在“工業(yè)4.0”的大趨勢(shì)下,智能制造成為時(shí)代主旋律和制造業(yè)的主攻方向。而制造業(yè)中,自動(dòng)化、智能驅(qū)動(dòng)技術(shù)將發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用,這是一場(chǎng)圍繞可持續(xù)生產(chǎn)力效率提高的創(chuàng)新挑戰(zhàn),從而為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)改造和新興產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展提供不竭動(dòng)力。
“工業(yè)4.0”的基本概念,即模塊化信息物理系統(tǒng),該系統(tǒng)可以在配合操作員的同時(shí)實(shí)現(xiàn)彼此之間的實(shí)時(shí)通信,自動(dòng)作出判斷,從而按需調(diào)整生產(chǎn)過(guò)程。
為了設(shè)計(jì)出理想的新產(chǎn)品,制造商在選擇相關(guān)的運(yùn)行控制設(shè)備時(shí)需要綜合考慮以下幾點(diǎn):
邏輯控制已無(wú)法滿足需求
幾年前,業(yè)界仍普遍使用可編程邏輯控制器(PLC)來(lái)控制機(jī)器設(shè)備。通常情況下,PLC會(huì)連接一個(gè)獨(dú)立的運(yùn)行控制器,而該控制器通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線來(lái)調(diào)整和配合伺服驅(qū)動(dòng)器。然而,這種方式現(xiàn)在顯然無(wú)法滿足行業(yè)需求了,數(shù)字化制造需要的是能夠并行執(zhí)行多個(gè)復(fù)雜任務(wù)的機(jī)械控制器。
因此,這種需求促進(jìn)了可編程自動(dòng)化控制器的發(fā)展(PAC)?,F(xiàn)代PAC平臺(tái)是一種使能技術(shù),客戶可以通過(guò)PAC平臺(tái)制造 “工業(yè)4.0”所需的生產(chǎn)設(shè)備。
連通性才是關(guān)鍵
為了實(shí)現(xiàn)更高的靈活性以及設(shè)備的整體效能最大化,生產(chǎn)過(guò)程需要根據(jù)需求的變化自動(dòng)調(diào)整。為此,不但要安裝彼此之間能夠?qū)崟r(shí)對(duì)話的智能設(shè)備,而且還需要有一個(gè)作為中央樞紐的控制器平臺(tái),才能實(shí)現(xiàn)從企業(yè)網(wǎng)絡(luò)到各個(gè)執(zhí)行器的無(wú)縫雙向通信。
為了避免潛在瓶頸發(fā)生,應(yīng)選用支持工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議的智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備,以便與控制系統(tǒng)通信。配有集成網(wǎng)絡(luò)發(fā)布功能的可編程控制系統(tǒng)有助于隨時(shí)隨地發(fā)布數(shù)據(jù),并在需要時(shí)便于遠(yuǎn)程維護(hù)。
電氣控制面板設(shè)計(jì)的影響
由于自動(dòng)調(diào)節(jié)制造工藝需要精確的位置控制,所以隨著人們?cè)絹?lái)越傾向于選擇小批量尺寸和大規(guī)模按需生產(chǎn),伺服驅(qū)動(dòng)器的使用也就越來(lái)越大。然而,增加伺服驅(qū)動(dòng)器數(shù)量需要安裝更大的電氣控制柜,否則可能會(huì)增加安裝問(wèn)題。
目前的解決方案是使用伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),該系統(tǒng)裝有中央供電模塊,以便減少外部組件的使用數(shù)量。現(xiàn)代多軸系統(tǒng)也發(fā)展為配有堆疊式雙軸及三軸模塊,從而極大地縮小了控制面板的尺寸。此外,由于單芯電纜伺服電機(jī)是將位置反饋信號(hào)合并到電機(jī)的電源線中,所以與之前相比,電纜的成本降低了一半。
在華北電力大學(xué)李彥斌看來(lái):
智慧型電廠是以執(zhí)行力體系、信息化體系、節(jié)能環(huán)保體系、預(yù)警體系、學(xué)習(xí)型企業(yè)體系和企業(yè)文化體系六大管理體系作為支撐,是適應(yīng)我國(guó)電力改革的必然產(chǎn)物。
不同于學(xué)術(shù)界的觀點(diǎn),作為實(shí)業(yè)家,科遠(yuǎn)董事長(zhǎng)劉國(guó)耀則認(rèn)為:
智能電廠是數(shù)字化電廠結(jié)合智能系統(tǒng)后的進(jìn)一步發(fā)展,將以新型傳感、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)為技術(shù)支撐,以創(chuàng)新的管理理念、專業(yè)化的管控體系、人性化的管理思想、一體化的管理平臺(tái)為重點(diǎn),具有數(shù)字化、信息化、可視化、智能化等特點(diǎn),將最大限度地實(shí)現(xiàn)電廠的安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)保運(yùn)行。
智能電廠已成為發(fā)展必然趨勢(shì)
從我國(guó)的國(guó)情來(lái)看,石油資源相對(duì)匱乏,天然氣資源也并不十分充足,出于技術(shù)層面的考慮,核電和風(fēng)能的不穩(wěn)定性難挑大梁,因此,煤炭火力發(fā)電仍然是主力發(fā)電模式,甚至占據(jù)了高達(dá)60%的比重。資源的有限性和對(duì)于電力越來(lái)越高的需求促使著我們?nèi)で蟾雍侠淼耐緩?。此時(shí),聚焦現(xiàn)有電廠的升級(jí)改造就是最好的選擇。
因此,智慧電廠的興起既順應(yīng)時(shí)代發(fā)展,又是傳統(tǒng)電力企業(yè)自我變革的必經(jīng)之路,而且這必將成為我國(guó)發(fā)電企業(yè)發(fā)展的一種趨勢(shì)。
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