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工业自动化仪表的发展趋势
发表日期:11-19 [阅1195次]
     信息技术的进步推动了工业自动化仪表与控制系统的向前发展,现就以下几个方向,简述于下:

智能化
  从工业,自动化仪表的发展趋势看,智能化是其核心部分,所谓智能化表现在其具有多种新功能。例如过去当流量仪表需要进行温度,压力的补偿时需要分别测量流量,温度和压力的三台变送器,并且需要运算器来计算,而现在一台智能化的流量变送器就可以包揽这一任务;又如一台智能化执行器 ,由于具有多种的自诊断功能,使维修预报成为可能。如当执行器调节阀的阀杆行程累计超过一定长度时,就会发出信号通知维修人员进行密封填料的更换;又当阀门的动作过于频繁时也可通知工作人员进行干预,以免发生事故;当用于具有腐蚀性介质时,如超过一定流量及工作时间时,也能发出信号,以便及时更换,因为绝不会发生腐蚀的材质是没有的。
  在工控方面,过去控制的算法,只能由调节器或DCS来完成,如今一台智能化的变送器或者执行器,只要植入PID模块,就可以与有关的现场仪表在一起,在现场实现自主调节;从而实现控制的彻底分散,从而减轻了DCS主机的负担,使调节更加及时,并提高了整个系统的可靠性。

高精度化
  由于工业生产对成品质量的要求日益提高,国家的政策和法令对节能减排也有具体的要求和规定,因此提高测量仪表与控制系统的精度就被提上了议事日程。例如变送器的精度,普遍从百分之零点七五提高到百分之零点零四。用于贸易交换计量的科氏质量流量计,精度已达到百分之零点零五,部分气体超声波流量计的准确度已达到百分之零点五,同时新一代的DCS也以此作为一个重要的指标。
  当前一些新建的大型项目,在招标时,对有关产品的精度已提出明确的要求。这既是一个门槛,也是一种对制造厂商的资源的要求。

无线化
  现场总线本来是一种非常有前途的技术,理应得到迅速的发展和推广,但由于国际标准的过多,影响了推广,例如第一代总线型的现场总线的国际标准已达到10多种,到年低,加上第二代的实时工业以太网,其国际标准可能会有20多种,而第三代的总线通信方案又在兴起,而且各大跨国公司和有关组织都在制定各自的标准,便如目前知道的就有HART无线,ISA的SP100,IEC,还有艾默生,西门子等一些大公司都在制定各自的无线标准。标准过多,对用户来讲,实在不是一个好兆头,用户希望能够通过努力,制订出单一的国际的标准。
  工业生产要求高产,稳定,优质,低耗,安全,环保。随着生产 规模越来越大,如火电机组已有100万KW的超临界机组;炼油企业达到了1000万吨级,乙烯装置也达到了100万吨的规模,测量和控制的点数不断增加,一般已达万点以上。如果现场仪表能够实现通信无线化,电缆和维护的工人量都会大大减少,施工设计部门和最终用户都是会欢迎的,因此研发近距离,低功耗可靠的无线通信是当前的一个亮点。

安全仪表系统(SIS)
  随着生产规模的日益扩大,一旦发生事故,不但在经济上会造成巨大的损失,而且人员伤亡和对环境的影响均非同小可,因此生产的安全问题日益受重视。
  目前,一些化工或石化企业的安全系统,如ESD紧急停车是由专门的PLC如TRICONES来负责管理,这样企业的控制系统就由两大部分组成,即DCS与专门的PLC。
  由于新型DCS的功能不断扩大,已经有了安全仪表系统(SIS),因此也可以用一套具有SIS功能的DCS来统一管理,这样业主当然欢迎。但保险公司需要第三方的认证,而认证就要有量化的概念,因此IEC 制定了标准,将安全等能分为四级。所谓SIL全名为安全完整性等级。根据目前的制造水平,变送器的安全等级仅为SIL2,若要满足SIL3的要求,可采取冗余措施,至于DCS,目前一些大的DCS制造商都已通过了TUV认证,达到了SIL3。按照目前的社会的生产水平,只要符合SIL3的标准就可以满足化工及重石化行业的安全要求了。
  因此越来越多的仪表制造厂商使其产品具有SIS的功能,这是当前的一个热点。

科学仪器的在线化
  随着科技的进步,科学仪器的结构。日益简化,体积缩小,重量减轻,操作也更方便,价格也逐步降低,而且能在工业条件下操作。因此在过去只能在实验室内进行离线操作的科学仪器,现在可以在生产现场进行在线运行了。例如质谱仪居武钢的高炉上试用,用来分析炉顶煤气的成分。从应用的角度来看,这种仪器也可看成工业自动化仪表中的一员了。今后这种趋势还会加速发展。
新型仪表不断涌现过去认为不能检测的禁区,现在有了突破。如二相流的测量已有产品处于实用阶段,如德国SWR公司的微波气,固二相流量计,英国SOLARTRON公司的DUALSTR-EAMMKI气液二相流量计,美国MALFIAID公司的LP多相流量计等。而SWR公司的气、固二相流量计已在武钢高炉喷煤粉系统上试用。

软测量技术正在发展
  由于生产工艺的复杂性:工业环境的恶劣性,使得有些重要的或者关键性的参数不能进行直接测量,只能借助计算机技术,依靠其他相关能测得的参数进行推导。用这样间接测量的方法,有人称之为虚拟仪表。
  实现软测量技术的关键在于研发人员首先要了解工艺生产,熟悉工艺操作,同时还要掌握测量和计算机的技术,才能取得事半功倍的功效。

MIV模式
  目前新建的一些大型石化装置如乙烯项目都采用了MIV承包模式,所谓MIV就是主要仪表承包商。这种做法利于大型工程的建设,保证项目顺利按时投产,如百万吨级的乙烯项目,其下产品很多,一般有十几个装置,需要同时投产。否则误工一天,就会有上亿元的损失。为了便于管理,工程公司和企业都愿意这样做。但这种模式也不是一成不变的,例如上海SECCO的乙烯装置采用的是MIV,南海的CSPC乙烯项目采用的是MAC模式,福建的乙烯项目采用的是MICC,而新疆独山子乙烯则10套DCS由家公司总承包,2.5万台场仪表则由另一家公司承包。对于承包的仪表厂商来讲这是一种增值的服务。作为MIV的公司也需要一定的资源质,即除了能提供一定水平的DCS外,还要有较广泛的,质量过硬的现场仪表,而且还要熟悉工艺或有这个方面的业绩。
  国内的一些大型DCS制造厂,也应向该方向努力。以上就是工业自动化仪表行业一些主要发展趋势。随着科技的发展,生产的进步,还会有新的需求对发展的趋势产生影响。

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