卞正崗：歲末年初話2012工業自動化發展
http://www.debgrams.com 2012-01-31 10:34 來源：中國儀器儀表行業協會現場總線專業委員會 卞正崗
過去的2011年，是“十二五”規劃的頭一年，提出了經濟發展方式轉型的方向，把“好”置于“快”之先，提出了培育發展戰略性新型產業及具體七大產業，提出了發展高端智能制造裝備等等，在重視GDP等指標以外，也重視了“產品和服務的理念”。中國儀器儀表行業協會現場總線專業委員會卞正崗就利用這歲末年初的機會，談談能效、遠程測控系統、工業自動化儀表系統及傳感器三方面的情況。
能效
在節能的范圍內，能效一詞熱起來了，它源于IEC標準管理局戰略組在2010年3月發表的從2010年到2030年面對能源挑戰的白皮書，它對“能效與可再生能源”在不同領域的未來工作提出了34項建設，其中包括3項自動化領域的建議：
建議IEC/TC2，SC22G，TC65以及ISO/TC184，應該從系統的角度出發，共同制定在工業自動化和工業過程控制領域的能效系統設計與操作的指導性文件；
在生產系統設計階段，為了優化自動化和生產過程，建議元件或設備標準包含仿真數據，例如從能效角度對過程進行優化的仿真數據；
在生產系統設計階段，為了優化自動化和生產過程，建議TC65及其分委會從系統的角度開發仿真工具，使得工廠自動化和生產過程在能效方面得到優化。
在此形勢下，IEC/TC65下的聯合工作組JWG14（工業自動化能效，即EEIA工作組）主要負責制定能效相關標準，在2011年已召開了5次會議。
我國除積極參與標準制定外，也在能源管理方面進行了大量實踐，能源測量、控制、監控、調節度，從傳感器到系統，與生產系統相融合和單獨搞的形式都存在，現在到了要總結經驗決定下一步怎么干的時候了。筆者暫不對有爭議的事項發表意見，只是對一些基礎性的測量問題，提出應該先行先試，流量的交接和貿易交接，應從標準、校驗、設計選型、安裝調試、驗收、運行維護等方面有所作為，這是我們儀表專業、自動化專業人士的第一要務。
目前國內在天然氣、石油制品、水等方面測量技術進步很快，超聲波流量計、電磁流量計、科氏力質量流量計、多變量變送器等方面已經逐步普及，濕標定技術以外，干標定技術也受到了重視。一些專業的流量測量如用于居民取暖收費的熱量表及其抄表系統已形成產品逐步推廣。這是繼“三表”（水表、電表、煤氣表）之外的第四表，是民生工程，更是節能工程。節能是長遠的事，搞好基礎檢測是自動化技術的第一關。
遠程測控系統
CEC雜志總第72期發表了IEEE802.22工作組主席Apurva Mody先生的無線區域網WRAN的文章，這是2011年的一件大事，它為物聯網、智能電網指出了方向，同樣也為自動化專業中歷史悠久、覆蓋面更廣的遠程測控系統指出了方向。原來遠程測控系統只是相對控制為主的控制系統的一個分支，但從具有檢測元件地域分散，只是需要監督等特點的行業出發；逐漸興起了三遙或運動系統、數據采集系統（SCADA）及遠程終端單元（RTU）、遠程I/O ，但由于數據通信技術的發展，逐漸形成了近代的遠程測控系統（RMCS），它的現場層涵蓋了RTV、現場總線、無線現場儀表等項技術相關產品，也兼容物聯網RFID技術；它的監控層涵蓋了IEEE803.3、IEEE803.4等有線局域網及互聯網TCP/IP及OPC UA等項技術，它是當今所指的SCADA軟件和系統的核心；它的管理層則由監控層中央控制室擴大至城域網（MAN，IEEE802.6）及多媒體技術、無線通信的無線局域網（WLAN，IEEE802.11）無線個人區域網（WPAN，IEEE802.15）、寬帶無線城域網（WMAN，IEEE802.16）直至本節開頭所說的無線區域網（這事關地域分散的農村、礦山等人口低密度、測點、觀測點、低密度地區）。
