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工業自動化儀表的發展趨勢

發布日期:2016-04-01 14:58 瀏覽次數:次
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,才能取得事半功倍的功效。 
     
     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,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任務;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,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,如今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益提高,國家的政策和法令對節能減排也有具體的要求和規定,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****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,但由于國際標準的過多,影響了推廣,例如****代總線型的現場總線的國際標準已達到10多種,到年低,加上第二代的實時工業以太網,其國際標準可能會有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,制訂出單一的國際的標準。 
     
     工業生產要求高產,穩定,優質,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。如果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,施工設計部門和最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) 
     
     隨著生產規模的日益擴大,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益受重視。 
     
     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。日益簡化,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禁區,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,固二相流量計,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,同時還要掌握測量和計算機的技術,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裝置如乙烯項目都采用了MIV承包模式,所謂MIV就是主要儀表承包商。這種做法利于大型工程的建設,保證項目順利按時投產,如百萬噸級的乙烯項目,其下產品很多,一般有十幾個裝置,需要同時投產。否則誤工一天,就會有上億元的損失。為了便于管理,工程公司和企業都愿意這樣做。但這種模式也不是一成不變的,例如上海SECCO的乙烯裝置采用的是MIV,南海的CSPC乙烯項目采用的是MAC模式,福建的乙烯項目采用的是MICC,而新疆獨山子乙烯則10套DCS由家公司總承包,2.5萬臺場儀表則由另一家公司承包。對于承包的儀表廠商來講這是一種增值的服務。作為MIV的公司也需要一定的資源質,即除了能提供一定水平的DCS外,還要有較廣泛的,質量過硬的現場儀表,而且還要熟悉工藝或有這個方面的業績。 
     
     國內的一些大型DCS制造廠,也應向該方向努力。以上就是工業自動化儀表行業一些主要發展趨勢。隨著科技的發展,生產的進步,還會有新的需求對發展的趨勢產生影響。