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【摘 要】在新兴市场快速兴起,大量机械设备需求造就化工机械自动化和自动化控制系统绝佳的发展机会下,如何经由自动化控制器研发,建立高精度运动控制的核心技术与模组,进而切入中高价格自动化机型市场,跨入更高阶的应用领域,创造出差异化价值,一直是国内研发团队与相关化工机械产业自动化研发者不断思考的课题与努力目标.
【关 键 词】化工机械；自动化；发展
1.我国化工机械自动化发展现况
在我国自动化相关产业的发展历程中,化工机械自动化化工机械产业占据着极为重要的地位,在规模仍不断持续成长且竞争激烈的国际市场上始终保有着不错的竞争力,我国已挤身成为全球重要化工机械生产国之一,年产值超过千亿元.但尽管经过多年来逐渐累积的技术实力,我国企业于此块市场上已建立起不差的成绩,然在占据化工机械核心,影响其性能优劣关键的自动化控制器市场上,高阶的控制器产品仍多由国外垄断,国内自动化产品于精度等级及稳定性等各方面较国外先进大厂仍有若干差距.
另一方面,随着我国化工机械产业的持续发展与日趋成熟,产值已达世界举足轻重地位,然而过去化工机械产业相关的自动化制造、测试与工厂自动化等设备多仰赖国外,设备自给率偏低,投资于上的庞大金额进口比例却很高,不仅严重削弱化工机械产业竞争力,造成外汇流失,也无法带动国内机械工业产生自动化技术升级的效应.因此,近几年在国家有关部门主导下,积极地规划推动国内产、学、研界投入化工机械产业所需的关键自动化设备与零部件的研究发展,期望可提高产品设备的自制率,协助相关重点化工机械产业技术升级,而其背后所倚靠的便是一系列先进自动化控制设备的制造技术.
2.我国化工机械自动化控制技术成就
自动化控制系统是整合电机、电子、感测、信息、控制等各项专业领域的知识与技术所构建组成的系统,而工业控制器则是自动化控制系统中宛若人体大脑般不可或缺的关键核心零部件.由于化工机械产业的快速发展以及个人电脑具有的软硬体开放架构与开放环境,挟着高市场普及性和各种应用蓬勃热络的优势,使得以个人电脑PC为控制中心,附着于制造系统或机械上,运用其数值计算能力,进行一般或特殊工业系统（或机械）的监测及控制,以达成化工工业系统的部份或完全机能的PC-Based,工业控制器在整个自动化化工机械产业中已成为世界市场的潮流.而国内的机械业者,也在近十年间快速的进性着这一波自动化控制设备在化工机械产业的研究发展.
我国相关研究机构对于化工机械自动化控制技术的研究发展,主要是执行国家宏观科技专案计划,过去几年间在相关控制核心组件技术以及机电系统整合技术的研发目标已相继达成且成效显着,累积了许多关键软硬体技术与专利,并陆续转移给化工机械推广使用.其中,在控制核心组件技术发展方面,先后完成了ASIC-Based及DSP-Based的控制相关软硬体、轴向及主轴用马达与驱动器、线型马达与驱动器,满足国内化工机械产业机电整合应用上的需求.而为了追求小型、稳定、低成本的控制器,则先后完成两代高密度运动与输出入控制专用晶片.其中,第二代运动与输出入控制专用晶片EPCIO及EDIO所研发完成的多轴运动控制技术是各式各样机械控制器的共同性基础技术,也是控制各式各样机械的性能与精密度的核心元件.在多轴运动控制技术的基础上再加上不同机械类别在应用面的专业领域知识以及整合多项软硬体技术,便可构建出各式各样的机械控制器,如CNC化工机械自动化控制器、射出机控制器、线切割放电加工机控制器、点胶机控制器、机器手臂控制器、绕线机控制器等.目前应用自动化技术所开发的多轴运动控制ASIC及运动控制核心软体已广泛提供化工机械业界采用,作为各式各样自动化多轴运动控制器大脑的核心元件,至今每年市场需求量可达10000套.
在自动化控制系统应用技术发展方面,除整合已发展的关键零部件及前述运动控制技术成为具备竞争力的控制器外,也发展特定领域化工机械专用软体及机电整合技术,协助业者跨入技术自主的境地,也使整个化工机械产业逐渐脱胎换骨、成长茁壮,充分落实建立本土化自主性技术的研发目标.
化工机械自动化部分,成功研发多轴运动控制、高刚性轻量化结构等关键专利技术,结合控制器,高速、复合主轴等关键零部件,发展出具特色的线型化工机械自动化,经过研发成果以及业者的实务加工经验,与业界共同建构国产供应体系及自动化机械类型,使传统化工机械从业者可突破欧美先进化工机械自动化专利,容易进入市场并建立起系列产品,也协助线型化工机械自动化业者得以突破以往大型机精度不佳的局限,在性能上提高,定位精度与切削效能,并将相关化工机械自动化技术应用由传统化工机械产业进阶至TFT-LCD加工制程中,带动化工机械产业升级.
由此可见,发展优秀且自主的自动化控制器技术是健全化工机械产业体系,填补化工机械产业技术缺口,并使化工机械产业根留我国的重要因素的一,也可知欲强化化工机械产业根本体质,健全化工机械产业完整体系,必须不断深耕且致力于共通性自动化技术的发展,化工机械产业的基础技术能力与群聚效应愈高,则自主创新研发并维持自动化技术领先的能力便越强.
3.我国化工机械自动化技术发展策略及方向
面对今日网络蓬勃兴起的信息化时代,化工机械自动化技术要创造价值,势必须与IT技术紧密结合,这也是智慧机械的广义注释.而信息技术(IT)与制造科技(MT)结合的控制系统,也将带领化工机械产业进入智能化网络工厂自动化的新世代.化工机械自动化技术研发应定位于持续发展自动化控制与精密化工机械所需的共通性基础技术,包括高精度稳定性、可靠度、精密运动控制及发展信赖度技术,协助化工机械产业研发关键零部件及高值产品.锁定开发新一代的智慧型自动化控制器,成为开放式的加值创新平台,并以此平台为基础,建构化工机械产业设备的关键组件,协助推动化工机械产业迈向高速化、复合化、高精化、智慧化的的化工机械自动化生产制造者.
控制器位居自动化与加工中心的的信息流枢纽,在信息化时代角色日益重要,而具备友善性、整合性、自动化、智能化的控制系统将是未来自动化控制器的主流.因此在智慧型控制器的开发上,化工机械自动化四个期望达成的目标分别是整合性最高的运动控制晶片、友善的智慧人机界面、精准轨迹运动控制技术,以及高效率智慧判断法则.自动化技术面则以新一代的IMC多轴运动控制晶片为核心,辅以精密运动控制（精密轨迹多轴运动控制技术）、智慧人机（直觉式人机界面发展）、智慧系统（低对比几何特征获取等相关技术）. [科]
【参考文献】
［１］杨建平.自动化技术在机械应用中的发展研究[J].中小企业管理与科技（上半月）,2008（1）.
［２］聂海波.机械自动化技术的应用研究[J].科协论坛（下半月）,2011（2）.