目前國內自動化專業人士在無線個人區域網（WPAN，IEEE802.15）特別是其中ZigBee的應用方面有所突破，中科院沈陽自動化所為主拉出了WIA系列產品，而且載入國際標準。
作為信息技術IT的一部分，自動化行業應該在3G時代，利用兩化融洽的大好形勢把遠程測控系統作一個新的增長點搞下去，據說國際現場總線基金會，已提出ROM（Romote Operations Management）的工作進程，可能在不久的將來進行相關DEMO演示，還傳達了一個信息：佛勞斯特和沙利文的市場報告預測全球SCADA市場為45億美元。
儀器儀表及傳感器
2011年我國經濟可稱得上“風景這邊獨好。”就拿去年來說，和利時公司年產值已達30億元人民幣；浙江中控公司年產值達2億元人民幣；橫河川儀公司僅EJA壓力、差壓變送器2010年的年銷售量就超過20萬臺，而2009年前的10年總銷售量為100萬臺。這充分證明了我國制造能力強，市場大，這說明我們自動化行業應做出更大的成績來。
1、在已發展十多年的多種現場總線技術領域，國內已能生產多種現場儀表，僅FF現場儀表國內就有10多種通過了國際注冊認證，其它HART、Profibus等更多，又在系統方面，DCS生產商已能做到HART、FF、Profibus-PA 同時融入一個DCS系統，如浙江中控的DCS生產FF H1接口卡件AM712模塊，每網段可接入16個FF現場儀表，還配套有FF Builder 硬件組態軟件、FBD控制策略組態軟件、報警和事件瀏覽軟件、診斷軟件、實時監控軟件、SAMS設備管理軟件（該軟件通過EDDL和FDT/DTM接口技術，可以連接各種智能設備），另外還可實現FF技術中的CIF現場控制功能。
2、在功能安全方面，除去專用SIS系統形式外、SIS與DCS相融合的形態已為人們所接受，國內DCS廠家也正在向這方面努力。關于功能安全的應用技術已得到普及，在工程應用中已有標準、認證、培訓、設計、安裝調試、驗收等方面的技術隊伍。
3、在管理控制一體化方面，大多數DCS產品中已融入設備管理功能，如和利時公司已有AMS設備管理軟件，可以兼容多國的HART、FF現場設備，在工程中得到應用。ERP/MES/PCS三層結構也在不斷完善之中。
4、由于節能、環保、油田、輸氣/輸油管線、軌道交通等方面的需求旺盛，各種控制系統得到了發展。
5、傳感器技術得到了發展。氣體傳感器由于很多工廠都采用了FGS火氣系統，產量目前很大，如鄭州煒盛電子科技公司現每年為全球提供350萬支各類氣體傳感器。我國現在還能生產多種工業用、礦用、民用氣體傳感器。
流量傳感器當然是一個熱點，除流量計以外，聲納流量計如SONARtrac等可用于監視單相流和多相流以及漿料的精確運行或實時測量夾帶空氣/氣體等用于體積含氣率監測系統。關于質量流量計，熱式和科氏力式兩種中，后者應用較廣，科氏力式國內生產廠商亦較多，現在也有外商把其核心部分做傳感器方式，如西門子的MASS2100 DI 1.5/1/16"、FC300DN 4/1/16"、MASS2100 DI 3-DI40/1/8"-2"、MC2等，便于更多儀表制造商進行OEM生產。
此外，大量的壓力傳感器，除去用于流程工業、工廠生產線外，汽車、工程機械等方面需求旺盛，所以國內制造廠（OEM）很多。物位儀表中雷達物位、激光物位儀表也得到發展，電化學儀器（PH計、TOC計）物性與成分量（濃度計）傳感器也得到發展。另外，就是與工廠自動化相關的離散量傳感器方興未艾，如智能型接近傳感器、閥門傳感器、智能型光電傳感器、位移式電感傳感器、電容傳感器、控制開關等，這個領域很寬廣，有待在應用中開辟市場，服務于民生和安全。
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