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(1)行業(yè)基本概念
①過(guò)程控制行業(yè)介紹
過(guò)程控制在工業(yè)領(lǐng)域是指以厚度、水分、成分、溫度和壓力等工藝參數(shù)作為被控變量的自動(dòng)控制,是計(jì)算機(jī)及時(shí)地采集檢測(cè)數(shù)據(jù),經(jīng)過(guò)算法得出最佳值迅速地對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行自動(dòng)控制和自動(dòng)調(diào)節(jié),也被稱為實(shí)時(shí)控制。過(guò)程控制是保持生產(chǎn)穩(wěn)定、降低消耗及成本、提高生產(chǎn)質(zhì)量的重要手段。依據(jù)具體職能和組成的不同,過(guò)程控制技術(shù)可分為自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)、自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)和自動(dòng)操縱系統(tǒng)四類。
A、自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)
自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)是指自動(dòng)連續(xù)地對(duì)面密度、厚度、灰分、水分等各種工藝變量進(jìn)行測(cè)量,并在上位機(jī)中對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析輸出,為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制提供輸入信息。根據(jù)測(cè)量原理的不同,自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)可以分為射線式、激光式、微波式、超聲波式等。目前,片材在線自動(dòng)檢測(cè)主要是片材的厚度/面密度/水分或其它成分含量的在線檢測(cè),如厚度(面密度)國(guó)際同行通用的檢測(cè)方式主要是射線測(cè)厚、
激光反射測(cè)厚、紅外測(cè)厚等,水分的主要檢測(cè)方式主要是紅外檢測(cè)和微波檢測(cè);其他成分檢測(cè)主要是射線檢測(cè)或紅外檢測(cè)。每種檢測(cè)方式各有優(yōu)缺點(diǎn)。
當(dāng)前片材生產(chǎn)過(guò)程中在線實(shí)時(shí)、非接觸高精度檢測(cè)要求日益提升,射線檢測(cè)、激光檢測(cè)、紅外檢測(cè)、微波檢測(cè)在發(fā)行人相關(guān)業(yè)務(wù)的檢測(cè)場(chǎng)景中仍是行業(yè)內(nèi)重點(diǎn)發(fā)展的檢測(cè)技術(shù),且隨著涂覆、復(fù)合等深加工新材料應(yīng)用場(chǎng)景增多,射線類面密度檢測(cè)技術(shù)性能明顯優(yōu)于其他檢測(cè)手段,具有廣闊的市場(chǎng)空間。
B、自動(dòng)控制系統(tǒng)
自動(dòng)控制系統(tǒng)是指利用自動(dòng)控制儀表及裝置,對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中某些重要的工藝變量進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié),使它們?cè)谑艿酵饨绺蓴_影響偏離正常狀態(tài)后,能夠自動(dòng)地重新回復(fù)到規(guī)定的范圍之內(nèi),從而保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行。按控制原理的不同,自動(dòng)控制系統(tǒng)分為開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng),在開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)中,系統(tǒng)輸出只受輸入的控制,控制精度和抑制干擾的特性都比較差;閉環(huán)控制系統(tǒng)是建立在反饋原理基礎(chǔ)之上的,利用輸出量同期望值的偏差對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制,可獲得比較好的控制性能。
②過(guò)程控制對(duì)于智能制造的重要性
智能制造需要強(qiáng)大的工業(yè)自動(dòng)化作為支撐。過(guò)程控制是工業(yè)自動(dòng)化的重要分支,廣泛應(yīng)用于新能源電池、薄膜、造紙、無(wú)紡布及衛(wèi)材、醫(yī)藥和食品等過(guò)程工業(yè)領(lǐng)域。隨著人們物質(zhì)生活水平的提高以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈,過(guò)程工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量和功能也向更高的層次發(fā)展,為滿足優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗等要求,過(guò)程控制已經(jīng)成為現(xiàn)代過(guò)程工業(yè)不可或缺的重要組成部分。我國(guó)智能制造尚處于起步階段,過(guò)程控制作為智能制造在過(guò)程工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)的根基,其應(yīng)用水平將直接影響未來(lái)智能制造在過(guò)程工業(yè)的發(fā)展。
(2)過(guò)程控制行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
①應(yīng)用領(lǐng)域拓展和檢測(cè)精度提高,檢測(cè)設(shè)備需求旺盛
