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系統集成

作者:發表時間:2016/11/11 11:35:02
      所謂系統集成(SI,SystemIntegration),就是通過結構化的綜合布線系統和計算機網絡技術等,將各個分離的設備、功能和信息等集成到相互關聯的、統一和協調的系統之中,使資源達到充分共享,實現集中、高效、便利的管理。而在電子制造行業中,系統集成則更多的是指把不同規格與不同功能的機器人、機器視覺、傳感、傳動、控制器等自動化裝置按照特定生產需求有機結合成一體的過程,從而達到提到生產效率,解放人工的目的。
      工業自動化系統集成
      工業自動化系統集成是創新的工業生產解決方案,具體是指綜合運用控制理論、電子設備、儀器儀表、計算機軟硬件技術及其他技術,對發電過程實現檢測、控制、優化、調度、管理和決策,達到增加發電量、提高發電生產效率和質量、降低消耗、確保安全等目的的一類綜合性技術。現今,我國發電廠基本上全部采用了分散控制系統或可編程邏輯控制器等計算機控制系統,系統裝備水平大大提升。
現今,創新的自動化系統控制著復雜的工藝流程,并確保過程運行的可靠及安全,為先進的維護策略也打造了相應的基礎。電力過程自動化技術的日新月異和控制水平的不斷提高,為電力工業解決能源資源和環境約束的矛盾創造了條件。隨著社會及電力工業的發展,電力自動化的重要性與日劇增。傳統的信息、通訊和自動化技術之間的障礙正在逐漸消失。最新的技術,包括無線網絡、現場總線、變頻器及人機界面、控制軟件等,大大提升了過程系統的效率和安全性能。
      工業自動化控制系統集成包括哪些???
      技術分類
      現場總線技術 
      現場總線(Fieldbus)被譽為自動化領域的計算機局域網。信息技術的飛速發展,引起了自動化系統結構的變革,隨著工業電網的日益復雜,人們對電網的安全要求也越來越高,現場總線控制技術作為一門新興的控制技術必將取代過去的控制方式而應用在電力自動化中。現場總線在電廠、變電站和電力系統中有非常廣闊的應用前景,特別是在新建項目中能在可靠性、高精度、經濟性等諸多方面獲得最大的效益。電力系統歷來是自動化程度最高的生產部門,在國內外現場總線廠家和設計研究部門的共同努力下,基于現場總線的控制系統必將分系統、分階段地逐步取代現有的分散式控制系統,在未來定將成為我國電力系統自動化的主導設備。在國際上LonWorks現場總線技術已經應用于變電站綜合自動化系統,并將基于微處理器的間隔層設備直接并入LonWorks現場總線,以其高可靠的性能和大容量高速度的通信能力,大大提高了通信系統的信息吞吐和數據處理能力,從而解決了應用低速串口通信采樣數據時經常產生的瓶頸現象。LonWorks現場總線網絡具有很強的抗干擾、抗震動性,適用于較大的溫度范圍,適合于變電站較惡劣的工業環境。其傳輸速率已遠遠滿足變電站綜合自動化系統對信息傳輸速度的要求。
      無線技術 
      無線通訊技術因其不必在廠區范圍內進行繁雜、昂貴的布線,因而有著誘人的特質。位于現場的巡視和檢修維護人員借此可保持和集中控制室等控制管理中心的聯系,并實現信息共享。此外,無線技術還具有高度靈活性、易于使用、通過遠程鏈接可實現遠方設備或系統的可視化、參數調整和診斷等獨特功能。無線技術的出現及快速進步,正在賦予電力工業領域以一種嶄新的視角來觀察問題,并由此在電力流程工業領域及資產管理領域,開創一個激動人心的新紀元。盡管目前存在多種無線技術,但僅有幾種特別適用于電力流程工業。這是因為無線信號通過空間傳播的過程、搭載的數據容量(帶寬)、抗RFI(射頻干擾)/EMI(電磁干擾)干擾性、對物理屏障的易感性、可伸縮性、可靠性,還有成本,都因無線技術網絡的不同而不同。因此,很多用戶都傾向于“依據具體的應用場合,來選定合適的無線技術”。控制用的無線技術主要有 GSM/GPRS(蜂窩)、 9OOMHz Radios、wi-Fi(802.lla/b/g)、WIMAX(802.16)、ZigBee(802.15.4)、自組織網絡等,其中尤以Wi-Fi和WIMAX應用增長速度最快,這是因為其在帶寬和安全性能方面較優、在數據集中和網絡化方面具備卓越的安全框架、具有主機數據集成的高度靈活性、高的魯棒性及低的成本。
