第9届国际现代工厂/过程自动化技术与装备展览会（FA/PA）于2005年6月14-17日在北京中国国际展览中心隆重举行。国内外数百家企业都纷纷将本企业最新的高精尖的产品赴会参展，同时还举行工业自动化技术论坛，因此吸引了众多的同行业者、专家和专业观众。
作为中国制造业自动化领域的品牌专业展会，展览会以“引进、吸收、合作、创新。”为主题，几乎聚齐了全世界工业自动化领域的一流企业和知名品牌。如德国的西门子自动化与驱动、图尔克、伦茨、菲尼克斯电气、穆勒电气、皮尔磁、KW-Software、施克、法国的施耐德电气、美国的罗克韦尔、GE Fanuc、艾默生网络、邦纳、日本的富士电机、三菱电机、安川电机、欧姆龙、三垦、光洋电子、和泉电器、韩国的LG产电、AUTONICS、多伺电子及现场总线PROFIBUS国际组织、ASI国际组织、PLCopen国际组织，还有许多国内的知名品牌如杭州和利时自动化、烟台惠丰电子、上海泓格科技、无锡台安科技、东元电机、深圳人机电子、珊星数控、康沃电气、英威腾电气、北京机械工业自动化所、智能电气、新利同创、鼎实创新等都在本展会上展示了他们一流的企业形象和最新产品及技术成果。
[B][color=#FF0000]一、控制类产品和技术的应用前景及发展趋势[/color][/B]
[B]1、PLC及其在FA的应用前景[/B]
八十年代诞生并且首先应用在美国福特汽车生产线上的PLC至今已经走过二十年的发展历程。今天的PLC技术吸收着一代又一代的电子信息技术前沿成果早已经成长为工企业自动化领域的参天大树。据统计，PLC是国际现代工厂/过程自动化技术与装备78.5%的基础自动化平台。进入21世纪以来，伴随着电子信息技术的高速扩张发展，IPC（工业控制计算机）、PAC（可编程自动化控制器）、ES（嵌入式控制器）、SE（交换式以太网）等等新型基础自动化技术平台的成熟发展，PLC的生命周期到底还能坚持多久？
纵观FA/PA第九届国际现代工厂/过程自动化技术与装备展览会，我们看到：
（1） PLC的可靠稳定性仍然是支撑现场控制的基础。
（2） PLC的核心技术仍然在发展。标志是显著的小型化和高性能化、新型多CPU多机架体系架构。
（3） PLC的高性能化标志包括：纳秒级的运算速度进一步提高实时性，以至于部分的延伸到传统的中小型DCS应用领域。
（4） PLC的应用技术正在经历着革命性的发展。标志是以Siemens、Rockwell等电气自动化公司提出集成架构概念和全面融合支持商务电子信息技术的开放化MES软件为用户提交PLC平台的总体解决方案。
（5） PLC正在走向标准化软件开发时代。PLC-OPEN国际、德国 KW软件公司的光临，说明IEC6113-3这一跨越PLC制造商门户的标准化工业控制软件开发平台正在得到骨干厂商的支撑，有望解决多年以来多平台工控软件互联互通、移植共享的技术瓶颈。据知，目前美国有23%、欧洲有45%、日本有22%的厂商提供IEC6113-3标准编程开发工具。
（6） PLC世界仍然在以4%的速度增长。其中中国大陆的年增长速度达到14%，PLC控制技术在机电设备中普遍应用。
（7） PLC在全世界有庞大的研发、运行、维护工作从业工程技术人员，这是PLC多年应用积累的巨大人力资源财富。
（8） PLC拥有长期稳定的供货与技术支持。特别是那些PLC大型电气商能够为客户提供向上兼容的换代新品，这使得PLC的应用在e时代的自动化潮流前同时保持住时代的先进性和难得的投资稳定性。从而保护了广大最终客户的长远投资利益，获得坚实稳定的市场支持。
[B]2、现场总线和工业以太网在FA的应用前景[/B]
大浪淘沙。较多的现场总线，其增长率已呈下降趋势。然而少数的现场总线如FF，Profibus，AS-i等继续保持上升的势头。另外，我们也看到例如北京鼎实科技推介的总线桥技术产品在实实在在的帮助现场仪表设备搭上现场总线的时代快车。
