自動(dòng)化儀表與控制系統(tǒng)現(xiàn)狀解析

一、自動(dòng)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(dòng)了對(duì)自動(dòng)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(dòng)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(dòng)化儀表自然就增長緩慢。自動(dòng)化儀表發(fā)展的熱點(diǎn)在新興市場(chǎng)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(chǎng)的用戶對(duì)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(dòng)化儀表技術(shù)發(fā)展的重要領(lǐng)域現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)總線不僅僅是信號(hào)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(duì)系統(tǒng)底層信息化（控制、診斷、管理）改造的需求是現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)推廣的原始動(dòng)力。近些年來現(xiàn)場(chǎng)總線在設(shè)備資產(chǎn)管理、預(yù)測(cè)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(shì)頭。

但是基于現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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(dòng)化儀表產(chǎn)品動(dòng)向的幾個(gè)重要窗口：以ISAEXPO、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(dòng)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(shì)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(dòng)的以及如何進(jìn)行互動(dòng)。

（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(dòng)化儀表新產(chǎn)品的推出速度減緩，但是自動(dòng)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(dòng)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(shì)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。

ISAEXPO2008的6大關(guān)注點(diǎn)是：信息安全、過程自動(dòng)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(dòng)化儀表領(lǐng)域的主要發(fā)展動(dòng)向。六個(gè)方面中信息安全、過程自動(dòng)化和環(huán)境控制主要是由自動(dòng)化儀表領(lǐng)域外的技術(shù)推動(dòng)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(cè)報(bào)告》，在簡介中對(duì)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(dòng)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(huì)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(cè)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(cè)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(huì)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。

二、自動(dòng)化儀表與控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

（一）自動(dòng)化儀表與企業(yè)的信息化

信息技術(shù)的發(fā)展給自動(dòng)化儀表帶來兩方面的影響：一方面信息技術(shù)與自動(dòng)化儀表爭奪人才，在IT發(fā)展的高潮，許多有經(jīng)驗(yàn)的儀表工作者轉(zhuǎn)向IT行業(yè)，這也是近年儀表產(chǎn)品推出減緩的原因之一；另一方面自動(dòng)化儀表借用了TI行業(yè)一些成熟的技術(shù)和產(chǎn)品，加快了信息的步伐。

信息化是當(dāng)前時(shí)代發(fā)展的趨勢(shì)，自動(dòng)化儀表技術(shù)包括了信息采集、信息處理以及信息的應(yīng)用這樣的過程，因此自動(dòng)化儀表技術(shù)實(shí)際上時(shí)信息技術(shù)的一個(gè)重要分支。所謂企業(yè)集成實(shí)際上是企業(yè)的信息集成和整合，所謂信息爆炸實(shí)際上時(shí)獲得信息超過了處理和應(yīng)用的能力，而為得到的應(yīng)用的一大障礙是信息表達(dá)的統(tǒng)一性不夠。如何提高處理和應(yīng)用信息的能力是當(dāng)前的主題。

信息化需要將現(xiàn)實(shí)世界的實(shí)體事物（包括原料、設(shè)備、產(chǎn)品、控制系統(tǒng)、儀表等），生產(chǎn)流程（包括制造方法、工藝等）。企業(yè)的管理（包括采購、銷售、物流等）用計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別和處理0和1來描述，然后由計(jì)算機(jī)進(jìn)行運(yùn)算和處理，最后將處理的結(jié)果再反作用到現(xiàn)實(shí)世界。