第9屆國際現代工廠/過程自動化技術與裝備展覽會（FA/PA）于2005年6月14-17日在北京中國國際展覽中心隆重舉行。國內外數百家企業都紛紛將本企業最新的高精尖的產品赴會參展，同時還舉行工業自動化技術論壇，因此吸引了眾多的同行業者、專家和專業觀眾。
作為中國制造業自動化領域的品牌專業展會，展覽會以“引進、吸收、合作、創新。”為主題，幾乎聚齊了全世界工業自動化領域的一流企業和知名品牌。如德國的西門子自動化與驅動、圖爾克、倫茨、菲尼克斯電氣、穆勒電氣、皮爾磁、KW-Software、施克、法國的施耐德電氣、美國的羅克韋爾、GE Fanuc、艾默生網絡、邦納、日本的富士電機、三菱電機、安川電機、歐姆龍、三墾、光洋電子、和泉電器、韓國的LG產電、AUTONICS、多伺電子及現場總線PROFIBUS國際組織、ASI國際組織、PLCopen國際組織，還有許多國內的知名品牌如杭州和利時自動化、煙臺惠豐電子、上海泓格科技、無錫臺安科技、東元電機、深圳人機電子、珊星數控、康沃電氣、英威騰電氣、北京機械工業自動化所、智能電氣、新利同創、鼎實創新等都在本展會上展示了他們一流的企業形象和最新產品及技術成果。
[B][color=#FF0000]一、控制類產品和技術的應用前景及發展趨勢[/color][/B]
[B]1、PLC及其在FA的應用前景[/B]
八十年代誕生并且首先應用在美國福特汽車生產線上的PLC至今已經走過二十年的發展歷程。今天的PLC技術吸收著一代又一代的電子信息技術前沿成果早已經成長為工企業自動化領域的參天大樹。據統計，PLC是國際現代工廠/過程自動化技術與裝備78.5%的基礎自動化平臺。進入21世紀以來，伴隨著電子信息技術的高速擴張發展，IPC（工業控制計算機）、PAC（可編程自動化控制器）、ES（嵌入式控制器）、SE（交換式以太網）等等新型基礎自動化技術平臺的成熟發展，PLC的生命周期到底還能堅持多久？
縱觀FA/PA第九屆國際現代工廠/過程自動化技術與裝備展覽會，我們看到：
（1） PLC的可靠穩定性仍然是支撐現場控制的基礎。
（2） PLC的核心技術仍然在發展。標志是顯著的小型化和高性能化、新型多CPU多機架體系架構。
（3） PLC的高性能化標志包括：納秒級的運算速度進一步提高實時性，以至于部分的延伸到傳統的中小型DCS應用領域。
（4） PLC的應用技術正在經歷著革命性的發展。標志是以Siemens、Rockwell等電氣自動化公司提出集成架構概念和全面融合支持商務電子信息技術的開放化MES軟件為用戶提交PLC平臺的總體解決方案。
（5） PLC正在走向標準化軟件開發時代。PLC-OPEN國際、德國 KW軟件公司的光臨，說明IEC6113-3這一跨越PLC制造商門戶的標準化工業控制軟件開發平臺正在得到骨干廠商的支撐，有望解決多年以來多平臺工控軟件互聯互通、移植共享的技術瓶頸。據知，目前美國有23%、歐洲有45%、日本有22%的廠商提供IEC6113-3標準編程開發工具。
（6） PLC世界仍然在以4%的速度增長。其中中國大陸的年增長速度達到14%，PLC控制技術在機電設備中普遍應用。
（7） PLC在全世界有龐大的研發、運行、維護工作從業工程技術人員，這是PLC多年應用積累的巨大人力資源財富。
（8） PLC擁有長期穩定的供貨與技術支持。特別是那些PLC大型電氣商能夠為客戶提供向上兼容的換代新品，這使得PLC的應用在e時代的自動化潮流前同時保持住時代的先進性和難得的投資穩定性。從而保護了廣大最終客戶的長遠投資利益，獲得堅實穩定的市場支持。
[B]2、現場總線和工業以太網在FA的應用前景[/B]
大浪淘沙。較多的現場總線，其增長率已呈下降趨勢。然而少數的現場總線如FF，Profibus，AS-i等繼續保持上升的勢頭。另外，我們也看到例如北京鼎實科技推介的總線橋技術產品在實實在在的幫助現場儀表設備搭上現場總線的時代快車。
