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[摘 要]“十二五”以来，作为七大战略性新兴产业之一的“高端”装备制造产业，受到极大重视，包括智能制造装备、高端智能装备、高端智能制造装备等。“智能”一词成为关键词，本文从工业自动化仪表及系统的智能化角度，谈谈我国工业自动化仪表的发展方向。
[关键词]工业自动化；仪表；系统；智能化发展
中图分类号：TH86 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）09-0341-01
这些年來，工业自动化仪表及系统在数字化、网络化、集成化、智能化方面进展很快。工业自动化仪表及系统的职能化，目前正从灵巧化（Smart）的初级阶段走向高级智能的阶段。在此基础上，各大自动化仪表和系统的供应商都提出了创新理念：电控仪控一体化，管控一体化、全生命周期管理、远程诊断、远程监控、远程仿真培训、设备管理、预测性维护、数字化工厂、提高质量、降低成本、高可靠性、可维护性、可用性、功能安全等等，这些都是要通过提高自动化仪表和系统的智能化水平才能实现。
一、检测仪表和执行器的智能化
当今检测仪表多含有嵌入式CPU微计算机系统，多可以完成现场数字显示，一般产品名称前标有“智能式XXX”的仪表，都可以完成数字滤波、非线性校正、自校零或自校准、自动量程切换、自动补偿（温度补偿等）、自诊断等功能，此外，各种仪表还可以完成各种专门功能。
（一）压力差压变送器
横河川仪EJA/EJX全数字智能变送器内CPU为16位1.2MHz；精度+/-4%（参数级精度+/-0.025%）；有复合传感特性，一机多用；应答速度90m/s；通过安全认证TUVSIL2，双重化形式时为SIL3；连续工作十年不需调校；重量仅2.7kg。另外，有引压管的堵塞及蒸汽温度的诊断功能。EJX910A/930A多变量变送器，给出多变量质量流量的解决方案，达到1.0%的质量流量精度，流量范围大于10：1，同步输出4-20mA和脉冲信号；有多种功能块，可用5ALS、AR、IT、SC、IS和PID；循环显示最多10个变量，多功能LCD显示，大屏幕和英语显示；有先进的诊断功能，有高低报警输出等触点输出功能；支持各种符合国际标准的节流装置，包括孔板，文丘里管，流量喷嘴，皮托管等；质量流量计算给出了自动补偿模式，组态需用FSA120EJXMV TOOL软件，工程时应用Fieldmate通用设备管理工具，这种组态工具，配合个人PC电脑，完成包括设备的初始设置、日常维护、故障诊断和设备更换时的组态备份等任务，可完成多种通讯方式的选择。
（二）温度变送器
上海自动化仪表股份有限公司在仪表和执行器智能化方面及支持国内标准化方面作出了贡献，如BWQ型现场总线智能温度变送器，能够全套使用多种温度传感器（热电偶B、E、J、K、N、R、S、T型）热电阻pt100、pt1000型，量程范围宽，参数设置功能有：零位、量程、写保护、工程单位、上下限等，自诊断功能有：传感器、A/D转接、存贮器、电源自诊断等，总体精度为+/-0.2%（FS），环境温度影响≤0.1%/FS/10℃，而且HART、FFHI、PROFIBUS PA、EPA均通过认证测试。当然，对于温度变送器智能化来说，硬件也很重要。片间总线具体有SPI总线（Motorola公司）、I2C总线（Philips公司）、MICROWIRE通信接口（NS公司），另有SCI总线、1-WireBus总线等。
多点输入智能温度变送器：国际国内均有这方面的产品，应用较广的有艾默生公司的848T型八点输入温度变速器，可为热电阻、热电偶、MV信号、欧姆电阻信号各自选择并独立组态；输出为FFHI信号，也可以通过3420现场总线接口模块接入DCS系统；提供诊断和计算功能，可选择最大值、最小值、中间点和多路传感器的温度平均值；有链路活动调度器（LAS）的备份功能，网络功能强。由于可安装在危险场所和工业生产现场（环境温度-40-+85℃），且通过本质安全FISCO认证，为多边温度检测提供了低成本，高性能的解决方案，且平均每监测点安装费用降低70%，所以被大型工程项目采用。
（三）发展趋势
作为以安装在现场为主的检测仪表和执行器，是智能化的主战场，现在的智能化成果虽大，但是发展空间很小，由smart向高级智能化过渡，更重要的是第一步的感知，即多利用新型传感器技术，测出诸如引压管堵塞的故障信号，测出旋转机械的润滑油成分变化和温度升高的健康信号，测出设备周围环境中震动或腐蚀性气体变化信息等与安全、节能环保维护可靠运行相关的信息，然后才有可能进行分析、推理、决策和控制。这就是面大量广的检测仪表和执行器智能化的当务之急。
二、在线分析仪表智能化