分久必合。工业以太网或实时以太网发展非常之快，已从管理层、控制层向现场层渗透，有鉴于此，IEC正在着手制定实时以太网国际标准IEC61784。值得关注的是，诸如西门子、罗克韦尔等电气工业巨头已经和正在全力推进以太网的工业架构。例如西门子的profinet、例如我国浙大中控自主开发了有知识产权的实时以太网EPA，并向IEC提交且已纳入为IEC 61784-2中（子集的编号为CPF-14）。
基于OPC规范、打破门户自闭、一网到底的生产设备统一标准上网的工业自动化大一统美梦已经浮现在天际。
[B]3、开放和标准化是FA不可阻挡的趋势[/B]
用户往往需要将不同厂商的产品集成在一个系统内以便最大化地发挥这些产品的长处，从而优化投资。市场需要（on demand）经常是促进技术发展的动力，这种集成需要不同系统之间的互操作性、互换性等从而推动了开放和标准化。例如IEC 61131-3编程语言由举步维艰到逐步推广，OPC技术的迅速发展（目前已向Internet应用程序开放），工业以太网的迅速崛起等。
[B][color=#FF0000]二、传动类新品及技术发展趋势[/color][/B]
(一)、变频器新产品及发展趋势
1、变频器新产品
从各参展商的展品看，以下厂家推出的新产品值得关注：
（1） 安川在这次展会上展出了高性能、多用途、真正的矢量控制通用变频器——
Vatispeed G7系列变频器。它是世界上首次以三电平控制方式运用于400v级的通用变频器；
（2） 伦茨所展出各系列变频器均可用于提升机负载，这是其它厂家所没有的。
（3） SEW所展出的分散安装控制系统，把变频器与电机做成一体，简化了设计、
安装、调试的时间和费用。
（4） A-B新推出的PowerFlex 400系列变频器也很具特色。
（5） 三垦力达电气（江阴）在展会上展出的HALLMARK WD05系列变频器是一
种高性能卷绕专用变频器。
（6） 上海思维佳（东芝代理商）在展会上展示了东芝公司最新推出的VF－XS1系
列变频器，其特点是在0.3Hz时可达到200％的额定转矩。
2、变频器的发展趋势
从这次展上可以看出变频器的一些新的发展动向和趋势：
（1） 分散式安装系统的出现。
这是为多台变频器分散控制提供了新的设计理念。以往，变频器作为电机调速控制设备，是独立、自成一体的。变频器安装在控制柜内，与电机相隔一定的距离。这样的集中控制方式控制柜大，电缆多、设计、施工周期长，维修不便。而分散式安装系统则把变频器和电机做成一体，在现场安装，现场布线，电机到变频器的电缆短、干扰小，减少了设计、安装、调试的时间，根据SEW公司的介绍，这种分散安装系统的设计费用可减少50～57％，安装费用可减少40～60％。这种系统特别适用于汽车、烟草、机场行李分检、生产线内部物流、自动仓储等。
在这次展会上，除SEW公司外，伦茨公司和西门子公司也推出了这种分散安装系统。
（2） 向伺服系统发展。
在电气传动领域，综合利用各种控制技术和控制方法，可有效地完成各种复杂的自动化控制任务。由于生产工艺发展的需要，要求控制精度更高、速度更快、定位更准，通用变频器已不能完全满足工艺的要求了，这就促进了变频器向伺服系统的发展。许多变频器厂家都开发生产了伺服系统，值得一提的是，在这次展会上，德国路斯特（LUST）公司推出的伺服驱动系统引人关注，不仅控制精度高，而且容量大，异步电机伺服驱动系统由370W到90kW；同步电机伺服驱动的容量为2A～170A ，这都是可见到的最大容量的伺服系统了。
（3） 矩阵式变频器的出现。
PWM变频器作为应用于各种用途的电力变换器，已得到广泛应用。但另一方面，近几年随着PWM变频器的普及，它对周边设备所造成的影响也日益增加，由于电源的高次谐波引起的误动作，电源干扰引起的误动作，射频干扰引起的误动作；对电机性能劣化的影响，如对电机的冲击电压引起的绝缘老化，电动机的轴电压引起的电动机的轴承的损坏等。这些问题都使人们寻求一种真正的环保型的变频器。而矩阵式交交变频器就是这样一种变频器，它没有中间直流环节，能使功率因数为1，能四象限运行。在这次展会上，虽然没有矩阵式变频器产品，但我们从安川公司了解到他们开发的矩阵式交－交变频器，这是世界上首台矩阵式交交变频器。
