卞正崗：歲末年初話2012工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展

 　　過去的2011年，是“十二五”規(guī)劃的頭一年，提出了經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)型的方向，把“好”置于“快”之先，提出了培育發(fā)展戰(zhàn)略性新型產(chǎn)業(yè)及具體七大產(chǎn)業(yè)，提出了發(fā)展高端智能制造裝備等等，在重視GDP等指標(biāo)以外，也重視了“產(chǎn)品和服務(wù)的理念”。中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會(huì)現(xiàn)場總線專業(yè)委員會(huì)卞正崗就利用這歲末年初的機(jī)會(huì)，談?wù)勀苄?、遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)、工業(yè)自動(dòng)化儀表系統(tǒng)及傳感器三方面的情況。 

 　　能效

 　　在節(jié)能的范圍內(nèi)，能效一詞熱起來了，它源于IEC標(biāo)準(zhǔn)管理局戰(zhàn)略組在2010年3月發(fā)表的從2010年到2030年面對能源挑戰(zhàn)的白皮書，它對“能效與可再生能源”在不同領(lǐng)域的未來工作提出了34項(xiàng)建設(shè)，其中包括3項(xiàng)自動(dòng)化領(lǐng)域的建議： 

 　　建議IEC/TC2，SC22G，TC65以及ISO/TC184，應(yīng)該從系統(tǒng)的角度出發(fā)，共同制定在工業(yè)自動(dòng)化和工業(yè)過程控制領(lǐng)域的能效系統(tǒng)設(shè)計(jì)與操作的指導(dǎo)性文件；在生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段，為了優(yōu)化自動(dòng)化和生產(chǎn)過程，建議元件或設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)包含仿真數(shù)據(jù)，例如從能效角度對過程進(jìn)行優(yōu)化的仿真數(shù)據(jù)；在生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段，為了優(yōu)化自動(dòng)化和生產(chǎn)過程，建議TC65及其分委會(huì)從系統(tǒng)的角度開發(fā)仿真工具，使得工廠自動(dòng)化和生產(chǎn)過程在能效方面得到優(yōu)化。

 　　在此形勢下，IEC/TC65下的聯(lián)合工作組JWG14（工業(yè)自動(dòng)化能效，即EEIA工作組）主要負(fù)責(zé)制定能效相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在2011年已召開了5次會(huì)議。

 　　我國除積極參與標(biāo)準(zhǔn)制定外，也在能源管理方面進(jìn)行了大量實(shí)踐，能源測量、控制、監(jiān)控、調(diào)節(jié)度，從傳感器到系統(tǒng)，與生產(chǎn)系統(tǒng)相融合和單獨(dú)搞的形式都存在，現(xiàn)在到了要總結(jié)經(jīng)驗(yàn)決定下一步怎么干的時(shí)候了。筆者暫不對有爭議的事項(xiàng)發(fā)表意見，只是對一些基礎(chǔ)性的測量問題，提出應(yīng)該先行先試，流量的交接和貿(mào)易交接，應(yīng)從標(biāo)準(zhǔn)、校驗(yàn)、設(shè)計(jì)選型、安裝調(diào)試、驗(yàn)收、運(yùn)行維護(hù)等方面有所作為，這是我們儀表專業(yè)、自動(dòng)化專業(yè)人士的第一要?jiǎng)?wù)。

 　　目前國內(nèi)在天然氣、石油制品、水等方面測量技術(shù)進(jìn)步很快，超聲波流量計(jì)、電磁流量計(jì)、科氏力質(zhì)量流量計(jì)、多變量變送器等方面已經(jīng)逐步普及，濕標(biāo)定技術(shù)以外，干標(biāo)定技術(shù)也受到了重視。一些專業(yè)的流量測量如用于居民取暖收費(fèi)的熱量表及其抄表系統(tǒng)已形成產(chǎn)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(jié)能工程。節(jié)能是長遠(yuǎn)的事，搞好基礎(chǔ)檢測是自動(dòng)化技術(shù)的第一關(guān)。 

 　　遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)

 　　CEC雜志總第72期發(fā)表了IEEE802.22工作組主席Apurva Mody先生的無線區(qū)域網(wǎng)WRAN的文章，這是2011年的一件大事，它為物聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)指出了方向，同樣也為自動(dòng)化專業(yè)中歷史悠久、覆蓋面更廣的遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)指出了方向。原來遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)只是相對控制為主的控制系統(tǒng)的一個(gè)分支，但從具有檢測元件地域分散，只是需要監(jiān)督等特點(diǎn)的行業(yè)出發(fā)；逐漸興起了三遙或運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（SCADA）及遠(yuǎn)程終端單元（RTU）、遠(yuǎn)程I/O ，但由于數(shù)據(jù)通信技術(shù)的發(fā)展，逐漸形成了近代的遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)（RMCS），它的現(xiàn)場層涵蓋了RTV、現(xiàn)場總線、無線現(xiàn)場儀表等項(xiàng)技術(shù)相關(guān)產(chǎn)品，也兼容物聯(lián)網(wǎng)RFID技術(shù)；它的監(jiān)控層涵蓋了IEEE803.3、IEEE803.4等有線局域網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)TCP/IP及OPC UA等項(xiàng)技術(shù)，它是當(dāng)今所指的SCADA軟件和系統(tǒng)的核心；它的管理層則由監(jiān)控層中央控制室擴(kuò)大至城域網(wǎng)（MAN，IEEE802.6）及多媒體技術(shù)、無線通信的無線局域網(wǎng)（WLAN，IEEE802.11）無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)（WPAN，IEEE802.15）、寬帶無線城域網(wǎng)（WMAN，IEEE802.16）直至本節(jié)開頭所說的無線區(qū)域網(wǎng)（這事關(guān)地域分散的農(nóng)村、礦山等人口低密度、測點(diǎn)、觀測點(diǎn)、低密度地區(qū)）。 