PAT过程分析技术被列为新世纪的关键技术以来，在线分析仪表智能化受到了极大重视。作为物性在线分析仪，pH酸碱度传感器用途很广，很长时间内由于其可用性受到质疑而不易推广，但近年在电极本身及采样系统中有多项专利出现，运行、推广水平得到提高，又可做到在实验室进行标定，之后运行时通过感应线圈确定pH传感器与传送器之间通信顺畅，标定值存储在传感器中，具体如E+H公司的Memosons智能pH测量系统，已得到广泛的应用。
目前国内分析仪表、工业色谱、质谱智能化方面也已由连续自动测量、指示、记录流程中相关参数，及以菜单形式操作，实现多种自动功能，向进一步改进结构（模块化）及现场安装，适应于防爆和其它恶劣环境方向发展，而且在过程分析系统方面，也逐步形成了烟气连续监测系统（CEMS ）、水质分析成套系统、移动式车载测试监测系统、空分过程分析系统、焚烧炉、水泥窑、焦炉煤气及冶金、石化、医药、建材、过程分析系统，这些系统成套工程也有利于在线分析仪表智能化的发展。
三、其他仪表和系统的智能化及发展趋势
（一）数字显示控制仪表属于自动化仪表行业基础性二次仪表，其它还有无纸记录仪等多种产品，在智能化方面进展很快
DCS及各种专用的控制系统的智能化水平比数字显示控制仪表更高得多，如有些DCS公司提供的各种部件都已智能化，而且通过全数字信息进行协调控制，有些公司提出机组智能诊控一体化系统等，但智能算法、先进控制在实际运行中应用还不普及，这将是智能化的一项义不容辞的任务。
（二）工厂自动化中，智能化的课题是很多的，为了实现工厂自动化，首先是要对开关量如接近传感器及位置传感器、速度传感器、加速度传感器的智能化进行关注，另外，运动控制本身也有不少智能化的问题值得关注
如何实现机器人内传感器和相关的交流伺服系统智能化，可以在自动化技术中应用反馈控制理论来解决，而机器人外传感器及相关的视觉、触觉、力觉、嗅觉、味觉、滑觉的感知、分析、推理、决策和控制，则是一片正在开垦的处女地，又比如数控机床在加工中心之外，新生的3D打印机和快速成型系统，也是智能化大有可为的新天地。
四、结语
智能化的自动化仪表和系统是由智能制造装备制造出来的，所以自动化工厂、智能制造装备、柔性制造系统、MEMS，3D打印等的智能化与一般工业自动化仪表和系统的智能化是密不可分的，而且更重要。注意了这一点，我国的仪表和系统的智能化才更有希望。
参考文献
[1] 祁少宁.工业自动化仪表的智能化分析[J]. 电子技术与软件工程，2014，11：262.
[2] 汪卿，周鹏.探讨石油化工工业自动化仪表及系统的发展和现状[J]. 中国石油和化工标准与质量，2012，05：222.
[关键词]工业自动化；仪表；系统；智能化发展
中图分类号：TH86 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）09-0341-01
这些年來，工业自动化仪表及系统在数字化、网络化、集成化、智能化方面进展很快。工业自动化仪表及系统的职能化，目前正从灵巧化（Smart）的初级阶段走向高级智能的阶段。在此基础上，各大自动化仪表和系统的供应商都提出了创新理念：电控仪控一体化，管控一体化、全生命周期管理、远程诊断、远程监控、远程仿真培训、设备管理、预测性维护、数字化工厂、提高质量、降低成本、高可靠性、可维护性、可用性、功能安全等等，这些都是要通过提高自动化仪表和系统的智能化水平才能实现。
一、检测仪表和执行器的智能化
当今检测仪表多含有嵌入式CPU微计算机系统，多可以完成现场数字显示，一般产品名称前标有“智能式XXX”的仪表，都可以完成数字滤波、非线性校正、自校零或自校准、自动量程切换、自动补偿（温度补偿等）、自诊断等功能，此外，各种仪表还可以完成各种专门功能。
（一）压力差压变送器
横河川仪EJA/EJX全数字智能变送器内CPU为16位1.2MHz；精度+/-4%（参数级精度+/-0.025%）；有复合传感特性，一机多用；应答速度90m/s；通过安全认证TUVSIL2，双重化形式时为SIL3；连续工作十年不需调校；重量仅2.7kg。另外，有引压管的堵塞及蒸汽温度的诊断功能。EJX910A/930A多变量变送器，给出多变量质量流量的解决方案，达到1.0%的质量流量精度，流量范围大于10：1，同步输出4-20mA和脉冲信号；有多种功能块，可用5ALS、AR、IT、SC、IS和PID；循环显示最多10个变量，多功能LCD显示，大屏幕和英语显示；有先进的诊断功能，有高低报警输出等触点输出功能；支持各种符合国际标准的节流装置，包括孔板，文丘里管，流量喷嘴，皮托管等；质量流量计算给出了自动补偿模式，组态需用FSA120EJXMV TOOL软件，工程时应用Fieldmate通用设备管理工具，这种组态工具，配合个人PC电脑，完成包括设备的初始设置、日常维护、故障诊断和设备更换时的组态备份等任务，可完成多种通讯方式的选择。
