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工業自動化市場趨勢

發表時間:2018-05-15 10:26:48

工業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在裝備工業上的進步空間。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,而且構成了頗具規模的、科技水平先進的工業架構。然而相比于歐美發達國家,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。

  一、工業自動化儀表的發展現狀

  新世紀的信息化大潮從本質上改變了工業自動化體系的內涵。這個體系應囊括自動化傳感裝備、運行元件、自動調控部件與總體調控體系等。其中的自動調控部件包括運行調控體系和過程調控體系。在顯示類、溫控類、流控類與壓控類等大多數儀表領域,國內已擁有了適合關鍵的核心解決方案。我國掌握了一些新產品的自主研發能力,甚至向境外出口產品,但是沒有足夠的技術先進性。

  在當今的信息時代,智能化儀表應運而生,并成為工業自動化業界的關注點。國內商家在智能儀表領域沒有充足的經驗,未能將智能裝備與現場總線合理地協作應用。由此可見,國內還徘徊在智能儀表行業發展的初級階段。

  二、工業自動化儀表的發展中遇到的問題

  相比與西方發達國家的前沿性產品來說,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外市場的無形壓力,面臨嚴峻的競爭挑戰,系統性矛盾日益激化。

  首先,我國在工業自動化儀表發展過程中,創新性不足,大多數人從國外進口一整套系統,但是卻無法對其充分地研究,也就未能轉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有的開創性。從某些層面上看,我國自動化產業及其科技手段已經取得了一定的突破,從而促成了工業信息體系的發展。

  其次,周遭的不利要素制約了其未來的發展。眾所周知,自動化儀表能有力地推動國內經濟社會的迅猛發展,然而政府沒有對這一行業頒布有效的鼓勵舉措。另一方面,因為一些大集團對國產儀表不太熟悉,對其沒有足夠的信心,惡性循環導致形成了盲目采用進口產品的傳統。

  第三點,在儀表行業內部,對前沿性科技與儀表的研發水平較低,產品的穩定性不足,產品的性能較差,而且缺乏對某些特殊場合的專用型產品。高端儀表通常由外國產品占主導市場,大型化儀器主要來自于進口。經過臥薪嘗膽的開發,國內的記錄類儀表等高端產品逐漸占領了越來越多的市場,然而在核心高精尖科技層面仍略顯稚嫩,某些元件也是從國外進口。

  三、工業自動化儀表的發展趨勢

近些年來IT技術發展迅猛,工業自動化儀表也因此得到了發展的契機。特別是在新世紀,通訊技術突飛猛進,儀表的研發目標與架構理念也隨之有了翻天覆地的變化,出現了大量既有普通儀表的傳統功效,又開發出專用性的新型儀表。

3.1 智能化

智能化是工業自動化儀表的主導發展方向。智能化指的是產品囊括了多個新功能。譬如,在數年以前,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。在執行設備的桿子延伸達到限定長度時,系統會予以警告,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定性。

3.2 無線化

現場總線的發展前景十分光明,應該被廣泛推廣普及,然而繁雜的全球標準限制了其發展。譬如,現場總線的適合早的全球標準超過了十個,后期頒布了工業網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一化。

工業化要求高效率、可靠性、高質量、能耗小等。目前企業生產規模正在逐漸擴張,譬如發電系統的功率超過了一百萬千瓦,石油集團超過了千萬噸,高分子化學系統超過了一百萬噸,導致測控量值呈現出指數級攀升。假如儀表趨于通訊無線化,保養和操作的工程師人數將大幅降低,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、穩定性高的無線化儀表是現階段的一大趨勢。

3.3 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,而且能夠在工業化的惡劣環境下正常工作。以往僅僅在理想條件下可以進行室內運行的科學儀器,如今已經能夠在生產一線執行在線任務。而且新型儀表也成功地延伸至傳統理念中無法檢測的禁區,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。

3.4 高精度化

工業生產逐漸提高了對產品質量的要求,而且政府的規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,也是對生產廠家的能源要求。

3.5 軟測量技術的發展

  由于生產工藝的復雜性,工業環境的苛刻條件,導致很多與工業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值范圍。這種間接測量的方法,被業界稱之為虛擬儀表。實現軟測量技術的重中之重在于,相關的研發工程師首先要熟悉工藝生產,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。

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