 　　目前國內(nèi)自動(dòng)化專業(yè)人士在無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)（WPAN，IEEE802.15）特別是其中ZigBee的應(yīng)用方面有所突破，中科院沈陽自動(dòng)化所為主拉出了WIA系列產(chǎn)品，而且載入國際標(biāo)準(zhǔn)。

 　　作為信息技術(shù)IT的一部分，自動(dòng)化行業(yè)應(yīng)該在3G時(shí)代，利用兩化融洽的大好形勢把遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)作一個(gè)新的增長點(diǎn)搞下去，據(jù)說國際現(xiàn)場總線基金會(huì)，已提出ROM（Romote Operations Management）的工作進(jìn)程，可能在不久的將來進(jìn)行相關(guān)DEMO演示，還傳達(dá)了一個(gè)信息：佛勞斯特和沙利文的市場報(bào)告預(yù)測全球SCADA市場為45億美元。

　　儀器儀表及傳感器

 　　2011年我國經(jīng)濟(jì)可稱得上“風(fēng)景這邊獨(dú)好?！本湍萌ツ陙碚f，和利時(shí)公司年產(chǎn)值已達(dá)30億元人民幣；浙江中控公司年產(chǎn)值達(dá)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(qiáng)，市場大，這說明我們自動(dòng)化行業(yè)應(yīng)做出更大的成績來。 

　　1、在已發(fā)展十多年的多種現(xiàn)場總線技術(shù)領(lǐng)域，國內(nèi)已能生產(chǎn)多種現(xiàn)場儀表，僅FF現(xiàn)場儀表國內(nèi)就有10多種通過了國際注冊認(rèn)證，其它HART、Profibus等更多，又在系統(tǒng)方面，DCS生產(chǎn)商已能做到HART、FF、Profibus-PA 同時(shí)融入一個(gè)DCS系統(tǒng)，如浙江中控的DCS生產(chǎn)FF H1接口卡件AM712模塊，每網(wǎng)段可接入16個(gè)FF現(xiàn)場儀表，還配套有FF Builder 硬件組態(tài)軟件、FBD控制策略組態(tài)軟件、報(bào)警和事件瀏覽軟件、診斷軟件、實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件、SAMS設(shè)備管理軟件（該軟件通過EDDL和FDT/DTM接口技術(shù)，可以連接各種智能設(shè)備），另外還可實(shí)現(xiàn)FF技術(shù)中的CIF現(xiàn)場控制功能。

 　　2、在功能安全方面，除去專用SIS系統(tǒng)形式外、SIS與DCS相融合的形態(tài)已為人們所接受，國內(nèi)DCS廠家也正在向這方面努力。關(guān)于功能安全的應(yīng)用技術(shù)已得到普及，在工程應(yīng)用中已有標(biāo)準(zhǔn)、認(rèn)證、培訓(xùn)、設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試、驗(yàn)收等方面的技術(shù)隊(duì)伍。

　　3、在管理控制一體化方面，大多數(shù)DCS產(chǎn)品中已融入設(shè)備管理功能，如和利時(shí)公司已有AMS設(shè)備管理軟件，可以兼容多國的HART、FF現(xiàn)場設(shè)備，在工程中得到應(yīng)用。ERP/MES/PCS三層結(jié)構(gòu)也在不斷完善之中。 

 　　4、由于節(jié)能、環(huán)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(tǒng)得到了發(fā)展。

 　　5、傳感器技術(shù)得到了發(fā)展。氣體傳感器由于很多工廠都采用了FGS火氣系統(tǒng)，產(chǎn)量目前很大，如鄭州煒盛電子科技公司現(xiàn)每年為全球提供350萬支各類氣體傳感器。我國現(xiàn)在還能生產(chǎn)多種工業(yè)用、礦用、民用氣體傳感器。

 　　流量傳感器當(dāng)然是一個(gè)熱點(diǎn)，除流量計(jì)以外，聲納流量計(jì)如SONARtrac等可用于監(jiān)視單相流和多相流以及漿料的精確運(yùn)行或?qū)崟r(shí)測量夾帶空氣/氣體等用于體積含氣率監(jiān)測系統(tǒng)。關(guān)于質(zhì)量流量計(jì)，熱式和科氏力式兩種中，后者應(yīng)用較廣，科氏力式國內(nèi)生產(chǎn)廠商亦較多，現(xiàn)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(jìn)行OEM生產(chǎn)。

 　　此外，大量的壓力傳感器，除去用于流程工業(yè)、工廠生產(chǎn)線外，汽車、工程機(jī)械等方面需求旺盛，所以國內(nèi)制造廠（OEM）很多。物位儀表中雷達(dá)物位、激光物位儀表也得到發(fā)展，電化學(xué)儀器（PH計(jì)、TOC計(jì)）物性與成分量（濃度計(jì)）傳感器也得到發(fā)展。另外，就是與工廠自動(dòng)化相關(guān)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(guān)等，這個(gè)領(lǐng)域很寬廣，有待在應(yīng)用中開辟市場，服務(wù)于民生和安全?！　?/P>