工業(yè)自動化儀表發(fā)展趨勢

     工業(yè)自動化儀表是所有設備體系的控制核心，是決定重型設備性能的關鍵性要素，拓寬了每個國家和地區(qū)在裝備工業(yè)上的進步空間。經過幾十年的潛心研究，國內的自動化儀表逐漸延伸到越來越多的應用場合中，而且構成了頗具規(guī)模的、科技水平先進的工業(yè)架構。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。

近些年來IT技術發(fā)展迅猛，工業(yè)自動化儀表也因此獲得了發(fā)展的契機。特別是在新世紀，通訊技術突飛猛進，儀表的目標與架構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)自動化儀表的主導發(fā)展方向。智能化指的是產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，利用運算設施來專項計算，而在此時一臺智能化的計量變送設備就能完成以上所有工作。再比如智能化執(zhí)行設備擁有了多樣化的自測性能，也能進行簡易的檢修預報。在執(zhí)行設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)境中產品性能會受到影響。

 

　　在工控領域，以往只有專門的調控設備才能進行算法調控，而現(xiàn)階段只要在智能化的變送設備中插入PID元件，就能在工地一線與儀表無縫連接，可以自行調控，從本質上實現(xiàn)了控制分散化，進一步降低了主機設備的壓力，有利于快速的調控，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，應該被廣泛推廣普及，然而繁雜的全球標準限制了其發(fā)展。譬如，現(xiàn)場總線的早的全球標準超過了十個，后期頒布了工業(yè)網(wǎng)絡的全球標準也超過了二十個，之后還會頒布總線通訊標準。同時很多大集團與機構也在頒布相應的準則，譬如西門子等集團都在頒布與之相應的無線準則。對于消費者而言，過于繁冗的標準不利于廣泛的推廣應用，因此全球的無線標準應該統(tǒng)一化。

 

　　工業(yè)化要求高效率、可靠性、高質量、能耗小等。目前企業(yè)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，高分子化學系統(tǒng)超過了一百萬噸，導致測控量值呈現(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。

 

　3 科學儀器的在線化

 

　　科學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運行的科學儀器，如今已經能夠在一線執(zhí)行在線任務。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)逐漸提高了對產品質量的要求，而且政府的規(guī)定對低能耗也有相應的限制，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從0.75%提升至0.04%。用于貿易交換計量的科氏質量流量計，精度已達到0.05%，部分氣體超聲波流量計的準確度已達到0.5%，同時新一代的DCS也以此作為一個重要的指標。近些年來新建的大型工程，在籌備階段已經對有關產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 軟測量技術的發(fā)展

 

　　由于工藝的復雜性，工業(yè)環(huán)境的苛刻條件，導致很多與工業(yè)要求息息相關的指標無法進行直接測量，僅僅能仰仗于計算機技術，參考其它能直接測得的相關性能和公式以演算或預測出其數(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)軟測量技術的重中之重在于，相關的工程師首先要熟悉工藝，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，才能取得理想的測試效果。

      隨著計算機技術、數(shù)字處理技術、網(wǎng)絡通信技術、超導技術等新技術的發(fā)展，工業(yè)自動化儀表的各項性能正經歷著根本性的變革，未來將朝著智能化、無線化、科學儀器在線化、高精度化、軟測量技術的方向發(fā)展。