      信息化技術 
      在電力企業,經過多年的建設,信息化基礎設施相對完善,中小型機、微型計算器裝備級別不斷更新提高,各電力公司本部主要崗位工作人員使用計算器的比例很高。電力生產、調度自動化系統,電力營銷管理系統得到廣泛應用,信息化機構建設不斷健全。目前,電力工業正面臨更加復雜的競爭環境。各電力企業通過控制生產成本、提高發電安全可靠性、采用較先進的技術與設備以及更合理的營銷過程提高企業的競爭力。電力信息化包括電力生產、調度自動化和管理信息化兩部分。廠站自動化歷來是電力信息化的重點,大部分水電廠、火力發電廠以及變電站配備了計算機監控系統;相當一部分水電廠在進行改造后還實現了無人值班、少人值守。發電生產自動化監控系統的廣泛應用大大提高了生產過程自動化水平。電力調度的自動化水平更是國際領先,目前電力調度自動化的各種系統,如SCADA、AGC以及EMS等已建成,省電力調度機構全部建立了SCADA系統,電網的三級調度100%實現了自動化。
      安全技術 
      電力是社會的命脈之一,當今人類社會對電力系統的依賴已到了難以想象的程度。電力系統發生大災變對于社會的影響是不可估量的,因此電力系統最重要的是運行的安全性,但這個問題在全世界均未得到很好解決,電力系統發生大災變的概率小但后果極其嚴重,我國電力系統也出現過穩定破壞的重大事故。我國電力系統也出現過穩定破壞的重大事故。美國在近100年內發生過六、七次大范圍災難性的嚴重破壞停電事故。這就告誡人們要更加關注電力系統的安全與穩定問題。由于我國經濟快速發展的需求,電力工業將會繼續以空前的速度和規模發展。隨著三峽電站、西電東送、南北互供和全國聯網等重大工程的實施,我國必將出現世界上最大規模的電力系統。在一個工廠里面,有一個區域需要維護,但是這個區域有高壓電的危險,有危險化學品,還有危險的車輛在來來往往。如果通過平時我們常用的方式,就是在入口處掛一個指示牌,上面寫著
一二三斷電、關閥門幾個步驟,還是存在著安全隱患,首先,進去維護的工程師有可能疲勞、精神恍惚而忘記其中的某一個步驟,第二,就算他沒有忘記前面的步驟,駕駛其他車輛的人并不一定會注意到里面有人而可能開進去,其他人不一定注意到里面有人而重新打開電源或者閥門,這種事故我們見到過很多例。而如果使用安全聯鎖科技的話,我們會在入口處安裝一個控制設備,工程師要進去維護之前,把一個特制的鑰匙從設備里拔出來,只要他拿著這把“生命之匙”,外面的人絕對無法打開電源、閥門,也無法打開門將車輛開進來。這樣,這個工程師在里面就是100%安全的。
      人機界面 
      發電站、變電站、直流電源屏是十分重要的設備,隨著科學技術的不斷發展,單片機技術的日趨完善,電力行業中對發電站、變電站設備提出了更高精密、更高質量的要求,直流電源屏是發電站、變電站二次設備中非常重要的設備,直流電源屏承擔著向發電站、變電站提供直流控制保護電源的作用,同時提供給高壓開關及斷路器的操作電源,因此直流電源屏的可靠性將直接關系到發電站的安全運行,直流電源屏的發展已經經歷了很長的時間,從早期的直流發電機、磁飽和直流充電機到集成電路可控硅控制直流充電機、單片機控制可控硅充電機、高頻開關電源充電機等,至目前直流電源屏已很成熟。
直流電源屏整流充電部分仍然采用目前國際最流行的軟開關技術,將工頻交流經過多級變換,最后形成穩定的直流輸出,直流電源屏系統控制的核心部件是 V80 系列可編程控制器 PLC,它將系統采集的輸入輸出模似量以及開關量經過運算處理,最終控制高頻開關電源模塊使其按電池曲線及有人為設置的工作要求高可靠地工作。
 
