自動化儀表與控制系統(tǒng)現(xiàn)狀解析

一、自動化儀表與控制系統(tǒng)的基本現(xiàn)狀

進入21世紀，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，我國新上的大型項目所用自動化儀表和控制系統(tǒng)的先進程度已經(jīng)處于世界領(lǐng)先水平。當前傳統(tǒng)制造業(yè)在發(fā)達國家已經(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(chǎn)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(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，但是在應用方面大體上還處在替代模擬傳輸線的階段。實際上現(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)場總線在設備資產(chǎn)管理、預測診斷和平穩(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雜控制和快速響應方面有時還不如傳統(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）為代表的獎項。從近3年的讀者選擇獎看，獲獎產(chǎn)品變化不多。自動化儀表今年發(fā)展的重點在儀表的應用方面。

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，在應用方面積累了一些問題，智能儀表設計的許多創(chuàng)新功能也未得到充分的應用。主要問題有以下幾點。

（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）智能儀表在運行時是可以與控制系統(tǒng)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(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儀器科學與技術(shù)學科發(fā)展報告》的介紹未發(fā)生大的變化，因此也可以認為本報告是它的補充。

ISAEXPO2008的6大關(guān)注點是：信息安全、過程自動化、環(huán)境和質(zhì)量控制、無線與網(wǎng)絡通信、企業(yè)集成。實際上包括我國的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這個六個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，本報告的一下部分不將其作為重點。

中國投資咨詢網(wǎng)的《2009-2012年中國儀器儀表行業(yè)投資分析及前景預測報告》，在簡介中對國內(nèi)儀器儀表的論述也恰如其分地表達了國內(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，但遠遠不能滿足國民經(jīng)濟、科學研究、國防建設以及社會生活等各個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)鍵性指標尚未全部達到要求。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、科研和教育機構(gòu)等方面制定協(xié)調(diào)一致的戰(zhàn)略措施并認真貫徹執(zhí)行。

二、自動化儀表與控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

（一）自動化儀表與企業(yè)的信息化

信息技術(shù)的發(fā)展給自動化儀表帶來兩方面的影響：一方面信息技術(shù)與自動化儀表爭奪人才，在IT發(fā)展的高潮，許多有經(jīng)驗的儀表工作者轉(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。

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

信息化需要將現(xiàn)實世界的實體事物（包括原料、設備、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）用計算機能夠識別和處理0和1來描述，然后由計算機進行運算和處理，最后將處理的結(jié)果再反作用到現(xiàn)實世界。