自主研发国产PLC实现跨越式发展 (自主研发国产大飞机)

自主研发国产PLC：实现工业自动化跨越式发展的引擎
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随着工业自动化和智能制造领域的快速发展，PLC（可编程逻辑控制器）作为一种关键控制设备在工业自动化领域扮演着核心角色。
从最初的工业控制基础装备，PLC发展至今已成为集多种技术于一体的智能化控制系统。
为了提升我国工业自动化水平，自主研发国产PLC已成为跨越式发展的关键。
与此同时，自主研发国产大飞机也代表了我国工业发展的顶尖技术实力和独立自主能力的重要标志。
接下来我们将分别讨论自主研发国产PLC与大飞机的跨越式发展及其对工业化的重要意义。

一、自主研发国产PLC的背景与意义
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PLC自诞生以来就被广泛应用于汽车、冶金、纺织等工业自动化领域，在智能制造业转型升级中扮演着核心控制器的角色。
随着工业自动化技术的不断进步，PLC技术也在不断发展，从简单的逻辑控制逐渐发展为具备数据处理、网络通信等功能的智能控制系统。
长期以来，国内PLC市场一直被国外品牌占据较大市场份额，自主研发国产PLC成为提升我国工业自动化水平的关键环节。
自主研发国产PLC不仅有助于提升我国工业自动化技术的核心竞争力，还能降低生产成本，提高生产效率，推动工业制造向智能化转型。
自主研发国产PLC还能促进工业信息安全的发展，提高工业自动化系统的安全性和稳定性。

二、自主研发国产PLC的技术挑战与突破
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自主研发国产PLC面临诸多技术挑战。
PLC技术涉及硬件、软件、通信技术等多个领域的知识产权问题。
PLC的性能要求极高，需要具备高速运算、数据处理、网络通信等多种功能。
PLC的可靠性和稳定性也是重要的考量因素。
为了突破这些技术挑战，我们需要加强技术研发和人才培养，积极引进国外先进技术，并结合国内实际需求进行创新。
同时，还需要加强产学研合作，推动技术创新和产业升级。
通过不断努力，我们已经取得了一系列重要突破，为自主研发国产PLC的跨越式发展奠定了坚实基础。

三、自主研发国产大飞机的跨越式发展
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与此同时，自主研发国产大飞机也是我国工业发展的重要里程碑。
大飞机作为高端制造业的代表，其研发和生产涉及众多领域的技术和知识。
自主研发国产大飞机不仅有助于提升我国航空工业的技术水平，还能推动相关产业的发展，提高产业链的整体竞争力。
自主研发国产大飞机还能为我国民航事业提供更多安全、可靠、经济的运输工具，提升我国民航事业的国际竞争力。
通过自主研发国产大飞机，我们不仅能实现技术上的跨越式发展，还能提升我国的国际地位和影响力。

四、自主研发国产PLC与大飞机对工业化的推动作用
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自主研发国产PLC与大飞机是我国工业发展的两大重要引擎。
PLC作为工业自动化领域的核心控制器，其国产化进程有助于提升我国工业自动化技术的核心竞争力。
而自主研发国产大飞机则代表了我国在高端制造业的突破和发展。
两者的成功研发和生产不仅能提升我国工业的自主创新能力，还能推动相关产业的发展，提高产业链的整体竞争力。
同时，自主研发国产PLC与大飞机也是我国实现智能制造、建设制造强国的重要里程碑。

总结：

自主研发国产PLC与大飞机是我国工业发展的重要里程碑，代表了我国在工业自动化和高端制造业的突破和发展。
通过加强技术研发和人才培养，推动产学研合作，我们有望实现工业自动化和智能制造领域的跨越式发展。
同时，自主研发国产PLC与大飞机的成功研发和生产将提升我国工业的自主创新能力，推动相关产业的发展，提高产业链的整体竞争力。

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飞机制造“减肥”去掉铆钉太难了

飞机制造“减肥”去掉铆钉太难了。

一般轻型飞机上，铆钉使用量多达10 万颗，而我国具有完全自主知识产权的大飞机C919的使用量可达100多万颗，铆接工艺在现代造船业都已经基本淘汰，造车都已经大量使用激光焊接，为什么造飞机就离不铆钉？铆接技术在飞机制造业是如何进化的？

一、 造飞机激光焊接是否能全面取代铆接？

自从全金属飞机诞生以来，铆钉类紧固件就是飞机上使用量最大的紧固件之一。

现代飞机制造三大连接技术，机械连接（铆接、螺接）、胶接、焊接。 铆接工艺具有操作过程简单、连接质量稳定可靠、易于实现质量控制、能够适应不同材料之间的连接等优点，在民用客机的装配中得到了广泛使用，铝合金薄壁机构的飞机，铆接约占全机总连接量的80%，是民用客机装配的主要连接方式。

激光焊接技术具有焊接速度快、施工较铆接简单的特点，激光焊接技术已主要应用于飞机大蒙皮的拼接以及蒙皮与长桁的焊接，欧洲空中客车公司生产的A340飞机机身，就采用激光焊接技术取代原有的铆接工艺，使机身的重量减轻18%左右，制造成本降低了近25%。

但是激光焊接也存在固有缺点难以突破，高强铝合金等合金强化金属激光焊接因为凝固结晶易形成低熔共晶而导致焊接裂纹；激光焊接过程的小孔动态不稳定易于导致焊缝气孔等，航空工业最讲究的就是质量一致性，很难做到像铆接这样技术稳定，高性价比，所以铆接无疑依然是目前飞机特别是客机制造使用最多的连接技术。