      生產制造自動化系統集成
      現如今,“工業4.0”、“智慧工廠”、“物聯網”、“智能制造”等新概念層出不窮,越來越多的自動化系統開始入住產線的各個環節。其中系統集成被稱為是目前國內電子制造行業實現轉型的最關鍵最核心環節。
生產制造自動化給電子行業帶來的優勢也是顯而易見的:首先,隨著人力、物料等成本不斷攀升,利潤空間遭到擠壓,企業面臨的盈利壓力持續增加。自動化生產設備固然價格不菲,但效率更高,產能更大,有些企業幾年時間就能收回成本,從長遠來看,能創造比人工更多的價值,投資回報率高;其次,全國制造企業普遍存在招工難、招工成本高、工人流動頻繁的問題。尤其是近幾年,生產線操作工的流動性要比以往來得更大,“用工荒”迫使企業不得不想方法去解決這個問題。制造企業對產品品質的日益嚴格的要求也從一定程度上加快了自動化升級改造的日程,良好的品質促使企業追求生產過程中的穩定性和精確度,最大化降低誤差和不良率,保障產品的質量;而且機器人還可以取代人工在一些可能會對人體產生健康危害的環境下工作。各地“機器人換人”的浪潮異常火熱,無論中央還是各地政府都紛紛推出利好政策,刺激市場,推動電子制造自動化的浪潮。但在目前國內電子制造行業實現轉型的過程中到底什么才是最關鍵最核心的呢?答案是--系統集成。
據了解,目前國內電子制造行業推進自動化生產的過程中最大的阻力不是認知不夠,因為“機器人換人”“自動化生產”“智慧工廠”等理念深入人心;也不是資金困難,因為無論中央還是各地都紛紛推出各種利好政策,資金補貼等;最大的困難而是企業面對紛繁的自動化市場不知道如何下手。因為隨著工業機器人需求的不斷增長,上下游產業鏈中生產機器人本體、控制器、傳感器、減速機、伺服電機、數控系統等相關企業的生產規模也隨著快速增長。大型的生產型企業具有規模、資金和技術等方面的優勢,紛紛在內部成立自動化改造小組,專門擔負生產自動化改造的任務,可以根據自身需求采購自動化環節所用的零部件與各種設備,量身定做出成一套適合自己生產要求的自動化系統。而海量的中小型企業無法靠自身去量體裁衣,集成自身所需的自動化系統,只能面對自動化的浪潮“望洋興嘆”。因此,系統集成商的角色就顯得尤為重要。
我國電子制造業自動化核心環節:系統集成  
  目前在機器人整機,伺服,控制等核心環節國外企業掌握著最尖端的科技,國內制造企業在技術方面仍然落后一大截,短期內難以追趕;但系統集成技術含量相對較低一些,而且國內企業比外資公司更懂自己國內生產環節中所實際面臨的種種問題,這就給系統集成商提供了絕佳的機會。據悉,截止到2015年初,單就以深圳東莞等地為代表的華南電子制造行業中,最近幾年涌現出的系統集成商已超過千家,并且這一數字還在繼續高速增長。據了解,接下來我國將繼續從市場導向的系統集成及電子制造產業發展著手,促進機器人與大數據、移動通信等跨領域技術融合,充分發揮信息技術與機器人產業相結合的優勢,構建基于電子制造創新的機器人產業體系。誠然,電子制造自動化已然風生水起。然而,在擁有廣闊市場前景的同時,中國的電子制造企業也面臨著諸多挑戰。除汽車行業的自動化水平走在前端,當前中國大部分電子制造行業使用的機器人還只能執行一些簡單的動作,生產大批量的產品。機器人在一些機械動作簡單,生產批量較大的場合大有用武之地。但是在較為復雜的電子生產的后段裝配環節,由于對元件封裝標準化要求較高,機器人暫時還難以像人工一樣靈活應對。尤其是生產小批量、多品種的產品時,由于產品變化頻繁,毎次變化都需要對機器人進行重新編程,還需要人工對機器人進行干預和監管。所以說更高效更可靠更靈活的生產方案是目前所有系統集成商所面臨的挑戰與機遇。
 
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