基于市場經(jīng)濟下的工業(yè)自動化儀表的發(fā)展趨勢

　　摘要：市場經(jīng)濟的迅猛發(fā)展推動了工業(yè)自動化儀表在國內(nèi)的飛速前進。然而由于行業(yè)基礎(chǔ)較差，在發(fā)展過程中面臨了諸多難題。本文概述了工業(yè)自動化儀表的發(fā)展現(xiàn)狀，探討了其發(fā)展中遇到的問題，并剖析了工業(yè)自動化儀表的發(fā)展趨勢。

　　關(guān)鍵詞：工業(yè)自動化儀表；發(fā)展現(xiàn)狀；應(yīng)用趨勢

　　一、工業(yè)自動化儀表的發(fā)展現(xiàn)狀

　　工業(yè)自動化儀表是所有設(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，拓寬了每個國家和地區(qū)在裝備工業(yè)上的進步空間。經(jīng)過幾十年的潛心研究，國內(nèi)的自動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、科技水平先進的工業(yè)架構(gòu)。然而相比于歐美發(fā)達國家，我國的儀表仍然有著不小的差距，還要進一步提升儀表裝置的工程應(yīng)用性與穩(wěn)定性。同時，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研發(fā)。

　　新世紀(jì)的信息化大潮從本質(zhì)上改變了工業(yè)自動化體系的內(nèi)涵。這個體系應(yīng)囊括自動化傳感裝備、運行元件、自動調(diào)控部件與總體調(diào)控體系等。其中的自動調(diào)控部件包括運行調(diào)控體系和過程調(diào)控體系。在顯示類、溫控類、流控類與壓控類等大多數(shù)儀表領(lǐng)域，國內(nèi)已擁有了最關(guān)鍵的核心解決方案。我國掌握了一些新產(chǎn)品的自主研發(fā)能力，甚至向境外出口產(chǎn)品，但是沒有足夠的技術(shù)先進性。

　　二、工業(yè)自動化儀表的發(fā)展中遇到的問題

　　相比與西方發(fā)達國家的前沿性產(chǎn)品來說，我國自動化儀表起點較低，根基不夠堅實，與之差距顯而易見。而且在前進過程中難免遭受到國內(nèi)外市場的無形壓力，面臨嚴(yán)峻的競爭挑戰(zhàn)，系統(tǒng)性矛盾日益激化。

　　我國在工業(yè)自動化儀表發(fā)展過程中，創(chuàng)新性不足，大多數(shù)人從國外進口一整套系統(tǒng)，但是卻無法對其充分地研究，也就未能轉(zhuǎn)化成自主性的科技成果。公司職員仍然未能形成科研單位應(yīng)有的開創(chuàng)性。從某些層面上看，我國自動化產(chǎn)業(yè)及其科技手段已經(jīng)取得了一定的突破，從而促成了工業(yè)信息體系的發(fā)展。眾所周知，自動化儀表能有力地推動國內(nèi)經(jīng)濟社會的迅猛發(fā)展，然而政府沒有對這一行業(yè)頒布有效的鼓勵舉措。另一方面，因為一些大集團對國產(chǎn)儀表不太熟悉，對其沒有足夠的信心，惡性循環(huán)導(dǎo)致形成了盲目采用進口產(chǎn)品的傳統(tǒng)。在儀表行業(yè)內(nèi)部，對前沿性科技與儀表的研發(fā)水平較低，產(chǎn)品的穩(wěn)定性不足，產(chǎn)品的性能較差，而且缺乏對某些特殊場合的專用型產(chǎn)品。高端儀表通常由外國產(chǎn)品占主導(dǎo)市場，大型化儀器主要來自于進口。

　　三、工業(yè)自動化儀表的發(fā)展趨勢

　　近些年來IT技術(shù)發(fā)展迅猛，工業(yè)自動化儀表也因此得到了發(fā)展的契機。特別是在新世紀(jì)，通訊技術(shù)突飛猛進，儀表的研發(fā)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)出專用性的新型儀表。智能化是工業(yè)自動化儀表的主導(dǎo)發(fā)展方向。智能化指的是產(chǎn)品囊括了多個新功能。譬如，在數(shù)年以前，如果儀表進行濕度、壓強補償，就要專門對濕度和壓強進行測試，利用運算設(shè)施來專項計算，而在此時一臺智能化的計量變送設(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，也能進行簡易的檢修預(yù)報。在執(zhí)行設(shè)備的桿子延伸達到限定長度時，系統(tǒng)會予以警告，以便維修工程師及時檢修。在閥門的操作過多時也會警告工程師及時介入，從而降低了故障率。在應(yīng)用于腐蝕性場合時，如果達到流量限定值或時間限定值，就會予以警告，這樣工作人員能夠在第一時間替換，這是由于長期處于腐蝕環(huán)境中產(chǎn)品性能會受到影響。

　　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)上實現(xiàn)了控制分散化，進一步降低了主機設(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。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)場總線的最早的全球標(biāo)準(zhǔn)超過了十個，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，之后還會頒布總線通訊標(biāo)準(zhǔn)。同時很多大集團與機構(gòu)也在頒布相應(yīng)的準(zhǔn)則，譬如西門子等集團都在頒布與之相應(yīng)的無線準(zhǔn)則。對于消費者而言，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)生產(chǎn)規(guī)模正在逐漸擴張，譬如發(fā)電系統(tǒng)的功率超過了一百萬千瓦，石油集團超過了千萬噸，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，其他工程機構(gòu)和消費者都會因此受益匪淺。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?？茖W(xué)儀器正逐漸趨于便捷實惠、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行室內(nèi)運行的科學(xué)儀器，如今已經(jīng)能夠在生產(chǎn)一線執(zhí)行在線任務(wù)。而且新型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。

　　工業(yè)生產(chǎn)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)易交換計量的科氏質(zhì)量流量計，精度已達到0.05%，部分氣體超聲波流量計的準(zhǔn)確度已達到0.5%，同時新一代的DCS也以此作為一個重要的指標(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，也是對生產(chǎn)廠家的能源要求。由于生產(chǎn)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)無法進行直接測量，僅僅能仰仗于計算機技術(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。實現(xiàn)軟測量技術(shù)的重中之重在于，相關(guān)的研發(fā)工程師首先要熟悉工藝生產(chǎn)，會進行簡單的工藝操作，同時還要熟練掌握測試與計算機通訊的技術(shù)，才能取得理想的測試效果。

　　參考文獻

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　　作者張帆趙若菱王銘祚

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