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十四五工业控制自动化预计实现8复合增长

工控自动化行业“十四五”期间预计年均增长8%:2020年10月,中共中央提出“十四五”规划和长期规划2035年长期目标,强调建设制造业强国,推动产业现代化升级,加快产业现代化升级。 大力实施智能制造。 我国产业智能升级面临百年未有之大变局,预计“十四五”将进入中速增长期。 行业日益强化的增长逻辑将明显抵消伴随经济波动而来的周期性逻辑。 “十四五”期间,行业增长8%将成为现实。 受益于装备制造业智能化、数字化的推进,伺服产品的增速预计将明显快于工控市场的平均增速。 抓住伺服市场机遇已成为国外品牌和国内品牌厂商的关键策略。

全球对标:中国工控自动化产业占全球13%份额,空间巨大

市场:2026年伺服电机行业市场规模预计达225亿元,国内市场规模约100亿元

伺服电机行业主要上市公司:松下、安川电机、罗克韦尔自动化、西门子、三菱电机、汇川技术(300124)、华中数控(300161)、卧龙电驱(600580)、英威腾(002334)、雷赛智能( 002979), 埃斯顿 (002747)

全球:安川、松下、三菱

欧美品牌伺服驱动器的特点是过载能力强、动态性能好、总线技术性能优良、可开发性好。 典型代表有西门子、倍福、贝加莱、罗克韦尔、博世Lux等,价格昂贵。 占据中国市场份额约20%

日本品牌的特点是价格实惠、体积小、重量轻、动态性能弱,可以满足大多数应用需求。 典型代表有安川、松下、三菱等,性价比高,最适合国内客户需求,占领中国市场。 占比约45%

国产品牌汇川技术整体技术水平接近安川。 自主研发的23位编码器达到国际水平。 与英威腾、华中数控、广州数控、埃斯顿等品牌一起占据国内20%的市场份额。

在中高端工业机器人应用行业,国外品牌伺服驱动器占据国内工业机器人伺服驱动器80%以上的市场份额。

中国:汇川、埃斯顿

2022年,欧美品牌市场份额将从18.7%提升至19%,日本、台湾市场份额将从59%小幅下降至56%,国内厂商份额将从22.3%提升至25% 。 比较典型的是汇川和埃斯顿。 国内市场份额分别为4.8%和2.3%。

汇川技术

汇川技术是国内领先的伺服电机及控制器公司。 2022年,运动控制产品营收将突破10亿,同比增长86.22%。 工业自动化及工业机器人业务收入37.6亿元,同比增长46.13%,其中工业机器人相关业务收入8300万,同比增长184%。

2.2 PLC控制系统

世界四大家族:发那科、安川、库卡、ABB,普遍采用自产生产模式。 四大家族合计占据约53%的市场份额。

国内市场:国内知名工业机器人厂商均自主研发了自己的控制系统,包括新松机器人、埃斯顿、华中数控、新思达、广州数控、汇川技术等公司,一批专业机器人也已诞生。 控制系统服务商,如深圳国科、英威腾等。

2.3 行业知名企业名单

工控运动控制_运动控制工程师需要掌握什么_运动控制工程

运动控制领域知名企业名单

一个完整的输出系统包括上位控制系统和下位执行器,即伺服系统。 上位控制系统负责发出控制信号来驱动伺服电机。 控制系统主要由触摸屏、PLC(可编程逻辑控制器)、伺服驱动器组成。 伺服电机是运动的执行器。 ”

“伺服系统作为自动化运动控制装置,主要用于精确控制机械部件的位置、定向、状态等,决定着自动化机械的精度、控制速度和稳定性,是工业自动化设备的核心.”

1.定义:电机、驱动器、编码器

伺服系统是工业机器人的主要动力来源。 主要由伺服电机、伺服驱动器、编码器三部分组成。 伺服的意思是“跟随”,源自希腊语“奴隶”。 是指根据指令信号做出位置和速度。 或扭矩跟随控制。

伺服电机将电信号转换成电机轴上的角位移或角速度输出。 伺服驱动器接受编码器信号进行修正和调整,然后根据指令发出相应的控制电流,包括位置控制单元、速度控制单元和驱动单元。 编码器的一部分与电机同步旋转。 电机旋转一圈,编码器也旋转一圈。 旋转时,编码器信号被发送回驱动器。 驱动器根据编码信号判断伺服电机的转向、速度、位置是否正确,并相应调整驱动器输出。 电源频率和电流大小。

1.2 原理:脉冲闭环控制

伺服主要依靠脉冲来定位。 基本上可以理解为,当伺服电机接收到脉冲时,就会旋转该脉冲对应的角度,从而实现位移。 因此,伺服电机每旋转一个角度,就会发出相应数量的脉冲,因此,形成了对伺服电机接收到的脉冲的响应,或者称为闭环。 这样,系统就会知道有多少脉冲发送到伺服电机,同时接收回多少脉冲。 这样就可以非常精确地控制电机的转动。 。 从而实现精确定位,可达0.001mm

1.3 分类:交流、直流、步进

伺服电机分为两类:直流伺服电机和交流伺服电机。 直流伺服电机分为有刷电机和无刷电机。 交流伺服电机又分为异步伺服电机和同步伺服电机。

步进电机是一种开环控制元件,它将电脉冲信号转换为角位移或线性位移。 给电机加一个脉冲信号,电机就会旋转一个步距角。 只有周期性误差,没有累积误差。

2、控制系统

2.1定义分类:单片机、PLC、IPC运动控制

控制系统是机器人的大脑,是决定机器人性能的关键因素。 它接收其他单元发出的信号并根据编程系统进行处理后,向各个单元发出指令,控制各个单元的运行。

目前常用的控制系统从结构上分为三类:以微控制器为核心的控制系统、以可编程控制器(PLC)为核心的控制系统、基于工业个人计算机(IPC)+运动控制器的机器人控制系统,其中IPC+运动控制器控制系统以其运行稳定、通用性强、抗干扰能力强等优点,逐渐成为工业机器人控制系统的主流。

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