这种变频器有9个IGBT双向开关组成，它使用三相电压输入来控制输出电压，这样就不仅能吸收任何的杂波，而且能提供清洁的输出电压，即可以有效电源的输入电流和有效地控制输出电压。所以它能控制输入电源的功率因数，使之达到1，而且能大大地降低输入电流的谐波，它只有传统的交直交变频器的20％。输出电流几乎是正弦波。当再生发电时电流能以180o转换并反馈到电网中。它不需要制动电阻，也不需要反馈变换器。所以它能高效率的运行于四象限中。它特别适合起重机、电梯、离心机和其它需要连续电动又连续制动发电的场合。
据安川公司介绍，由于目前IGBT的价格较贵，同容量的矩阵变频器的价格相当于通用交直交变频器的2倍。相信，随着IGBT价格的降低，矩阵式交交变频器的价格会降到人们能够接受的程度。矩阵变频器是未来变频器的发展方向，是不用怀疑的。
（4） 变频器网络化越来越强。
在这次展会上，可以看到大部分变频器都具有网络功能，如这次展会上A-B公司最新推出的PowerFlex 400变频器具有内置的RS－485通讯功能，可与多种网络连接，可以配接最基本的RS-232/RS-485串行通讯协议、PROFIBUS等现场总线协议以及INTERNET局域网协议等。同时这种变频器还可通过装有DdiveExplorerTM或DriveExe cutiveTM软件的微机进行编程和控制。
在网络化日益普及的今天，与普通点对点硬线连接方式相比，通过网络化高速通讯连接的变频器系统，可以最大程度上降低系统的维护时间，提高生产效率，降低运行成本。通过现场总线模块，可以不考虑变频器的型号，而用同一种编程语言和程序结构与不同功率段、不同型号的变频器进行组构。
可以说，现在的和今后的变频器产品如不具备网络功能，就没有前途和市场。
（5） 伺服PLC和驱动PLC的出现，把伺服系统和PLC控制系统以及驱动系统和PLC的功能紧密结合，也是一个发展方向。
[B]（二）、伺服新产品及发展趋势[/B]
1、伺服新产品
（1）在展览会上安川电机特别推荐的一款新产品是骏马系列AC伺服系统，它面向通用伺服市场，伺服电机为SJME型，伺服单元为SJDE型。该产品的特点是简单（Easy-Setup）、易用（Easy-Tuning）、小型（Compact）、高品质（High quality）和高可靠性（High reliability）.
安川电机同时展出了∑Ⅱ高性能AC伺服系统，它在高响应、高速度、高精度控制方面具有更高的水准。它同样拥有在线参数自动调整功能，缩短了调试时间。它采用高分辨率的编码器（16，17 bits）,提高了定位精度。采用速度观测控制使电机的速度波动降低，实现了低速平滑运转。利用参数切换可将系统分别使用为转矩、位置、速度控制。在展览会上，∑ⅡAC伺服表演了两台电机的同步相位控制。采用两支铅笔芯，连接两台∑ⅡAC伺服电机，在高速下脆弱的铅笔芯都不断裂，引起了参观者的赞叹，也证实了它的三高水平。
（2）富士电机推出换代的高性能AC伺服系统FALDIC-W系列
富士电机已生产α、β两个系列的AC伺服系统。这次在継承α、β所具有的优异性能基础上。又推出升级产品FALDIC-W系列。新产品具有以下特色：
Ø 采用高分辨率编码器131072脉冲（17位），实现了低速的平稳运行，而且是标准配置；
Ø 配备带减振控制，最大限度抑制机械振动；
Ø 提供多种额定速度的伺服电机（3000、2000、1500 r/min）,供用户选择。电机符合IP67标准，即能在潮湿和尘埃环境下使用；
Ø 配备RS-485 2个通讯接口。上位控制器与伺服放大器之间可用RS-485通信，从而用上位控制器实现参数的一体化管理；
Ø 调试简单。伺服放大器能在自动往复运行过程中，简单方便地进行自整定。
（3）路斯特公司推出C系列伺服驱动系统以适应不同需求
该公司推出的C系列产品，既有低端标准型，又有高端特殊专用型；既有异步交流伺服，又有同步交流伺服，并且可以为客户量身定做，提供完整的系统解决方案。
