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自動化儀表技術與信息化相結合的概況

2018/02/13

  射頻導納是一種從電容式發展起來的、防掛料、更可靠、更準確、適用性更廣的新型物位控制技術,是電容式物位技術的升級。所謂射頻導納,導納的含義為電學中阻抗的倒數,它由電阻性成分、電容性成分、感性成分綜合而成,而射頻即高頻無線電波譜,所以射頻導納可以理解為用高頻無線電波測量導納。儀表工作時,儀表的傳感器與灌壁及被測介質形成導納值,物位變化時,導納值相應變化,電路單元將測量導納值轉換成物位信號輸出,實現物位測量。
  對于連續測量,射頻導納技術與傳統電容技術的區別除了上述講過的以外,還增加了兩個很重要的電路,這是根據導電掛料實踐中的一個很重要的發現改進而成的。上述技術在這時同樣解決了連接電纜問題,也解決了垂直安裝的傳感器根部掛料問題。所增加的兩個電路是振蕩器緩沖器和交流變換斬波器驅動器。
  對一個強導電性被測介質的容器,由于被測介質是導電的,接地點可以被認為在探頭絕緣層的表面,對變送器來說僅表現為一個純電容。隨著容器排料,探桿上產生掛料,而掛料是具有阻抗的。這樣以前的純電容現在變成了由電容和電阻組成的復阻抗,從而引起兩個問題。
  一、自動化儀表與控制系統的基本現狀
  進入21世紀,我國制造業的高速發展,拉動了對自動化儀表與控制系統的需求,我國新上的大型項目所用自動化儀表和控制系統的先進程度已經處于世界領先水平。當前傳統制造業在發達國家已經過了輝煌期,與之配套的自動化儀表自然就增長緩慢。自動化儀表發展的熱點在新興市場的價格問題從兩個方面夾擊儀表制造商,一是新興市場的用戶對產品價格敏感度很高;二是在那里往往可以找非常便宜的替代品,這樣就難以激發跨國企業花大成本研制新型儀表。
  近10年自動化儀表技術發展的重要領域——現場總線技術的發展雖然取得了顯著成就,但是在應用方面大體上還處在替代模擬傳輸線的階段。實際上現場總線不僅僅是信號制式的改變,它是為控制技術的信息化提供基礎的。用戶對系統底層信息化(控制、診斷、管理)改造的需求是現場總線技術推廣的原始動力。近些年來現場總線在設備資產管理、預測診斷和平穩操作等方面的潛力開始被挖掘出來,顯現了極富發展前景的勢頭。
  但是基于現場總線技術的網絡化控制和分布式只智能技術,到目前無論在理論上還是在實踐上都未出現顯著突破:而現場總線的速度瓶頸是的在復雜控制和快速響應方面有時還不如傳統儀表:持續多年的現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發展的資源。
  國際上反映自動化儀表產品動向的幾個重要窗口:以ISAEXPO、Miconix等為代表的國際儀表展覽,以Readers’ChoiceAward(讀者選擇獎)為代表的獎項。從近3年的讀者選擇獎看,獲獎產品變化不多。自動化儀表今年發展的重點在儀表的應用方面。
  這種發展趨勢的變化是很自然的,數字化、智能化儀表和系統經過近10年的告訴發展,在應用方面積累了一些問題,智能儀表設計的許多創新功能也未得到充分的應用。主要問題有以下幾點。
  (1)數字儀表和系統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)智能儀表在運行時是可以與控制系統互動的以及如何進行互動。
  (5)智能儀表提供了遠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字化和網絡化而產生的,并不是現有技術無法解決這些問題,只是可選的解決方案太多,而統一的解決方案才是最有效的。而如何統一是當前正在研究的。

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