在工業(yè)自動(dòng)化中,特別是連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化中,檢測(cè)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化必不可少的技術(shù)工具之一。自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)通過(guò)對(duì)過(guò)程參數(shù)的準(zhǔn)確檢測(cè),可以及時(shí)準(zhǔn)確地反映工藝設(shè)備的運(yùn)行工況,為操作人員提供必要的操作依據(jù),為自動(dòng)控制系統(tǒng)提供必要的信號(hào),是過(guò)程控制中重要的前端系統(tǒng)。隨著工業(yè)自動(dòng)化的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展和工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)于檢測(cè)精細(xì)度的要求不斷提升,工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)對(duì)于檢測(cè)設(shè)備的需求日益旺盛。
根據(jù) Grand View Research 數(shù)據(jù),2020 年全球自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備規(guī)模已達(dá)到 68.7億美元。未來(lái)在全球工業(yè)自動(dòng)化不斷發(fā)展的驅(qū)動(dòng)下,市場(chǎng)規(guī)模仍將保持持續(xù)增長(zhǎng)。從細(xì)分領(lǐng)域角度,發(fā)行人在線檢測(cè)產(chǎn)品主要涉及自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備中的射線檢測(cè)設(shè)備、激光檢測(cè)設(shè)備和微波檢測(cè)設(shè)備。射線檢測(cè)技術(shù)、激光檢測(cè)技術(shù)和微波檢測(cè)技術(shù)等作為無(wú)損檢測(cè)技術(shù),應(yīng)用范圍廣泛。
射線檢測(cè)設(shè)備方面,工業(yè)檢測(cè)設(shè)備利用射線特質(zhì),在不影響、不損害被檢對(duì)象使用性能的前提下,檢測(cè)物料的缺陷和不均勻性、判斷其狀態(tài)。檢測(cè)手段的非破壞性、檢測(cè)結(jié)果的連續(xù)性和數(shù)據(jù)的可視化特性,避免了取樣試驗(yàn)以點(diǎn)帶面的局限性、彌補(bǔ)了人工感官檢查的不足,使檢查結(jié)果更具真實(shí)性、科學(xué)性,被廣泛應(yīng)用到工業(yè)品成分檢測(cè)和內(nèi)部缺陷等。隨著檢測(cè)精度要求提升和下游應(yīng)用場(chǎng)景的不斷增加,射線檢測(cè)需求將保持快速增長(zhǎng)。
激光檢測(cè)設(shè)備方面,激光廣泛應(yīng)用于儀器與傳感器領(lǐng)域、材料加工與光刻領(lǐng)域、通信與光存儲(chǔ)領(lǐng)域、科研與軍事領(lǐng)域等。激光檢測(cè)設(shè)備應(yīng)用的是激光傳感器,根據(jù)Mordor Intelligence數(shù)據(jù),2020年全球激光傳感器市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到9.89億美元。Mordor Intelligence 預(yù)計(jì)未來(lái)全球激光傳感器市場(chǎng)規(guī)模將以 9.61%的年復(fù)合增長(zhǎng)率持續(xù)增長(zhǎng),2026 年將達(dá)到 17 億美元。
微波檢測(cè)設(shè)備方面,微波對(duì)非金屬?gòu)?fù)合材料具有較好的穿透性,多用于檢測(cè)塑料、陶瓷、玻璃、橡膠、木材以及各種復(fù)合材料等,如檢測(cè)紙張/無(wú)紡布中的水分、膠接結(jié)構(gòu)和蜂窩結(jié)構(gòu)件中的分層、金屬加工工件表面粗糙度、裂紋等,應(yīng)用場(chǎng)景廣泛,市場(chǎng)需求量較大。
②工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程日趨復(fù)雜,工業(yè)控制系統(tǒng)前景廣闊
工業(yè)控制系統(tǒng)包括監(jiān)控控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),以及分布式控制系統(tǒng)和使用可編程邏輯控制器控制本地化過(guò)程的小型控制系統(tǒng),自動(dòng)控制系統(tǒng)也屬于工業(yè)控制系統(tǒng)范疇。
隨著生產(chǎn)技術(shù)水平的迅速提高與生產(chǎn)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大,工業(yè)領(lǐng)域?qū)τ谧詣?dòng)控制系統(tǒng)的要求不斷提升,對(duì)于工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的需求日益旺盛。根據(jù) AMRAnalysis 數(shù)據(jù),2019 年我國(guó)工業(yè)控制系統(tǒng)市場(chǎng)規(guī)模為 105.6 億美元。2020 年受外部市場(chǎng)環(huán)境影響,預(yù)計(jì)市場(chǎng)規(guī)模有所下降。
未來(lái)隨著工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)各工業(yè)領(lǐng)域的普及和外部市場(chǎng)環(huán)境的恢復(fù),我國(guó)工業(yè)控制市場(chǎng)規(guī)模將穩(wěn)步提升,AMRAnalysis 預(yù)計(jì) 2027 年我國(guó)工業(yè)控制系統(tǒng)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 151.6 億美元。
數(shù)據(jù)來(lái)源:AMRAnalysis