分久必合。工業以太網或實時以太網發展非常之快，已從管理層、控制層向現場層滲透，有鑒于此，IEC正在著手制定實時以太網國際標準IEC61784。值得關注的是，諸如西門子、羅克韋爾等電氣工業巨頭已經和正在全力推進以太網的工業架構。例如西門子的profinet、例如我國浙大中控自主開發了有知識產權的實時以太網EPA，并向IEC提交且已納入為IEC 61784-2中（子集的編號為CPF-14）。
基于OPC規范、打破門戶自閉、一網到底的生產設備統一標準上網的工業自動化大一統美夢已經浮現在天際。
[B]3、開放和標準化是FA不可阻擋的趨勢[/B]
用戶往往需要將不同廠商的產品集成在一個系統內以便最大化地發揮這些產品的長處，從而優化投資。市場需要（on demand）經常是促進技術發展的動力，這種集成需要不同系統之間的互操作性、互換性等從而推動了開放和標準化。例如IEC 61131-3編程語言由舉步維艱到逐步推廣，OPC技術的迅速發展（目前已向Internet應用程序開放），工業以太網的迅速崛起等。
[B][color=#FF0000]二、傳動類新品及技術發展趨勢[/color][/B]
(一)、變頻器新產品及發展趨勢
1、變頻器新產品
從各參展商的展品看，以下廠家推出的新產品值得關注：
（1） 安川在這次展會上展出了高性能、多用途、真正的矢量控制通用變頻器——
Vatispeed G7系列變頻器。它是世界上首次以三電平控制方式運用于400v級的通用變頻器；
（2） 倫茨所展出各系列變頻器均可用于提升機負載，這是其它廠家所沒有的。
（3） SEW所展出的分散安裝控制系統，把變頻器與電機做成一體，簡化了設計、
安裝、調試的時間和費用。
（4） A-B新推出的PowerFlex 400系列變頻器也很具特色。
（5） 三墾力達電氣（江陰）在展會上展出的HALLMARK WD05系列變頻器是一
種高性能卷繞專用變頻器。
（6） 上海思維佳（東芝代理商）在展會上展示了東芝公司最新推出的VF－XS1系
列變頻器，其特點是在0.3Hz時可達到200％的額定轉矩。
2、變頻器的發展趨勢
從這次展上可以看出變頻器的一些新的發展動向和趨勢：
（1） 分散式安裝系統的出現。
這是為多臺變頻器分散控制提供了新的設計理念。以往，變頻器作為電機調速控制設備，是獨立、自成一體的。變頻器安裝在控制柜內，與電機相隔一定的距離。這樣的集中控制方式控制柜大，電纜多、設計、施工周期長，維修不便。而分散式安裝系統則把變頻器和電機做成一體，在現場安裝，現場布線，電機到變頻器的電纜短、干擾小，減少了設計、安裝、調試的時間，根據SEW公司的介紹，這種分散安裝系統的設計費用可減少50～57％，安裝費用可減少40～60％。這種系統特別適用于汽車、煙草、機場行李分檢、生產線內部物流、自動倉儲等。
在這次展會上，除SEW公司外，倫茨公司和西門子公司也推出了這種分散安裝系統。
（2） 向伺服系統發展。
在電氣傳動領域，綜合利用各種控制技術和控制方法，可有效地完成各種復雜的自動化控制任務。由于生產工藝發展的需要，要求控制精度更高、速度更快、定位更準，通用變頻器已不能完全滿足工藝的要求了，這就促進了變頻器向伺服系統的發展。許多變頻器廠家都開發生產了伺服系統，值得一提的是，在這次展會上，德國路斯特（LUST）公司推出的伺服驅動系統引人關注，不僅控制精度高，而且容量大，異步電機伺服驅動系統由370W到90kW；同步電機伺服驅動的容量為2A～170A ，這都是可見到的最大容量的伺服系統了。
（3） 矩陣式變頻器的出現。
PWM變頻器作為應用于各種用途的電力變換器，已得到廣泛應用。但另一方面，近幾年隨著PWM變頻器的普及，它對周邊設備所造成的影響也日益增加，由于電源的高次諧波引起的誤動作，電源干擾引起的誤動作，射頻干擾引起的誤動作；對電機性能劣化的影響，如對電機的沖擊電壓引起的絕緣老化，電動機的軸電壓引起的電動機的軸承的損壞等。這些問題都使人們尋求一種真正的環保型的變頻器。而矩陣式交交變頻器就是這樣一種變頻器，它沒有中間直流環節，能使功率因數為1，能四象限運行。在這次展會上，雖然沒有矩陣式變頻器產品，但我們從安川公司了解到他們開發的矩陣式交－交變頻器，這是世界上首臺矩陣式交交變頻器。
