由于工業(yè)生產(chǎn)對(duì)成品質(zhì)量的要求日益提高,國家的政策和法令對(duì)節(jié)能減排也有具體的要求和規(guī)定,因此提高測(cè)量儀表與控制系統(tǒng)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(diǎn)七五提高到百分之零點(diǎn)零四。用于貿(mào)易交換計(jì)量的科氏質(zhì)量流量計(jì),精度已達(dá)到百分之零點(diǎn)零五,部分氣體超聲波流量計(jì)的準(zhǔn)確度已達(dá)到百分之零點(diǎn)五,同時(shí)新一代的DCS也以此作為一個(gè)重要的指標(biāo)。
當(dāng)前一些新建的大型項(xiàng)目,在招標(biāo)時(shí),對(duì)有關(guān)產(chǎn)品的精度已提出明確的要求。這既是一個(gè)門檻,也是一種對(duì)制造廠商的資源的要求。
智能化
從工業(yè),自動(dòng)化儀表的發(fā)展趨勢(shì)看,智能化是其核心部分,所謂智能化表現(xiàn)在其具有多種新功能。例如過去當(dāng)流量儀表需要進(jìn)行溫度,壓力的補(bǔ)償時(shí)需要分別測(cè)量流量,溫度和壓力的三臺(tái)變送器,并且需要運(yùn)算器來計(jì)算,而現(xiàn)在一臺(tái)智能化的流量變送器就可以包攬這一任務(wù);又如一臺(tái)智能化執(zhí)行器,由于具有多種的自診斷功能,使維修預(yù)報(bào)成為可能。如當(dāng)執(zhí)行器調(diào)節(jié)閥的閥桿行程累計(jì)超過一定長度時(shí),就會(huì)發(fā)出信號(hào)通知維修人員進(jìn)行密封填料的更換;又當(dāng)閥門的動(dòng)作過于頻繁時(shí)也可通知工作人員進(jìn)行干預(yù),以免發(fā)生事故;當(dāng)用于具有腐蝕性介質(zhì)時(shí),如超過一定流量及工作時(shí)間時(shí),也能發(fā)出信號(hào),以便及時(shí)更換,因?yàn)榻^不會(huì)發(fā)生腐蝕的材質(zhì)是沒有的。
在工控方面,過去控制的算法,只能由調(diào)節(jié)器或DCS來完成,如今一臺(tái)智能化的變送器或者執(zhí)行器,只要植入PID模塊,就可以與有關(guān)的現(xiàn)場(chǎng)儀表在一起,在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)自主調(diào)節(jié);從而實(shí)現(xiàn)控制的*分散,從而減輕了DCS主機(jī)的負(fù)擔(dān),使調(diào)節(jié)更加及時(shí),并提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。
無線化
現(xiàn)場(chǎng)總線本來是一種非常有前途的技術(shù),理應(yīng)得到迅速的發(fā)展和推廣,但由于標(biāo)準(zhǔn)的過多,影響了推廣,例如*代總線型的現(xiàn)場(chǎng)總線的標(biāo)準(zhǔn)已達(dá)到10多種,加上第二代的實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng),其標(biāo)準(zhǔn)可能會(huì)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(guān)組織都在制定各自的標(biāo)準(zhǔn),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(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)過多,對(duì)用戶來講,實(shí)在不是一個(gè)好兆頭,用戶希望能夠通過努力,制訂出單一的的標(biāo)準(zhǔn)。
工業(yè)生產(chǎn)要求高產(chǎn),穩(wěn)定,,低耗,安全,環(huán)保。隨著生產(chǎn)規(guī)模越來越大,如火電機(jī)組已有100萬KW的超臨界機(jī)組;煉油企業(yè)達(dá)到了1000萬噸級(jí),乙烯裝置也達(dá)到了100萬噸的規(guī)模,測(cè)量和控制的點(diǎn)數(shù)不斷增加,一般已達(dá)萬點(diǎn)以上。如果現(xiàn)場(chǎng)儀表能夠?qū)崿F(xiàn)通信無線化,電纜和維護(hù)的工人量都會(huì)大大減少,施工設(shè)計(jì)部門和終用戶都是會(huì)歡迎的,因此研發(fā)近距離,低功耗可靠的無線通信是當(dāng)前的一個(gè)亮點(diǎn)。
安全儀表系統(tǒng)(SIS)
隨著生產(chǎn)規(guī)模的日益擴(kuò)大,一旦發(fā)生事故,不但在經(jīng)濟(jì)上會(huì)造成巨大的損失,而且人員傷亡和對(duì)環(huán)境的影響均非同小可,因此生產(chǎn)的安全問題日益受重視。
