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上海勝緒電氣有限公司
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智能化高精度化：工業自動化儀表的發展趨勢
2018-7-13 閱讀(1135)
關鍵詞：變送器 工業自動化儀表 dcs 乙烯項目 科學儀器 導讀： 信息技術的進步推動了工業自動化儀表與控制系統的向前發展，現就以下幾個方向，實現軟測量技術的關鍵在于研發人員首先要了解工藝生產，熟悉工藝操作，同時還要掌握測量和計算機的技術，才能獲得事半功倍的功效。信息技術的進步推動了工業自動化儀表與控制系統的向前發展，現就以下幾個方向，簡述于下： 智能化 從工業，自動化儀表的發展趨勢看，工頻試驗變壓器智能化是其核心部分，所謂智能化表現在其具有多種新功能。例如過去當流量儀表需要進行溫度，壓力的補償時需要分別測量流量，溫度和壓力的三臺變送器，并且需要運算器來計算，而現在一臺智能化的流量變送器就可以包攬這一使命；又如一臺智能化執行器 ，由于具有多種的自診斷功能，使維修預報成為可能。如當執行器調節閥的閥桿行程累計超過一定長度時。
就會發出信號通知維修人員進行密封填料的更換；又當閥門的動作過于頻繁時也可通知工作人員進行干預，高壓試驗變壓器以免發生事故；當用于具有腐蝕性介質時，如超過一定流量及工作時間時，也能發出信號，以便及時更換，因為絕不會發生腐蝕的材質是沒有的。在工控方面，過去控制的算法，只能由調節器或DCS來完成，現在一臺智能化的變送器或者執行器，只要植入PID模塊，就可以與有關的現場儀表在一起，在現場實現自主調節；從而實現控制的*分散，從而減輕了DCS主機的負擔，使調節更加及時，并提高了整個系統的可靠性。高精度化 由于工業生產對成品質量的要求日趨提高，國家的政策和法令對節能減排也有具體的要乞降規定，因此提高測量儀表與控制系統的精度就被提上了議事日程。例如變送器的精度，普遍從百分之零點七五提高到百分之零點零四。用于貿易交換計量的科氏質量流量計。
精度已達到百分之零點零五，部分氣體超聲波流量計的準確度已達到百分之零點五，同時新一代的DCS也以此作為一個重要的指標。當前一些新建的大型項目，在招標時，對有關產品的精度已提出明確的要求。這既是一個門檻，也是一種對制造廠商的資源的要求。無線化 現場總線本來是一種非常有前途的技術，理應得到迅速的發展和推廣，但由于標準的過多，影響了推廣，例如代總線型的現場總線的標準已達到10多種，到年低，加上第二代的實時工業以太網，其標準可能會有20多種，而第三代的總線通信方案又在興起，而且各大跨國公司和有關組織都在制定各自的標準，目前知道的就有HART無線、ISA的SP100、IEC、還有艾默生、西門子等一些大公司都在制定各自的無線標準。標準過多，對用戶來講，實在不是一個好兆頭，用戶希望能夠通過努力，制訂出單一的的標準。
工業生產要求高產，穩定，，低耗，安全，環保。隨著生產 規模越來越大，如火電機組已有100萬KW的超臨界機組；煉油企業達到了1000萬噸級，乙烯裝置也達到了100萬噸的規模，測量和控制的點數不斷增加，一般已達萬點以上。若是現場儀表能夠實現通信無線化，電纜和維護的工人量都會大大減少，施工設計部門和終用戶都是會歡迎的，因此研發近距離，低功耗可靠的無線通信是當前的一個亮點。安全儀表系統（SIS） 隨著生產規模的日趨擴大，一旦發生事故，不但在經濟上會造成巨大的損失，而且人員傷亡和對環境的影響均非同小可，因此生產的安全問題日趨受重視。目前，一些化工或石化企業的安全系統，如ESD緊急停車是由專門的PLC如TRICONES來負責管理，這樣企業的控制系統就由兩大部分組成，即DCS與專門的PLC。由于新型DCS的功能不斷擴大，已經有了安全儀表系統（SIS）。
因此也可以用一套具有SIS功能的DCS來統一管理，這樣業主當然歡迎。但保險公司需要第三方的認證，而認證就要有量化的概念，因此IEC 制定了標準，將安全等能分為四級。所謂SIL全名為安全完整性等級。根據目前的制造水平，變送器的安全等級僅為SIL2，若要滿足SIL3的要求，可采取冗余措施，至于DCS，目前一些大的DCS制造商都已通過了TUV認證，達到了SIL3。按照目前的社會的生產水平，只要符合SIL3的標準就可以滿足化工及重石化行業的安全要求了。因此越來越多的儀表制造廠商使其產品具有SIS的功能，這是當前的一個熱點。科學儀器的在線化 隨著科技的進步，科學儀器的結構。日趨簡化，體積縮小，重量減輕，操作也更方便，價格也逐步降低，而且能在工業條件下操作。因此在過去只能在實驗室內進行離線操作的科學儀器，現在可以在生產現場進行在線運行了。
例如質譜儀居武鋼的高爐上試用，用來分析爐頂煤氣的成分。從應用的角度來看，這種儀器也可看成工業自動化儀表中的一員了。今后這種趨勢還會加速發展。新型儀表不斷涌現過去認為不能檢測的，現在有了突破。如二相流的測量已有產品處于實用階段，如德國SWR公司的微波氣，固二相流量?，英國SOLARTRON公司的DUALSTR-EAMMKI氣液二相流量計，美國MALFIAID公司的LP多相流量計等。而SWR公司的氣、固二相流量計已在武鋼高爐噴煤粉系統上試用。軟測量技術正在發展 由于生產工藝的復雜性：工業環境的惡劣性，使得有些重要的或者關鍵性的參數不能進行直接測量，只能借助計算機技術，依靠其他相關能測得的參數進行推導。用這樣間接測量的方法，有人稱之為虛擬儀表。實現軟測量技術的關鍵在于研發人員首先要了解工藝生產，熟悉工藝操作。
