能效
在節(jié)能的范圍內,能效一詞熱起來了,它源于IEC標準管理局戰(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(tǒng)的角度出發(fā),共同制定在工業(yè)自動化和工業(yè)過程控制領域的能效系統(tǒng)設計與操作的指導性文件;
在生產系統(tǒng)設計階段,為了優(yōu)化自動化和生產過程,建議元件或設備標準包含仿真數(shù)據(jù),例如從能效角度對過程進行優(yōu)化的仿真數(shù)據(jù);
在生產系統(tǒng)設計階段,為了優(yōu)化自動化和生產過程,建議TC65及其分委會從系統(tǒng)的角度開發(fā)仿真工具,使得工廠自動化和生產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(jiān)控、調節(jié)度,從傳感器到系統(tǒng),與生產系統(tǒng)相融合和單獨搞的形式都存在,現(xiàn)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(fā)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(yè)、自動化專業(yè)人士的*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(yè)的流量測量如用于居民取暖收費的熱量表及其抄表系統(tǒng)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(jié)能工程。節(jié)能是長遠的事,搞好基礎檢測是自動化技術的*關。
遠程測控系統(tǒng)
CEC雜志總第72期發(fā)表了IEEE802.22工作組主席ApurvaMody的無線區(qū)域網WRAN的文章,這是2011年的一件大事,它為物聯(lián)網、智能電網指出了方向,同樣也為自動化專業(yè)中歷史悠久、覆蓋面更廣的遠程測控系統(tǒng)指出了方向。原來遠程測控系統(tǒng)只是相對控制為主的控制系統(tǒng)的一個分支,但從具有檢測元件地域分散,只是需要監(jiān)督等特點的行業(yè)出發(fā);逐漸興起了三遙或運動系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(SCADA)及遠程終端單元(RTU)、遠程I/O,但由于數(shù)據(jù)通信技術的發(fā)展,逐漸形成了近代的遠程測控系統(tǒng)(RMCS),它的現(xiàn)場層涵蓋了RTV、現(xiàn)場總線、無線現(xiàn)場儀表等項技術相關產品,也兼容物聯(lián)網RFID技術;它的監(jiān)控層涵蓋了IEEE803.3、IEEE803.4等有線局域網及互聯(lián)網TCP/IP及OPCUA等項技術,它是當今所指的SCADA軟件和系統(tǒng)的核心;它的管理層則由監(jiān)控層*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(qū)域網(WPAN,IEEE802.15)、寬帶無線城域網(WMAN,IEEE802.16)直至本節(jié)開頭所說的無線區(qū)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(qū))。
目前國內自動化專業(yè)人士在無線個人區(qū)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,而且載入標準。
作為信息技術IT的一部分,自動化行業(yè)應該在3G時代,利用兩化融洽的大好形勢把遠程測控系統(tǒng)作一個新的增長點搞下去,據(jù)說現(xiàn)場總線基金會,已提出ROM(RomoteOperationsManagement)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(yè)應做出更大的成績來。
1、在已發(fā)展十多年的多種現(xiàn)場總線技術領域,國內已能生產多種現(xiàn)場儀表,僅FF現(xiàn)場儀表國內就有10多種通過了注冊認證,其它HART、Profibus等更多,又在系統(tǒng)方面,DCS生產商已能做到HART、FF、Profibus-PA同時融入一個DCS系統(tǒng),如浙江中控的DCS生產FFH1接口卡件AM712模塊,每網段可接入16個FF現(xiàn)場儀表,還配套有FFBuilder硬件組態(tài)軟件、FBD控制策略組態(tài)軟件、報警和事件瀏覽軟件、診斷軟件、實時監(jiān)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(xiàn)FF技術中的CIF現(xiàn)場控制功能。
2、在功能安全方面,除去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(shù)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(xiàn)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(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),產量目前很大,如鄭州煒盛電子科技公司現(xiàn)每年為提供350萬支各類氣體傳感器。我國現(xiàn)在還能生產多種工業(yè)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(jiān)視單相流和多相流以及漿料的運行或實時測量夾帶空氣/氣體等用于體積含氣率監(jiān)測系統(tǒng)。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(xiàn)在也有外商把其核心部分做傳感器方式,如西門子的MASS2100DI1.5/1/16、FC300DN4/1/16、MASS2100DI3-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(yè)、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(fā)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(fā)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。