C系列驱动系统的共同特点：
Ø 驱动器采用铅锌涂层的金属外壳，具有优异的电磁兼容性（EMC），抗干扰能力强，运行可靠；
Ø 具有易于使用的PC调试诊断软件Drive Manager,只需点击选项设置的画面；
Ø 具有小巧的操作面板和芯片卡，装置投入运行十分简单；
Ø 可实现模块化网络通讯，支持多种数字通讯接口。
（4）伦茨的9300,ECS/MCS交流伺服驱动系统
在展览会上，伦茨Lenze公司推出的交流伺服驱动系统有9300和ECS/MCS两个系列。
9300系列包括交流伺服驱动器、大功率范围交流伺服电机（异步、同步）和低齿隙模块化齿轮减速机（例图10），可完成精确定位、复杂轮廓加工、角度和速度同步收放卷控制等复杂的伺服驱动任务。广泛应用于印刷、造纸、纺织、包装、工业机器人、高速电梯等行业。
值得提出的是它的伺服驱动器与PLC合一，为一体化设计，称为伺服PLC。这种新颖的驱动控制方案，明显降低机器运行和维护成本，充分提高系统性能。它使PLC与驱动器之间的数据传输比串行通讯更快捷、更可靠。同时，缩短了总线扫描时间，提高了响应速度。通过编制PLC软件，可灵活组合控制功能。
2．伺服的发展趋势
通过以上几个公司推出的伺服驱动控制方面的新产品，给我们一些启示：
（1）伺服驱动系统已是交流伺服一统天下的局面，基本分为异步伺服和同步伺服两种类型产品，前者功率范围广，后者适用于性能要求高的场合。
（2）新产品的伺服单元都采用新型高速微处理器和专用数字信号处理器，取代了以模拟电子器件为主的伺服单元，由硬件伺服控制发展为软件伺服控制，从而使在伺服系统中应用现代控制理论的先进算法成为可能，性能提高，并实现了数字化。
（3）伺服驱动系统継续向着小型化、紧凑型方向发展。新产品的伺服单元体积都比原来产品缩小很多，安川电机的达50%。随着伺服电机材料改进，绕组工艺提高，功率密度增大，电机体积也缩小，这意味着：转动惯量减小，加减速度加快，安装空间更小，同时还降低了造价。
（4）新产品都考虑到系统的联网能力，都支持多种工业总线，标配有多种数字通讯接口。
（5）具有参数自整定功能的伺服驱动系统已经在安川新产品上看到，成为新产品的一大特色。它免去了复杂的参数设定，调试时间大幅度缩短。有的公司新产品简化了调整过程，按画面进行选项，但未达到免调整。
（6）伺服与PLC一体化成为产品发展的又一个趋向。伦茨提出伺服PLC的新概念，并推出相应产品。有的公司的伺服单元也融入了PLC功能，同样可以编程，实现程序控制。
（7）人机界面受到重视，在本次展览会上展出了许多新产品，有触摸式、按控式，画面艳丽，使操作者一目了然，而且操作方便。
（8）伺服驱动系统的性能与速度和位置的检测精度相关。许多新产品都使用了绝对位置编码器，而且分辨率达到每转16、17位脉冲，精度提高，又改善了低速平稳运行性能。
（9）生产经营伺服驱动系统的公司，现在都制作适应本公司产品的控制器，联成一体，成套供应，这也是一种动向。安川展出了适应该公司产品的控制器。
（10）控制伺服驱动系统的PLC向着小型化和大内存容量的方向发展，本文介绍了通用的西门子产品。
（11）直接驱动的优点很多：无减速箱，毋须考虑齿轮间隙和磨损等问题，动态性能好，精度高，尤其适用于电机与机构一体化设计。本次展览会上展出了多种型号的外转子式直接驱动电机，它已有系列产品供应。直接驱动是值得注意的一个发展方向。
（12）为提高工作可靠性，伺服驱动系统的设计都按国际标准执行，提高了耐环境性能。
[B][color=#FF0000]三、植根于制造业沃土的FA方兴未艾[/color][/B]
短短的4天展会已经谢幕。然而我们还是感受到工业自动化的千军万马还在奔腾前行。中国业已成长为世界的制造业大国。飞速进步的工业社会为中国FA提供丰富的沃土。在许许多多的世界最新工业自动化技术前沿，中国与世界同步。机会又一次来到我们的面前。我们是太需要勇气和创新精神了。让我们再一次复习本次展会的主题：引进、吸收、合作、创新。