這種變頻器有9個IGBT雙向開關組成，它使用三相電壓輸入來控制輸出電壓，這樣就不僅能吸收任何的雜波，而且能提供清潔的輸出電壓，即可以有效電源的輸入電流和有效地控制輸出電壓。所以它能控制輸入電源的功率因數，使之達到1，而且能大大地降低輸入電流的諧波，它只有傳統的交直交變頻器的20％。輸出電流幾乎是正弦波。當再生發電時電流能以180o轉換并反饋到電網中。它不需要制動電阻，也不需要反饋變換器。所以它能高效率的運行于四象限中。它特別適合起重機、電梯、離心機和其它需要連續電動又連續制動發電的場合。
據安川公司介紹，由于目前IGBT的價格較貴，同容量的矩陣變頻器的價格相當于通用交直交變頻器的2倍。相信，隨著IGBT價格的降低，矩陣式交交變頻器的價格會降到人們能夠接受的程度。矩陣變頻器是未來變頻器的發展方向，是不用懷疑的。
（4） 變頻器網絡化越來越強。
在這次展會上，可以看到大部分變頻器都具有網絡功能，如這次展會上A-B公司最新推出的PowerFlex 400變頻器具有內置的RS－485通訊功能，可與多種網絡連接，可以配接最基本的RS-232/RS-485串行通訊協議、PROFIBUS等現場總線協議以及INTERNET局域網協議等。同時這種變頻器還可通過裝有DdiveExplorerTM或DriveExe cutiveTM軟件的微機進行編程和控制。
在網絡化日益普及的今天，與普通點對點硬線連接方式相比，通過網絡化高速通訊連接的變頻器系統，可以最大程度上降低系統的維護時間，提高生產效率，降低運行成本。通過現場總線模塊，可以不考慮變頻器的型號，而用同一種編程語言和程序結構與不同功率段、不同型號的變頻器進行組構。
可以說，現在的和今后的變頻器產品如不具備網絡功能，就沒有前途和市場。
（5） 伺服PLC和驅動PLC的出現，把伺服系統和PLC控制系統以及驅動系統和PLC的功能緊密結合，也是一個發展方向。
[B]（二）、伺服新產品及發展趨勢[/B]
1、伺服新產品
（1）在展覽會上安川電機特別推薦的一款新產品是駿馬系列AC伺服系統，它面向通用伺服市場，伺服電機為SJME型，伺服單元為SJDE型。該產品的特點是簡單（Easy-Setup）、易用（Easy-Tuning）、小型（Compact）、高品質（High quality）和高可靠性（High reliability）.
安川電機同時展出了∑Ⅱ高性能AC伺服系統，它在高響應、高速度、高精度控制方面具有更高的水準。它同樣擁有在線參數自動調整功能，縮短了調試時間。它采用高分辨率的編碼器（16，17 bits）,提高了定位精度。采用速度觀測控制使電機的速度波動降低，實現了低速平滑運轉。利用參數切換可將系統分別使用為轉矩、位置、速度控制。在展覽會上，∑ⅡAC伺服表演了兩臺電機的同步相位控制。采用兩支鉛筆芯，連接兩臺∑ⅡAC伺服電機，在高速下脆弱的鉛筆芯都不斷裂，引起了參觀者的贊嘆，也證實了它的三高水平。
（2）富士電機推出換代的高性能AC伺服系統FALDIC-W系列
富士電機已生產α、β兩個系列的AC伺服系統。這次在継承α、β所具有的優異性能基礎上。又推出升級產品FALDIC-W系列。新產品具有以下特色：
Ø 采用高分辨率編碼器131072脈沖（17位），實現了低速的平穩運行，而且是標準配置；
Ø 配備帶減振控制，最大限度抑制機械振動；
Ø 提供多種額定速度的伺服電機（3000、2000、1500 r/min）,供用戶選擇。電機符合IP67標準，即能在潮濕和塵埃環境下使用；
Ø 配備RS-485 2個通訊接口。上位控制器與伺服放大器之間可用RS-485通信，從而用上位控制器實現參數的一體化管理；
Ø 調試簡單。伺服放大器能在自動往復運行過程中，簡單方便地進行自整定。
（3）路斯特公司推出C系列伺服驅動系統以適應不同需求
該公司推出的C系列產品，既有低端標準型，又有高端特殊專用型；既有異步交流伺服，又有同步交流伺服，并且可以為客戶量身定做，提供完整的系統解決方案。