一般轻型飞机上，铆钉使用量多达10 万颗，而我国大飞机C919的使用量可达100多万颗。 铆钉在飞机上的作用就像细胞一样，遍及全身。

二、什么样的铆钉能用在飞机上？

铆钉形体虽小，但作用极大，要承受冲击、振动和变载，不少连接点要在高温或低温下工作。 根据受力分析进行科学计算、结构优化后，用铆钉把“蒙皮”和框架固定，这样才能保证了整体结构的强度和刚度。

对飞机来说，结构重量很重要，这是一个比强度问题。 比强度定义是单位密度的强度，也就是强度/密度。 飞机上铆钉的比强度要求高达1100兆帕，相当于1平方厘米的面积上要承受10辆小轿车的重量。

飞机上的铆钉制作对尺寸一致性要求非常高，一架飞机有上百万个铆钉，生产的第一颗铆钉必须跟第一百万颗是一样的，这一点非常难。

C919国产大飞机上使用的国产铆钉直径公差要求0到0.05毫米这个公差的级别，采用内置合金钢的高硬度模具，最大程度减少因模具磨损造成的铆钉不一致。 外部尺寸没有丝毫差池，同时内部质量更要求是百分百可靠。

2009年C919大飞机立项之初定下的国产化率指标只有10%，当时中国甚至没有通过适航认证的铆钉。 直到2013年，国产飞机铆钉才通过了适航认证，让这最基本的部件能用在飞机制造领域。

随着近年来，航空工业不断壮大和发展，飞机逐步扩大应用整体结构、钛合金结构和复合材料结构，对铆接连接件的品种、质量等要求大大提高，为满足铆接件的一些特殊要求，国内外研制了一些特种铆钉，如环槽铆钉、抽芯铆钉、螺纹空心铆钉、高抗剪铆钉、钛合金铆钉等铆接工艺设备。

简单、连接牢固可靠、抗震、耐冲击制造成本相对较低的铆钉在实际飞机制造工程阶段，面对设计更改、各类结构故障返工、返修以及不同客户需求的改装、用户在使用过程中产生损伤后的修复工作时，都要采用分解技术将已经铆接完成的铆钉拆除下来。

三、铆接技术的瓶颈期

“一代材料，一代飞机”是世界航空发展史的真实写照。 一百多年来，材料与飞机相互依赖、相互推动发展。 钛合金，复合材料，铝合金和钢是飞机机体里主要的结构材料，原来以铝合金为主，现在随着新型飞机的研发结构减重的需求在发生变化，飞机制造钛合金和复合材料用量不断创新高。

根据2017年中国科学院院士曹春晓科普讲坛演讲介绍C919大飞机的钛合金用量甚至和777相当达到10%，复合材料在12%左右，已经是比较先进了。 但是和波音787还是有差距，787钛合金用量14%、50%用复合材料。 军用歼击机的新型材料用量更是不断提升，歼20钛用量用到20%，复合材料29%。

随着钛合金部件和复合材料在飞机上的应用比例逐年上升，传统的铆接工艺已经很难应对先进飞行器制造。

普通铆接方法铆接钛合金时铆钉易产生裂纹，这显然是不可取的。 当然，采用热铆可以改善这一问题，但是热铆填充质量太差，接头疲劳强度低，更从根本上违背了铆接的要求。 而且，对于复合材料，由于其本身性能的限制，根本不能采用热铆。

四、为新材料而生的电磁铆接。

电磁铆接技术在铆接难成形材料及复合材料结构方面有传统铆接方法无法取代的优势。

美国和苏联在二战后相继提出了电磁铆接技术。 电磁铆接和传统热铆接不同，原理是利用初级线圈和次级线圈之间产生的涡流斥力使铆钉发生塑性变形的一种新型铆接工艺。

在上世纪80年代美、苏先后研制出了手持式低压电磁铆接设备。 小型化的电磁铆接设备一经问世就立刻进入当时最顶端的飞行设备生产线，B777、C-17、A340、A380、伊尔 -86/96等军民飞机都先后在关键加工部位使用电磁铆接技术替代传统热铆技术。

到了80年代,波音公司曾将电磁铆枪装到自动钻铆机上使用。 大约在1994年,波音公司开始在新型737飞机机身上使用电磁铆接技术。

我国于上世纪90年代开始进行电磁铆接技术研究，多家科研机构与高校不断加大研发投入，目前已取得一定突破，但技术水平与国外企业相比仍然有较大差距。

在国内，西北工业大学针对航空领域率先开展研发工作，近些年在电磁铆接设备及铆枪结构设计方面取得了很大进步，并开发了多款电磁铆接设备及电磁铆枪。

20 世纪 90 年代北京航空制造工程研究所引进俄罗斯电磁铆接设备用于机翼油箱铆接装配，并在此基础上研发了采用自动化脉冲变压器的电磁铆接设备。

哈尔滨工业大学针对航天制造领域需求，“十一五”和“十二五”期间研发了电磁铆接设备和铆枪样机。

福州大学在电磁铆接设备研制方面也做了大量工作，并开发了基于 PLC 控制的铆接设备及电磁铆枪。

零散的部件，通过无数小小铆钉穿针引线，最后变成翱翔天空的大飞机。 背后展现的是中国航空科技智慧成果的突破，中国航航天工业的科技人员们正在努力,不远的将来,随着材料技术和制造技术的革命性创新,或许可以实现飞机的无铆连接,铆接也将成为飞机的历史。