????? 智能儀表建立在(zài)微電子技術發展的基(jī)礎上,超大規模(mó)集成電路的(de)嵌入,將CPU、存儲器、A/D轉換、輸入/輸出等功能(néng)集成在一塊芯(xīn)片上,甚至將PID控製組件也置入其中。加之(zhī)現場總線的應(yīng)用,智能儀表與控製(zhì)係統之間的數字通訊將替代以往(wǎng)的模擬傳遞,大大提高了(le)精度和可(kě)靠性,避免了模(mó)擬信號在傳輸過程中的衰減,長期難以解決的幹擾問題得到解決。此外,由於(yú)數字通(tōng)訊,節省了大量(liàng)電纜、安裝材料和安裝費用。
??? 智能儀表及其技術的發展曆程
??? ? 曆(lì)經以模擬技術為特征的(de)電動單元組合儀表、以數模混合技術為特征的DDZ-S係列(liè)儀表的(de)開發後,1983年,美國霍尼韋爾公(gōng)司向製造工業(yè)率先推出了新一代智(zhì)能型壓力變送器,這標誌著模擬儀表向數字化智(zhì)能儀表的轉變。當時的這種智能變送器已具有高精度、遠距離(lí)校驗和靈活組態的特(tè)點(diǎn),並告知用戶:盡管初期購置費用較高,但會被較低的運行和(hé)維護費用所補償(cháng)。緊隨其後的十年裏,國外(wài)其他公司的智能壓力(lì)變送器也陸續在一(yī)些生產線(xiàn)上被(bèi)采(cǎi)用,它們包括:Rosemount、Foxboro、YOKOGAWA、Siemens、E&H、Bailey、Fuji和ABB等。但由於缺少高速的智(zhì)能通訊標(biāo)準、用戶(hù)對(duì)於高精度監控要求(qiú)並不突出、培訓等服務機製相對薄弱,當時(shí)的智能(néng)應用並不樂觀,隻占到了約20%的市場。
???? ?隨著微電子、計(jì)算機、網絡和通訊技術的(de)飛速發展以及綜合(hé)自動化程度的不斷(duàn)提高,目前廣(guǎng)泛應用於工業自動化領域的智能儀表,其技術也同樣在(zài)過去(qù)的二十多(duō)年裏得到了迅猛的發展。目前國外智能儀(yí)表占據了國際應用市場的絕大比(bǐ)重,如何結合目前(qián)智能儀表的工業應用經驗並快速跟蹤國際智能前(qián)沿技術應用於我國智能儀表的開發研(yán)究成為振(zhèn)興民族智能儀器儀表的一大突(tū)出問題。
??? 智能儀表的優勢和特點
??? ? 智能(néng)儀表在工(gōng)業(yè)自動化領域(yù)的廣泛應用得益於其突出的技術優勢和特點,諸如其高穩定性、高可靠性(xìng)、高(gāo)精度、易維護性。以智能變送器為例,智(zhì)能儀表具備如下優點(diǎn):
???? ?(1)精(jīng)度高智能變(biàn)送器具(jù)有較高的精度。利用內裝的微處理器,能夠實時測量出靜壓、溫度變化對檢測元件的(de)影響,通過數據處理,對非線性進行校(xiào)正,對滯後及複(fù)現性進行補償,使得(dé)輸出信號更精確。一般情況,精度為最大量程的±0.1%,數字信號可達±0.075%。
???? ?(2)功能(néng)強
???? ?智能變送器具有多種複雜的(de)運算功能,依(yī)賴內部微處理器(qì)和存儲(chǔ)器,可以執行開(kāi)方、溫度壓力補償及各種(zhǒng)複雜的運算。
?? ?? (3)測量範(fàn)圍寬
???? ?普通變送器的量(liàng)程比最大為10:1,而智能變送器可達40:1或100:1,遷移量可(kě)達(dá)1900%和-200%,減少變送器的規格(gé),增強通用性和互換性,給用戶帶來諸多方便(biàn)。
???? ?(4)通信功能強
???? ?智能變送器均可實現手操器進行操作(zuò),既可在現場將手操器插到變(biàn)送(sòng)器的相應(yīng)插孔,也可以在控製(zhì)室將手操器連接到變送器的信號線上,進行(háng)零點及量程的調校(xiào)及(jí)變更。有的變送器(qì)具有模(mó)擬量和數字量兩種輸出方(fāng)式(shì)(如HART協議),為實現現場總線通訊奠定(dìng)了基礎(chǔ)。
? ??? (5)完善的自診(zhěn)斷功能
????? 通過通信器(qì)可以查出變送器自診斷的故障結果信息。
???? ?對於智能儀表技術及其應用未來發展方向的(de)建議
??? ? (1)智能儀表的智能化程度有待進一步(bù)提高
????? 智能儀表的智能化(huà)程度表征(zhēng)著其應用的廣度和深度,目前的智能儀表還隻是處於一個較低水平的初級智能化階(jiē)段,但某些特殊工藝及應用場合則對儀表的智(zhì)能化提出了較高的要求,而當前的智能化理論(lùn),如:神經網絡、遺傳算法、小波理論、混沌理論等已經具備潛在的應用基礎,這就意味著我們有必要也有能力結(jié)合具體的應用需要(yào)下大氣力開發高級(jí)智能化的儀表技術。
???? ?(2)智能(néng)儀表的穩定(dìng)性、可靠性(xìng)有待長期和持續的關注儀表運行的穩定(dìng)性、可靠性是用戶首要(yào)關心的問題,智能儀表也不例(lì)外,隨著智能儀表技術(shù)的不斷拓展、新型的智(zhì)能儀表也將陸續投放市場,這需要我們始終把握(wò)一個原則:每一項智能新技術的(de)應用有待實踐(jiàn)的檢驗,是否用戶有信心和勇氣敢於做“第一個吃螃蟹的人”。這就需要安全性、可(kě)靠性技術的並(bìng)行(háng)開發。
??? ? (3)智能儀表的潛在(zài)功能應用有待最大化
?? ? 目(mù)前工業自動化領域的(de)實際應用尚未(wèi)將智能儀表的功(gōng)能發揮最大化,而更多的隻(zhī)是應用了其總體功能(néng)的(de)半(bàn)數(shù)左右,而這一(yī)應用現狀的主要原因是,控製係(xì)統(tǒng)的總(zǒng)體架構忽略(luè)了諸如(rú)現場總線的技術優勢(shì),這需要儀表(biǎo)廠商與用戶建立良好的合作夥(huǒ)伴關係,加強長期合作,以短期投資促長期(qī)效益,通過建立“智能儀表+現場總線”的控製係統架構,確立(lì)優化(huà)的投資觀念(niàn),達成和諧共贏的目標。
???? ?(4)繼續加大國內智能儀(yí)表的開發投入
??? ? 智能儀表技術及應用還(hái)需要經曆一(yī)個較為漫長的成(chéng)熟發展期,而(ér)對於國內(nèi)智能儀表(biǎo)技術及產品開發已經麵臨著更大的挑戰,這種局麵(miàn)召喚著國內儀(yí)表行業共同探討智能儀表的發展問題,應對激烈的國際競爭市場(chǎng),擔負(fù)儀表(biǎo)產業的曆(lì)史使命,在日益優厚(hòu)的國家及政府扶(fú)持政策下,堅持產、學、研的密切結合,繼續加(jiā)大國內智能儀表的開(kāi)發投入。
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