工業(yè)自動(dòng)化儀表發(fā)展趨勢

     工業(yè)自動(dòng)化儀表是所有設(shè)備體系的控制核心，是決定重型設(shè)備性能的關(guān)鍵性要素，拓寬了每個(gè)國家和地區(qū)在裝備工業(yè)上的進(jìn)步空間。經(jīng)過幾十年的潛心研究，國內(nèi)的自動(dòng)化儀表逐漸延伸到越來越多的應(yīng)用場合中，而且構(gòu)成了頗具規(guī)模的、科技水平先進(jìn)的工業(yè)架構(gòu)。然而相比于歐美發(fā)達(dá)國家，我國的儀表仍然有著不小的差距，還要進(jìn)一步提升儀表裝置的工程應(yīng)用性與穩(wěn)定性。同時(shí)，目前大部分是一般性用途的，適用于新形勢的智能化儀表有待深入摸索與。

近些年來IT技術(shù)發(fā)展迅猛，工業(yè)自動(dòng)化儀表也因此獲得了發(fā)展的契機(jī)。特別是在新世紀(jì)，通訊技術(shù)突飛猛進(jìn)，儀表的目標(biāo)與架構(gòu)理念也隨之有了翻天覆地的變化，出現(xiàn)了大量既有普通儀表的傳統(tǒng)功效，又開發(fā)出專用性的儀表。

 

　1.智能化

 

　　智能化是工業(yè)自動(dòng)化儀表的主導(dǎo)發(fā)展方向。智能化指的是產(chǎn)品囊括了多個(gè)新功能。譬如，在數(shù)年以前，如果儀表進(jìn)行濕度、壓強(qiáng)補(bǔ)償，就要專門對濕度和壓強(qiáng)進(jìn)行測試，利用運(yùn)算設(shè)施來專項(xiàng)計(jì)算，而在此時(shí)一臺(tái)智能化的計(jì)量變送設(shè)備就能完成以上所有工作。再比如智能化執(zhí)行設(shè)備擁有了多樣化的自測性能，也能進(jìn)行簡易的檢修預(yù)報(bào)。在執(zhí)行設(shè)備的桿子延伸達(dá)到限定長度時(shí)，系統(tǒng)會(huì)予以警告，以便維修工程師及時(shí)檢修。在閥門的操作過多時(shí)也會(huì)警告工程師及時(shí)介入，從而降低了故障率。在應(yīng)用于腐蝕性場合時(shí)，如果達(dá)到流量限定值或時(shí)間限定值，就會(huì)予以警告，這樣工作人員能夠在第一時(shí)間替換，這是由于長期處于腐蝕環(huán)境中產(chǎn)品性能會(huì)受到影響。

 

　　在工控領(lǐng)域，以往只有專門的調(diào)控設(shè)備才能進(jìn)行算法調(diào)控，而現(xiàn)階段只要在智能化的變送設(shè)備中插入PID元件，就能在工地一線與儀表無縫連接，可以自行調(diào)控，從本質(zhì)上實(shí)現(xiàn)了控制分散化，進(jìn)一步降低了主機(jī)設(shè)備的壓力，有利于快速的調(diào)控，從而提高了體系的穩(wěn)定性。

 

　　2 無線化

 

　　現(xiàn)場總線的發(fā)展前景十分光明，應(yīng)該被廣泛推廣普及，然而繁雜的全球標(biāo)準(zhǔn)限制了其發(fā)展。譬如，現(xiàn)場總線的早的全球標(biāo)準(zhǔn)超過了十個(gè)，后期頒布了工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的全球標(biāo)準(zhǔn)也超過了二十個(gè)，之后還會(huì)頒布總線通訊標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)很多大集團(tuán)與機(jī)構(gòu)也在頒布相應(yīng)的準(zhǔn)則，譬如西門子等集團(tuán)都在頒布與之相應(yīng)的無線準(zhǔn)則。對于消費(fèi)者而言，過于繁冗的標(biāo)準(zhǔn)不利于廣泛的推廣應(yīng)用，因此全球的無線標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該統(tǒng)一化。

 

　　工業(yè)化要求高效率、可靠性、高質(zhì)量、能耗小等。目前企業(yè)規(guī)模正在逐漸擴(kuò)張，譬如發(fā)電系統(tǒng)的功率超過了一百萬千瓦，石油集團(tuán)超過了千萬噸，高分子化學(xué)系統(tǒng)超過了一百萬噸，導(dǎo)致測控量值呈現(xiàn)出指數(shù)級攀升。假如儀表趨于通訊無線化，保養(yǎng)和操作的工程師人數(shù)將大幅降低，其他工程機(jī)構(gòu)和消費(fèi)者都會(huì)因此受益匪淺。所以制造近距離、穩(wěn)定性高的無線化儀表是現(xiàn)階段的一大趨勢。

 

　3 科學(xué)儀器的在線化

 

　　科學(xué)儀器正逐漸趨于便捷實(shí)惠、易于攜帶，而且能夠在工業(yè)化的惡劣環(huán)境下正常工作。以往僅僅在理想條件下可以進(jìn)行室內(nèi)運(yùn)行的科學(xué)儀器，如今已經(jīng)能夠在一線執(zhí)行在線任務(wù)。而且儀表也成功地延伸至傳統(tǒng)理念中無法檢測的禁區(qū)，如二相流的測量已有產(chǎn)品處于試用階段，如德國SWR公司的微波器等。

 

　4 高精度化

 

　　工業(yè)逐漸提高了對產(chǎn)品質(zhì)量的要求，而且政府的規(guī)定對低能耗也有相應(yīng)的限制，所以提高測控體系的精度也是大勢所趨。譬如變送器的精度已經(jīng)從0.75%提升至0.04%。用于貿(mào)易交換計(jì)量的科氏質(zhì)量流量計(jì)，精度已達(dá)到0.05%，部分氣體超聲波流量計(jì)的準(zhǔn)確度已達(dá)到0.5%，同時(shí)新一代的DCS也以此作為一個(gè)重要的指標(biāo)。近些年來新建的大型工程，在籌備階段已經(jīng)對有關(guān)產(chǎn)品的精度提出明確的限定。這不但是入門要求，也是對廠家的能源要求。

 

　　5 軟測量技術(shù)的發(fā)展

 

　　由于工藝的復(fù)雜性，工業(yè)環(huán)境的苛刻條件，導(dǎo)致很多與工業(yè)要求息息相關(guān)的指標(biāo)無法進(jìn)行直接測量，僅僅能仰仗于計(jì)算機(jī)技術(shù)，參考其它能直接測得的相關(guān)性能和公式以演算或預(yù)測出其數(shù)值范圍。這種間接測量的方法，被業(yè)界稱之為虛擬儀表。實(shí)現(xiàn)軟測量技術(shù)的重中之重在于，相關(guān)的工程師首先要熟悉工藝，會(huì)進(jìn)行簡單的工藝操作，同時(shí)還要熟練掌握測試與計(jì)算機(jī)通訊的技術(shù)，才能取得理想的測試效果。

      隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)等新技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)自動(dòng)化儀表的各項(xiàng)性能正經(jīng)歷著根本性的變革，未來將朝著智能化、無線化、科學(xué)儀器在線化、高精度化、軟測量技術(shù)的方向發(fā)展。