋轉編碼器必不可少。為在超精密加工領域能實現0.O01um的精度，必須開發(fā)超高分辨率的編碼器，O．0001um最小設定單位的NC裝置。為在加工中即使負荷變動伺服系統的特性也保持不變，還需采用控制和魯棒(Robust)控制。在伺服系統的控制中，用高速微處理器，采用基于現代控制論前饋控制、二自由度控制、學習控制等。其數字控制系統的跟蹤誤差不超過2um。

    (7)機械智能化

    它在NC領域內是一種新技術，所謂機械智能化功能，是指機械自身可補償溫度、機械負荷等引起的機械變形的功能。這就需要檢測主軸負荷、主軸及機座變形的傳感器和處理傳感器輸出信號的電路。

    (8)診斷維修智能化

    故障的診斷與維修是NC的重要技術。基于AI專家系統的故障診斷已存在，現在主要是建立用于診斷故障的數據庫。把NC裝置通過internet和Internet與中央計算機相連接，使其具有遠距離診斷的功能。

    進一步的發(fā)展是預維修系統，即在故障將要發(fā)生前把將要發(fā)生故障的部件更換下來的系統，它需要通過智能傳感器、高速PMC及大型數據庫來實現。