自動化儀器儀表與控制系統(tǒng)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

　　核心提示：雖然自動化儀表新產(chǎn)品的推出速度減緩，但是自動化儀表的技術(shù)發(fā)展史持續(xù)不斷的，儀表制造商近兩年新技術(shù)發(fā)展積極性不高，但儀表用戶發(fā)展自動化技術(shù)的積極性越來越高。最近，在信息技術(shù)的融入、儀表安全技術(shù)、無線通信技術(shù)等各方面都有令人矚目的發(fā)展。另外國外新產(chǎn)品推出的減速，為我國儀表的發(fā)展帶來了機(jī)遇。國內(nèi)儀表近兩年繼續(xù)健康發(fā)展，行業(yè)的總體趨勢與《2006-2007儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科發(fā)展報(bào)告》的介紹未發(fā)生大的變化，因此也可以認(rèn)為本報(bào)告是它的補(bǔ)充。

　　一、自動化儀表與控制系統(tǒng)的基本現(xiàn)狀

　　進(jìn)入21世紀(jì)，我國制造業(yè)的高速發(fā)展，拉動了對自動化儀表與控制系統(tǒng)的需求，我國新上的大型項(xiàng)目所用自動化儀表和控制系統(tǒng)的先進(jìn)程度已經(jīng)處于世界領(lǐng)先水平。當(dāng)前傳統(tǒng)制造業(yè)在發(fā)達(dá)國家已經(jīng)過了輝煌期，與之配套的自動化儀表自然就增長緩慢。自動化儀表發(fā)展的熱點(diǎn)在新興市場的價(jià)格問題從兩個(gè)方面夾擊儀表制造商，一是新興市場的用戶對產(chǎn)品價(jià)格敏感度很高;二是在那里往往可以找非常便宜的替代品，這樣就難以激發(fā)跨國企業(yè)花大成本研制新型儀表。

　　近10年自動化儀表技術(shù)發(fā)展的重要領(lǐng)域——現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展雖然取得了顯著成就，但是在應(yīng)用方面大體上還處在替代模擬傳輸線的階段。實(shí)際上現(xiàn)場總線不僅僅是信號制式的改變，它是為控制技術(shù)的信息化提供基礎(chǔ)的。用戶對系統(tǒng)底層信息化(控制、診斷、管理)改造的需求是現(xiàn)場總線技術(shù)推廣的原始動力。近些年來現(xiàn)場總線在設(shè)備資產(chǎn)管理、預(yù)測診斷和平穩(wěn)操作等方面的潛力開始被挖掘出來，顯現(xiàn)了極富發(fā)展前景的勢頭。

　　但是基于現(xiàn)場總線技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化控制和分布式只智能技術(shù)，到目前無論在理論上還是在實(shí)踐上都未出現(xiàn)顯著突破：而現(xiàn)場總線的速度瓶頸是的在復(fù)雜控制和快速響應(yīng)方面有時(shí)還不如傳統(tǒng)儀表：持續(xù)多年的現(xiàn)場總線之爭至今在制造商中沒有贏家，又使用戶普通感覺厭倦，極大地消耗了各企業(yè)發(fā)展的資源。

　　國際上反映自動化儀表產(chǎn)品動向的幾個(gè)重要窗口：以ISA EXPO、Miconix等為代表的國際儀表展覽，以Readers’ Choice Award(讀者選擇獎(jiǎng))為代表的獎(jiǎng)項(xiàng)。從近3年的讀者選擇獎(jiǎng)看，獲獎(jiǎng)產(chǎn)品變化不多。自動化儀表今年發(fā)展的重點(diǎn)在儀表的應(yīng)用方面。

　　這種發(fā)展趨勢的變化是很自然的，數(shù)字化、智能化儀表和系統(tǒng)經(jīng)過近10年的告訴發(fā)展，在應(yīng)用方面積累了一些問題，智能儀表設(shè)計(jì)的許多創(chuàng)新功能也未得到充分的應(yīng)用。主要問題有以下幾點(diǎn)。

　　(1)數(shù)字儀表和系統(tǒng)的信息保密和安全問題

　　(2)微程序和軟件的可靠性問題。

　　(3)通信的保密、安全和可靠性問題。

　　(4)智能儀表在運(yùn)行時(shí)是可以與控制系統(tǒng)互動的以及如何進(jìn)行互動。

　　(5)智能儀表提供了遠(yuǎn)比模擬儀表多的信息以及如何充分利用這些信息。

　　(6)眾多智能儀表的可互操作問題。

　　(7)儀表和系統(tǒng)的故障診斷以及故障診斷信息的可互操作問題等.

　　上述問題都是由于數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化而產(chǎn)生的，并不是現(xiàn)有技術(shù)無法解決這些問題，只是可選的解決方案太多，而統(tǒng)一的解決方案才是最有效的。而如何統(tǒng)一是當(dāng)前正在研究的。

　　雖然自動化儀表新產(chǎn)品的推出速度減緩，但是自動化儀表的技術(shù)發(fā)展史持續(xù)不斷的，儀表制造商近兩年新技術(shù)發(fā)展積極性不高，但儀表用戶發(fā)展自動化技術(shù)的積極性越來越高。最近，在信息技術(shù)的融入、儀表安全技術(shù)、無線通信技術(shù)等各方面都有令人矚目的發(fā)展。另外國外新產(chǎn)品推出的減速，為我國儀表的發(fā)展帶來了機(jī)遇。國內(nèi)儀表近兩年繼續(xù)健康發(fā)展，行業(yè)的總體趨勢與《2006-2007儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科發(fā)展報(bào)告》的介紹未發(fā)生大的變化，因此也可以認(rèn)為本報(bào)告是它的補(bǔ)充。

　　ISA EXPO2008的6大關(guān)注點(diǎn)是：信息安全、過程自動化、環(huán)境和質(zhì)量控制、無線與網(wǎng)絡(luò)通信、企業(yè)集成。實(shí)際上包括我國的Miconix展在內(nèi)的全球各主要儀表展覽，近兩年的主題也在這之內(nèi)?？梢哉f這個(gè)六個(gè)方面反映了近兩年自動化儀表領(lǐng)域的主要發(fā)展動向。六個(gè)方面中信息安全、過程自動化和環(huán)境控制主要是由自動化儀表領(lǐng)域外的技術(shù)推動的，本報(bào)告的一下部分不將其作為重點(diǎn)。

　　中國投資咨詢網(wǎng)的《2009-2012年中國儀器儀表行業(yè)投資分析及前景預(yù)測報(bào)告》，在簡介中對國內(nèi)儀器儀表的論述也恰如其分地表達(dá)了國內(nèi)自動化儀表領(lǐng)域發(fā)展的不足，其論述是這樣的：“雖然中國儀器儀表工業(yè)有了一定的發(fā)展，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國民經(jīng)濟(jì)、科學(xué)研究、國防建設(shè)以及社會生活等各個(gè)方面日益增長的迫切需求。中國儀器儀表產(chǎn)品，絕大部分屬于中低檔技術(shù)水平，而且可靠性、穩(wěn)定性等關(guān)鍵性指標(biāo)尚未全部達(dá)到要求。因此中國需做長期規(guī)劃，將振興測量控制與儀器儀表行業(yè)作為一個(gè)系統(tǒng)工程，從影響測量控制與儀器儀表業(yè)的各主要方面，包括政府、企業(yè)、社會環(huán)境、科研和教育機(jī)構(gòu)等方面制定協(xié)調(diào)一致的戰(zhàn)略措施并認(rèn)真貫徹執(zhí)行。”