目前,一些化工或石化企業(yè)的安全系統(tǒng),如ESD緊急停車是由專門的PLC如TRICONES來負(fù)責(zé)管理,這樣企業(yè)的控制系統(tǒng)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(kuò)大,已經(jīng)有了安全儀表系統(tǒng)(SIS),因此也可以用一套具有SIS功能的DCS來統(tǒng)一管理,這樣業(yè)主當(dāng)然歡迎。但保險(xiǎn)公司需要第三方的認(rèn)證,而認(rèn)證就要有量化的概念,因此IEC制定了標(biāo)準(zhǔn),將安全等能分為四級(jí)。所謂SIL全名為安全完整性等級(jí)。根據(jù)目前的制造水平,變送器的安全等級(jí)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(rèn)證,達(dá)到了SIL3。按照目前的社會(huì)的生產(chǎn)水平,只要符合SIL3的標(biāo)準(zhǔn)就可以滿足化工及重石化行業(yè)的安全要求了。
因此越來越多的儀表制造廠商使其產(chǎn)品具有SIS的功能,這是當(dāng)前的一個(gè)熱點(diǎn)。
科學(xué)儀器的在線化
隨著科技的進(jìn)步,科學(xué)儀器的結(jié)構(gòu)。日益簡(jiǎn)化,體積縮小,重量減輕,操作也更方便,價(jià)格也逐步降低,而且能在工業(yè)條件下操作。因此在過去只能在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行離線操作的科學(xué)儀器,現(xiàn)在可以在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行在線運(yùn)行了。例如質(zhì)譜儀居武鋼的高爐上試用,用來分析爐頂煤氣的成分。從應(yīng)用的角度來看,這種儀器也可看成工業(yè)自動(dòng)化儀表中的一員了。今后這種趨勢(shì)還會(huì)加速發(fā)展。
新型儀表不斷涌現(xiàn)過去認(rèn)為不能檢測(cè)的禁區(qū),現(xiàn)在有了突破。如二相流的測(cè)量已有產(chǎn)品處于實(shí)用階段,如德國SWR公司的微波氣,固二相流量計(jì),英國SOLARTRON公司的DUALSTR-EAMMKI氣液二相流量計(jì),美國MALFIAID公司的LP多相流量計(jì)等。而SWR公司的氣、固二相流量計(jì)已在武鋼高爐噴煤粉系統(tǒng)上試用。
軟測(cè)量技術(shù)正在發(fā)展
由于生產(chǎn)工藝的復(fù)雜性:工業(yè)環(huán)境的惡劣性,使得有些重要的或者關(guān)鍵性的參數(shù)不能進(jìn)行直接測(cè)量,只能借助計(jì)算機(jī)技術(shù),依靠其他相關(guān)能測(cè)得的參數(shù)進(jìn)行推導(dǎo)。用這樣間接測(cè)量的方法,有人稱之為虛擬儀表。
實(shí)現(xiàn)軟測(cè)量技術(shù)的關(guān)鍵在于研發(fā)人員首先要了解工藝生產(chǎn),熟悉工藝操作,同時(shí)還要掌握測(cè)量和計(jì)算機(jī)的技術(shù),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(xiàng)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(shè),保證項(xiàng)目順利按時(shí)投產(chǎn),如百萬噸級(jí)的乙烯項(xiàng)目,其下產(chǎn)品很多,一般有十幾個(gè)裝置,需要同時(shí)投產(chǎn)。否則誤工一天,就會(huì)有上億元的損失。為了便于管理,工程公司和企業(yè)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(xiàng)目采用的是MAC模式,福建的乙烯項(xiàng)目采用的是MICC,而新疆獨(dú)山子乙烯則10套DCS由家公司總承包,2.5萬臺(tái)場(chǎng)儀表則由另一家公司承包。對(duì)于承包的儀表廠商來講這是一種增值的服務(wù)。作為MIV的公司也需要一定的資源質(zhì),即除了能提供一定水平的DCS外,還要有較廣泛的,質(zhì)量過硬的現(xiàn)場(chǎng)儀表,而且還要熟悉工藝或有這個(gè)方面的業(yè)績。
國內(nèi)的一些大型DCS制造廠,也應(yīng)向該方向努力。以上就是工業(yè)自動(dòng)化儀表行業(yè)一些主要發(fā)展趨勢(shì)。隨著科技的發(fā)展,生產(chǎn)的進(jìn)步,還會(huì)有新的需求對(duì)發(fā)展的趨勢(shì)產(chǎn)生影響。