根據(jù)《2024-2029年全球及中國(guó)工業(yè)軟件行業(yè)發(fā)展環(huán)境與投資趨勢(shì)分析報(bào)告》分析,生產(chǎn)控制類軟件在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域扮演著至關(guān)重要的角色,其中PLC(可編程邏輯控制器)、DCS(分散控制系統(tǒng))和SCADA(數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng))是三大主要類型。下面將分別介紹這三種軟件的特點(diǎn)、應(yīng)用場(chǎng)景及優(yōu)勢(shì)。
圖表:工業(yè)軟件
PLC(可編程邏輯控制器)
特點(diǎn):
專為工業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì),采用可編程的存儲(chǔ)器,存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令。
由CPU、輸入輸出模塊和編程器等組成,支持各種邏輯運(yùn)算和控制算法。
具有高度的靈活性和可擴(kuò)展性,能夠根據(jù)不同需求進(jìn)行編程和配置。
應(yīng)用場(chǎng)景:
廣泛應(yīng)用于制造業(yè)、電力、交通等領(lǐng)域,如數(shù)控機(jī)床、包裝機(jī)、電梯等設(shè)備的自動(dòng)化控制。
在工業(yè)生產(chǎn)線中,PLC可以控制各種設(shè)備如機(jī)器人、傳送帶、氣動(dòng)元件等,提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。
優(yōu)勢(shì):
強(qiáng)大的邏輯運(yùn)算和控制功能,能夠滿足各種復(fù)雜的工業(yè)控制需求。
可靠性高,適應(yīng)性強(qiáng),能夠在惡劣的工業(yè)環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行。
易于編程和維護(hù),降低了工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的成本。
DCS(分散控制系統(tǒng))
特點(diǎn):
以微處理器為基礎(chǔ),采用控制功能分散、顯示操作集中的設(shè)計(jì)原則。
由控制站和操作站組成,實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程的分布式控制和管理。
具有高度的可靠性和實(shí)時(shí)性,能夠確保生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和安全性。
應(yīng)用場(chǎng)景:
廣泛應(yīng)用于化工、石油、制藥等領(lǐng)域,如大型化工廠、煉油廠、制藥廠的自動(dòng)化控制和管理。
在水處理行業(yè)中,DCS可以實(shí)現(xiàn)對(duì)城市供水、排水、污水處理等過程的自動(dòng)化控制。
優(yōu)勢(shì):
分布式控制結(jié)構(gòu),降低了系統(tǒng)的復(fù)雜性和故障率。
集中管理和操作,提高了生產(chǎn)效率和管理水平。
支持各種復(fù)雜的控制算法,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)溫度、壓力、液位等參數(shù)的精確控制。
SCADA(數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng))
特點(diǎn):
以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過程控制與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)。
實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行設(shè)備的監(jiān)視和控制,具有數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測(cè)量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及信號(hào)報(bào)警等功能。
在電力系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛,技術(shù)發(fā)展也最為成熟。
應(yīng)用場(chǎng)景:
廣泛應(yīng)用于電力、冶金、石油、化工、燃?xì)?、鐵路等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過程控制。
在鐵道電氣化遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中,SCADA系統(tǒng)對(duì)提高鐵路運(yùn)輸?shù)恼{(diào)度管理水平起到了很大的作用。
優(yōu)勢(shì):
強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視功能,能夠?qū)崟r(shí)掌握生產(chǎn)過程的運(yùn)行狀態(tài)。
遠(yuǎn)程控制和調(diào)節(jié)功能,提高了生產(chǎn)效率和管理水平。
適用于各種復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境,具有較高的可靠性和穩(wěn)定性。
總結(jié):PLC、DCS和SCADA作為生產(chǎn)控制類軟件,各自具有獨(dú)特的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。在實(shí)際應(yīng)用中,需要根據(jù)具體需求選擇合適的軟件,以實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化和控制過程的優(yōu)化。
生產(chǎn)控制類軟件(PLC/DCS/SCADA)和制造執(zhí)行軟件(MES)是生產(chǎn)制造類軟件的主體。目前國(guó)外流程制造行業(yè)的軟件產(chǎn)品特色主要在于高效的先進(jìn)控制功能和完善的產(chǎn)品線,可以提供從基礎(chǔ)控制、優(yōu)化控制、生產(chǎn)管理到仿真測(cè)試的一站式解決方案。而國(guó)內(nèi)廠商規(guī)模相對(duì)較小,主要集中在中低端的細(xì)分市場(chǎng),雖然單項(xiàng)產(chǎn)品具有不錯(cuò)的實(shí)力,但是缺少智能工廠整體數(shù)字化解決方案。
