工业自动化行业技术水平及发展趋势

济南海马工业（机械）设计中心是一家致力于机械设备单机、生产线研发；技术创新，新产品研发、工程设计咨询、自动化流水线设计，改造，产品图纸标准化的科研机构。可以根据设备在不同的情况下不同用途的需求，遵照参数自行设计，使其满足特定性能和功能，并对成本严格控制。我们以快速高效的反映速度，为中小企业及个人提供简洁有效的解决方案，科学合理的收费标准，完善健全的定制化服务；为全国中小企业提供优质的服务和技术支撑。

1、工业自动化行业的技术水平

我国工业自动化行业相对于国外发达国家起步较晚，进入21世纪才开始普及，在技术积累和产品的性能、稳定性及可靠性方面与国外领先企业仍有较大的差距，尤其是在高端产品领域差距更大，目前只有少数领先的本土品牌已在产品技术和性能上接近甚至达到了外资知名品牌的水平，逐步涉足高端应用领域。但从整体来看，本土品牌的技术成熟度与外资知名品牌相比还有一定差距，产品规格和种类也有待进一步丰富。

2、工业自动化行业的技术发展趋势

随着控制工程学、人机工程学、计算机软件、嵌入式软件、电力电子、机电一体化、网络通讯等学科的不断发展，现代工业自动化技术日益完善，基于信息化带动工业化生产的理念，智能化、微型化、网络化、平台化、集成化将成为工业自动化技术发展的主要方向。

（1）变频器技术发展趋势

近年来，我国变频器的市场保持着较高的增长率，变频器市场还在向成熟阶段迈进，市场应用领域不断扩大，而用户需求也日趋多样化，大众的节能环保意识显著提高，同时越来越多的新型技术和材料被应用在变频器研制中，未来，变频器技术将向智能制造、行业定制、系统集成和节能低噪方向发展。

① 智能制造

制造设备逐渐升级，变频器作为智能制造的执行单元，要求变频器自身也具备智能化，在完成节能调速、转矩控制、位置控制等电机驱动功能外，变频器还要能够对驱动设备实施振动、电流、速度、温度等多维度在线监测，可通过监控参数来实现故障诊断和故障预警功能。同时，变频器能够对本体器件提供寿命监测和更换预警等功能，避免故障扩大化和减少非正常停机。工业总线的高效率传输可将大型复杂设备的所有信息集中处理，各个智能节点即各自分工又高效协同。

② 工业自动化行业定制

随着市场应用领域的不断扩展，用户需求也是多样化。变频器在不断满足功能和性能需求的同时，还要不断满足操作习惯需求、机械设备安装简便和空间节省需求、多台自动化设备融合兼容需求等一系列个性化的需求。通用变频器的结构和特征无法全面满足新的个性需求。所以符合机械结构，方便操作，减少多台自动化设备组合不兼容问题的定制机型开始在细分机型种类中获得客户的认可和青睐。如起重机械专用变频器、电梯控制专用变频器、空调专用变频器等。这些行业定制化变频器不但可以提供适应性更好的控制策略，而且能降低设备的综合成本。

③ 系统集成

为满足客户生产现场自动化设备的各类驱动需求，变频器需要有多台变频器联动、多段速电机并行驱动、兼容多种类型电机驱动的集成能力，而且变频器、控制系统、电气件、执行系统等这些需要灵活集成在一起，形成系统解决方案。系统集成可以精简控制系统，降低成本，减少数据冗余，多控制单元并行高效运行，具备可扩展性，满足客户长期发展需要。

此外伴随5G通讯速度提升，物联网系统发展和广泛应用。通过互联网和云平台进行远程遥控监视，实现多台变频器按工艺程序联动，形成最优化的变频器综合管理控制系统，实现无人工厂。

④ 节能低噪

国家一直提倡绿色节能，同时实施一系列举措来督促企业开展节能环保升级。变频调速可以使得异步电机在满足工业要求下以最节能的转速运行。另外高效节能的同步电机、同步磁阻电机等新型高效电机的运行离不开变频器的驱动。变频器驱动永磁同步电机节能降耗非常可观，事实也证明了变频驱动的节能降耗效果。随着变频器向高端大功率节能应用领域的渗透，未来对变频器降低噪音、减少谐波对电网或其他电气设备的干扰的要求进一步提高。

（2）伺服系统技术发展趋势

《中国制造2025》是在新的国际国内环境下，我国政府立足于国际产业变革大势，作出的全面提升中国制造业发展质量和水平的重大战略部署。《中国制造2025》第一阶段目标指明：制造业数字化、网络化、智能化取得明显进展。伺服系统作为智能制造的核心部件，总体来看伺服系统技术未来主要趋势如下：

① 高性能化

快速响应、精准定位是伺服系统核心竞争力，各大伺服系统厂家都在提升电机控制算法和编码器精度上不遗余力，随着芯片运算能力的提升，电机控制算法的优化，编码器技术的升级，伺服系统性能也在稳步提升。

② 集成化

集成化有“控制+驱动”一体化和“驱动+电机”一体化等形式。“控制+驱动”一体化：随着多核芯片能力的提升，将伺服驱动、运动控制一体化集成在底层嵌入式系统当中，可极大地降低系统集成复杂性、成本与体积。“驱动+电机”一体化：通过总线控制，节省了系统布线及空间，有效提高系统可靠性及降低系统成本。

③ 总线化

随着工业总线技术的不断发展以及设备传动部件的增多，总线型伺服系统具有越来越重要的地位，伺服系统与上位控制系统交互的数据更快更多，提升系统控制性能的同时，上位系统还可以根据伺服系统的实时数据预测和判断系统运行状态和趋势，做到隐患提前预警，减少非正常停机。

④ 智能化

智能化伺服系统，具备参数记忆、故障诊断和分析、系统参数自整定、系统参数免调整等功能，主要研究内容包括传动链模式识别、参数免调试技术、电机本体/驱动器/传动链运行状态在线监控、安全运行能力等。

⑤ 高功率密度化

随着市场对伺服系统的小型化需求增加；功率器件技术、材料及工艺升级在降低功耗的同时减小了体积；以及伺服电机材料及编码器技术的升级，电机能够越来越小型化，伺服系统功率密度也会越来越高。