C系列驅動系統的共同特點：
Ø 驅動器采用鉛鋅涂層的金屬外殼，具有優異的電磁兼容性（EMC），抗干擾能力強，運行可靠；
Ø 具有易于使用的PC調試診斷軟件Drive Manager,只需點擊選項設置的畫面；
Ø 具有小巧的操作面板和芯片卡，裝置投入運行十分簡單；
Ø 可實現模塊化網絡通訊，支持多種數字通訊接口。
（4）倫茨的9300,ECS/MCS交流伺服驅動系統
在展覽會上，倫茨Lenze公司推出的交流伺服驅動系統有9300和ECS/MCS兩個系列。
9300系列包括交流伺服驅動器、大功率范圍交流伺服電機（異步、同步）和低齒隙模塊化齒輪減速機（例圖10），可完成精確定位、復雜輪廓加工、角度和速度同步收放卷控制等復雜的伺服驅動任務。廣泛應用于印刷、造紙、紡織、包裝、工業機器人、高速電梯等行業。
值得提出的是它的伺服驅動器與PLC合一，為一體化設計，稱為伺服PLC。這種新穎的驅動控制方案，明顯降低機器運行和維護成本，充分提高系統性能。它使PLC與驅動器之間的數據傳輸比串行通訊更快捷、更可靠。同時，縮短了總線掃描時間，提高了響應速度。通過編制PLC軟件，可靈活組合控制功能。
2．伺服的發展趨勢
通過以上幾個公司推出的伺服驅動控制方面的新產品，給我們一些啟示：
（1）伺服驅動系統已是交流伺服一統天下的局面，基本分為異步伺服和同步伺服兩種類型產品，前者功率范圍廣，后者適用于性能要求高的場合。
（2）新產品的伺服單元都采用新型高速微處理器和專用數字信號處理器，取代了以模擬電子器件為主的伺服單元，由硬件伺服控制發展為軟件伺服控制，從而使在伺服系統中應用現代控制理論的先進算法成為可能，性能提高，并實現了數字化。
（3）伺服驅動系統継續向著小型化、緊湊型方向發展。新產品的伺服單元體積都比原來產品縮小很多，安川電機的達50%。隨著伺服電機材料改進，繞組工藝提高，功率密度增大，電機體積也縮小，這意味著：轉動慣量減小，加減速度加快，安裝空間更小，同時還降低了造價。
（4）新產品都考慮到系統的聯網能力，都支持多種工業總線，標配有多種數字通訊接口。
（5）具有參數自整定功能的伺服驅動系統已經在安川新產品上看到，成為新產品的一大特色。它免去了復雜的參數設定，調試時間大幅度縮短。有的公司新產品簡化了調整過程，按畫面進行選項，但未達到免調整。
（6）伺服與PLC一體化成為產品發展的又一個趨向。倫茨提出伺服PLC的新概念，并推出相應產品。有的公司的伺服單元也融入了PLC功能，同樣可以編程，實現程序控制。
（7）人機界面受到重視，在本次展覽會上展出了許多新產品，有觸摸式、按控式，畫面艷麗，使操作者一目了然，而且操作方便。
（8）伺服驅動系統的性能與速度和位置的檢測精度相關。許多新產品都使用了絕對位置編碼器，而且分辨率達到每轉16、17位脈沖，精度提高，又改善了低速平穩運行性能。
（9）生產經營伺服驅動系統的公司，現在都制作適應本公司產品的控制器，聯成一體，成套供應，這也是一種動向。安川展出了適應該公司產品的控制器。
（10）控制伺服驅動系統的PLC向著小型化和大內存容量的方向發展，本文介紹了通用的西門子產品。
（11）直接驅動的優點很多：無減速箱，毋須考慮齒輪間隙和磨損等問題，動態性能好，精度高，尤其適用于電機與機構一體化設計。本次展覽會上展出了多種型號的外轉子式直接驅動電機，它已有系列產品供應。直接驅動是值得注意的一個發展方向。
（12）為提高工作可靠性，伺服驅動系統的設計都按國際標準執行，提高了耐環境性能。
[B][color=#FF0000]三、植根于制造業沃土的FA方興未艾[/color][/B]
短短的4天展會已經謝幕。然而我們還是感受到工業自動化的千軍萬馬還在奔騰前行。中國業已成長為世界的制造業大國。飛速進步的工業社會為中國FA提供豐富的沃土。在許許多多的世界最新工業自動化技術前沿，中國與世界同步。機會又一次來到我們的面前。我們是太需要勇氣和創新精神了。讓我們再一次復習本次展會的主題：引進、吸收、合作、創新。