目前國(guó)內(nèi)MES軟件產(chǎn)品種類較多,在流程型行業(yè)和離散型行業(yè)均得到了應(yīng)用,但在其功能及行業(yè)側(cè)重點(diǎn)上有所不同。MES在離散型行業(yè)應(yīng)用時(shí),側(cè)重對(duì)生產(chǎn)過程的管控,包括生產(chǎn)計(jì)劃制訂、動(dòng)態(tài)調(diào)度、生產(chǎn)過程的協(xié)同及庫(kù)房的精益化管理等。離散型企業(yè)由于設(shè)備種類不同、廠家不同、年代不同、接口形式與通訊協(xié)議不同,在數(shù)據(jù)采集方面,離散行業(yè)也比流程行業(yè)的難度要大。當(dāng)前國(guó)內(nèi)MES公司在某些細(xì)分領(lǐng)域具有行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),但與國(guó)外MES軟件產(chǎn)品相比,在技術(shù)深度與應(yīng)用推廣方面還存在一定差距。
圖表:國(guó)內(nèi)生產(chǎn)控制軟件市場(chǎng)格局
就目前我國(guó)在自動(dòng)控制領(lǐng)域的實(shí)際情況來(lái)看,雖然自動(dòng)控制技術(shù)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展以及比較廣泛地實(shí)際應(yīng)用,但是這與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的自動(dòng)控制技術(shù)水平及應(yīng)用程度還有很大的差距。我國(guó)想要提高自動(dòng)控制技術(shù)的水平,就必須加大投資與科研的力度,對(duì)新型的生產(chǎn)線要科學(xué)合理地對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)化的設(shè)計(jì)及未來(lái)發(fā)展的預(yù)設(shè),要特別注重自動(dòng)化信息流的作用,從而提升我國(guó)自動(dòng)控制水平及應(yīng)用,進(jìn)而提高我國(guó)企業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。
從目前我國(guó)自動(dòng)控制技術(shù)在應(yīng)用領(lǐng)域中的作用來(lái)看,主要是為提高設(shè)備的運(yùn)行效率。根據(jù)我國(guó)發(fā)展的具體情況,研制開發(fā)自動(dòng)控制技術(shù),從而避免研制自動(dòng)控制技術(shù)的盲目性。但是,還是存在自動(dòng)控制技術(shù)在研發(fā)過程中缺乏宏觀層面上的明確指導(dǎo),在投入實(shí)際生產(chǎn)中所獲得的經(jīng)濟(jì)效益比較低的現(xiàn)象,在我國(guó)自主研發(fā)的自動(dòng)化設(shè)備上還存在精確度比較差、可靠性比較低以及實(shí)用性比較差的現(xiàn)象。隨著手工制造業(yè)在國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)中逐漸喪失了優(yōu)勢(shì)地位,自動(dòng)化生產(chǎn)在社會(huì)生產(chǎn)中日益顯示出其生產(chǎn)操作簡(jiǎn)單、產(chǎn)品質(zhì)量高及生產(chǎn)效率高等特點(diǎn),成為企業(yè)生產(chǎn)中的主要模式。在我國(guó)自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展也是非常不平衡的,大部分生產(chǎn)領(lǐng)域的自動(dòng)化程度還非常低,例如,玩具、服裝等。
我國(guó)想要提高自動(dòng)控制水平并不是很容易,這即需要對(duì)新的自動(dòng)控制技術(shù)的研發(fā),也要對(duì)原有企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化改造,這樣不但能夠提高生產(chǎn)效率而且還能起到降低成本的作用??梢酝ㄟ^數(shù)控技術(shù)等自動(dòng)控制技術(shù)改造原有機(jī)械設(shè)備,提高傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化程度,從而提高設(shè)備的使用率和生產(chǎn)率。在機(jī)床上通過控制技術(shù)的改造,充分發(fā)揮計(jì)算計(jì)技術(shù)的優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)設(shè)備及生產(chǎn)線的自動(dòng)化的改造,從而提高生產(chǎn)效率。
智能化自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展
自動(dòng)控制技術(shù)水平的發(fā)展是現(xiàn)代化生產(chǎn)不斷推進(jìn)的動(dòng)力和基礎(chǔ)力量,在自動(dòng)化生產(chǎn)的開始階段,控制系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單,控制規(guī)律也很簡(jiǎn)單,因此,采用常規(guī)的控制方法就可以完成作業(yè)。智能化是自動(dòng)化控制技術(shù)發(fā)展的更高水平,智能化主要表現(xiàn)在控制的功能多樣化和用途多樣化,智能化是未來(lái)制造業(yè)發(fā)展的方向。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,現(xiàn)代化生產(chǎn)的發(fā)展方向逐步向人工智能與自動(dòng)控制技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用的趨勢(shì)。人工智能理論向自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域的滲透,不但理論上而且在實(shí)踐上都是新的發(fā)展途徑,為智能化的自動(dòng)控制技術(shù),提供了新的思想和方法。
人工智能與自動(dòng)控制技術(shù)相結(jié)合,能夠根據(jù)生產(chǎn)過程中的變化情況,對(duì)系統(tǒng)采取更為有效的控制。在目前許多生產(chǎn)領(lǐng)域都采用了智能化控制技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)系統(tǒng)中,智能化控制技術(shù)的水平和應(yīng)用程度關(guān)系到企業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)自動(dòng)化水平及程度的高低。