（二）温度变送器
上海自动化仪表股份有限公司在仪表和执行器智能化方面及支持国内标准化方面作出了贡献，如BWQ型现场总线智能温度变送器，能够全套使用多种温度传感器（热电偶B、E、J、K、N、R、S、T型）热电阻pt100、pt1000型，量程范围宽，参数设置功能有：零位、量程、写保护、工程单位、上下限等，自诊断功能有：传感器、A/D转接、存贮器、电源自诊断等，总体精度为+/-0.2%（FS），环境温度影响≤0.1%/FS/10℃，而且HART、FFHI、PROFIBUS PA、EPA均通过认证测试。当然，对于温度变送器智能化来说，硬件也很重要。片间总线具体有SPI总线（Motorola公司）、I2C总线（Philips公司）、MICROWIRE通信接口（NS公司），另有SCI总线、1-WireBus总线等。
多点输入智能温度变送器：国际国内均有这方面的产品，应用较广的有艾默生公司的848T型八点输入温度变速器，可为热电阻、热电偶、MV信号、欧姆电阻信号各自选择并独立组态；输出为FFHI信号，也可以通过3420现场总线接口模块接入DCS系统；提供诊断和计算功能，可选择最大值、最小值、中间点和多路传感器的温度平均值；有链路活动调度器（LAS）的备份功能，网络功能强。由于可安装在危险场所和工业生产现场（环境温度-40-+85℃），且通过本质安全FISCO认证，为多边温度检测提供了低成本，高性能的解决方案，且平均每监测点安装费用降低70%，所以被大型工程项目采用。
（三）发展趋势
作为以安装在现场为主的检测仪表和执行器，是智能化的主战场，现在的智能化成果虽大，但是发展空间很小，由smart向高级智能化过渡，更重要的是第一步的感知，即多利用新型传感器技术，测出诸如引压管堵塞的故障信号，测出旋转机械的润滑油成分变化和温度升高的健康信号，测出设备周围环境中震动或腐蚀性气体变化信息等与安全、节能环保维护可靠运行相关的信息，然后才有可能进行分析、推理、决策和控制。这就是面大量广的检测仪表和执行器智能化的当务之急。
二、在线分析仪表智能化
PAT过程分析技术被列为新世纪的关键技术以来，在线分析仪表智能化受到了极大重视。作为物性在线分析仪，pH酸碱度传感器用途很广，很长时间内由于其可用性受到质疑而不易推广，但近年在电极本身及采样系统中有多项专利出现，运行、推广水平得到提高，又可做到在实验室进行标定，之后运行时通过感应线圈确定pH传感器与传送器之间通信顺畅，标定值存储在传感器中，具体如E+H公司的Memosons智能pH测量系统，已得到广泛的应用。
目前国内分析仪表、工业色谱、质谱智能化方面也已由连续自动测量、指示、记录流程中相关参数，及以菜单形式操作，实现多种自动功能，向进一步改进结构（模块化）及现场安装，适应于防爆和其它恶劣环境方向发展，而且在过程分析系统方面，也逐步形成了烟气连续监测系统（CEMS ）、水质分析成套系统、移动式车载测试监测系统、空分过程分析系统、焚烧炉、水泥窑、焦炉煤气及冶金、石化、医药、建材、过程分析系统，这些系统成套工程也有利于在线分析仪表智能化的发展。
三、其他仪表和系统的智能化及发展趋势
（一）数字显示控制仪表属于自动化仪表行业基础性二次仪表，其它还有无纸记录仪等多种产品，在智能化方面进展很快
DCS及各种专用的控制系统的智能化水平比数字显示控制仪表更高得多，如有些DCS公司提供的各种部件都已智能化，而且通过全数字信息进行协调控制，有些公司提出机组智能诊控一体化系统等，但智能算法、先进控制在实际运行中应用还不普及，这将是智能化的一项义不容辞的任务。
（二）工厂自动化中，智能化的课题是很多的，为了实现工厂自动化，首先是要对开关量如接近传感器及位置传感器、速度传感器、加速度传感器的智能化进行关注，另外，运动控制本身也有不少智能化的问题值得关注
如何实现机器人内传感器和相关的交流伺服系统智能化，可以在自动化技术中应用反馈控制理论来解决，而机器人外传感器及相关的视觉、触觉、力觉、嗅觉、味觉、滑觉的感知、分析、推理、决策和控制，则是一片正在开垦的处女地，又比如数控机床在加工中心之外，新生的3D打印机和快速成型系统，也是智能化大有可为的新天地。
四、结语
智能化的自动化仪表和系统是由智能制造装备制造出来的，所以自动化工厂、智能制造装备、柔性制造系统、MEMS，3D打印等的智能化与一般工业自动化仪表和系统的智能化是密不可分的，而且更重要。注意了这一点，我国的仪表和系统的智能化才更有希望。
参考文献
[1] 祁少宁.工业自动化仪表的智能化分析[J]. 电子技术与软件工程，2014，11：262.
[2] 汪卿，周鹏.探讨石油化工工业自动化仪表及系统的发展和现状[J]. 中国石油和化工标准与质量，2012，05：222.