網(wǎng)絡(luò)化、微型化自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展
從自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展歷程來(lái)看,在比較長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi),自動(dòng)控制技術(shù)都是在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域內(nèi)進(jìn)行的。自動(dòng)控制技術(shù)為工業(yè)生產(chǎn)所需的各種機(jī)械設(shè)備,提供了可靠性及性能都非常高的控制設(shè)備。在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的當(dāng)下,各領(lǐng)域之間都不是獨(dú)立發(fā)展進(jìn)行的,而是相互借鑒促進(jìn)甚至結(jié)合發(fā)展成為新的發(fā)展領(lǐng)域。自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展當(dāng)然也離不開對(duì)其他領(lǐng)域的借鑒與沖擊,其中來(lái)自工業(yè)PC的影響最為嚴(yán)重。網(wǎng)絡(luò)化及微型化是將來(lái)自動(dòng)控制技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì),在自動(dòng)控制技術(shù)系統(tǒng)發(fā)展的初期,其形態(tài)非常的大而且價(jià)格又非常的高。自動(dòng)控制技術(shù)未來(lái)發(fā)展的方向必然也離不開網(wǎng)絡(luò)化,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在現(xiàn)代化生產(chǎn)中具有重要的作用。尤其是對(duì)生產(chǎn)過程中信息數(shù)據(jù)的傳遞以及分析起到了關(guān)鍵作用,對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)安全問題采取合理的處理措施,預(yù)防故障的發(fā)生等都起到行之有效的作用。隨科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,發(fā)展到現(xiàn)在它與以前相比已經(jīng)改變了很多,正在向微型化發(fā)展而且在價(jià)格上也在逐步的下降。隨著自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制軟件的進(jìn)一步的完善和發(fā)展,未來(lái)能夠安裝控制系統(tǒng)軟件的市場(chǎng)份額將會(huì)逐步呈上漲趨勢(shì)。
綜合化自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展
在現(xiàn)代化自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域中已經(jīng)建立模糊控制、智能控制及專家系統(tǒng)等控制技術(shù)的發(fā)展方向,這些方向自動(dòng)控制技術(shù)的主要特點(diǎn)就是綜合性。這些特殊方向性的控制系統(tǒng)都是以自動(dòng)控制技術(shù)理論為基礎(chǔ),從而對(duì)整個(gè)設(shè)備或流程進(jìn)行綜合控制。其中涉及的理論知識(shí)比較多,不在是單一的自動(dòng)控制技術(shù)知識(shí),還包括電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械技術(shù)等等。自動(dòng)控制技術(shù)要想得到快速的發(fā)展,從而適應(yīng)并促進(jìn)社會(huì)的進(jìn)步,就必須把自動(dòng)控制技術(shù)與相關(guān)技術(shù)相結(jié)合進(jìn)而發(fā)展成為一個(gè)新的方向,這樣才能夠給自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域注入新鮮養(yǎng)分與活力,才能提高自動(dòng)控制技術(shù)的可靠性、精確性與高效性。不斷發(fā)展各項(xiàng)自動(dòng)控制技術(shù),例如,各種控制系統(tǒng)、專用計(jì)算機(jī)等自動(dòng)控制技術(shù)的基礎(chǔ)技術(shù),不斷引進(jìn)多個(gè)領(lǐng)域的新知識(shí)、新理論及新技術(shù)。
對(duì)原有的自動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)行不斷地改進(jìn)與發(fā)展,這就需要大量的新理論、新方法以及新技術(shù)對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)充,更需要高水平的專業(yè)人才對(duì)其進(jìn)行研究與開發(fā)。隨著自動(dòng)控制技術(shù)的不斷發(fā)展,對(duì)普通工人以及經(jīng)驗(yàn)與技能的要求會(huì)越來(lái)越低,而對(duì)知識(shí)的要求會(huì)越來(lái)越高,相關(guān)工作人員必須具備較高的知識(shí)層次才能更好地完成自動(dòng)控制技術(shù)的相關(guān)工作。當(dāng)自動(dòng)控制設(shè)備發(fā)展到非常高的水平后,會(huì)因?yàn)榧夹g(shù)及管理上的原因,使得產(chǎn)品的廢品率比較高。造成這種現(xiàn)象的主要原因不是設(shè)備的問題而是工作人員素質(zhì)的問題,所以要大力培養(yǎng)適合自動(dòng)控制設(shè)備工作的新型技術(shù)人才,這需要相關(guān)人員必須掌握各種與自動(dòng)控制設(shè)備的新方法、新原料以及操作方法等。在自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域只有擁有了大量的專業(yè)技術(shù)人才或相關(guān)技術(shù)的綜合型人才,才能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)自動(dòng)控制技術(shù)的有力推廣,從而提高我國(guó)自動(dòng)控制技術(shù)的水平。