智能化现场仪表的结构
智能化现场仪表的结构
关键词：现场总线智能仪表
智能化现场仪表最早出现在20世纪70年代后期，在20多年的发展历程中，它们的性能、功能、应用模式都发生了巨大变化。本文介绍智能化现场仪表内部硬件、软件结构的变化。
一早期智能化现场仪表
早期智能仪表是从数字化仪表演化而来的。这个时期的智能仪表普遍采用微处理器，利用微处理器方便地实现了一系列智能功能，包括线性化校正、环境温度补偿、自动量程转换、自动校零、自动校验、自诊断、计量单位转换、数字滤波、平均值、最大、最小值等统计量、各种算法块等，一些仪表还具有数据通信功能。
这一时期的现场仪表因受体积、现场环境等因素制约，智能功能一般较简单。向系统传递的过程信息以模拟4～20mA信号为主，参数设置以就地设置为主，数据通信一般采用点对点方式，有些仪表通信甚至是单向的，仅传送过程信息。由于速度等方面原因，数字通信信息还不能满足实时控制要求。这个时期实验室仪表的智能功能已相当完善，出现了GBIP 通信总线。因此可以说，智能化现场仪表的发展是跟着智能化实验室仪表走的。
智能仪表种类很多，但带微处理器仪表的硬件、软件结构有许多共同点。
1. 硬件结构
早期智能化现场仪表典型硬件结构见图1，该结构由当时微处理器芯片的功能决定。
按功能不同智能化现场仪表分为“检测”和“执行”两类，前者泛指各种从对象直接或间接获得信息的仪表，后者泛指各种改变对象状态的仪表。
图1主要针对检测仪表。对于执行器类智能化现场仪表，其硬件结构在A/D和D/A 转换器以外的部分与图1不同，其余部分则大同小异。
2. 软件结构
智能化现场仪表的程序组织经常使用状态分析法。在应用中仪表至少应有两种运行状态：工作状态和设置状态。在工作状态仪表执行正常“检测”或“执行”任务，其中包括许多智能功能，如线性化校正、环境温度补偿、自动量程转换、自动校零、数字滤波等。在设置状态仪表执行对各种智能功能的组态和自诊断、自动校验和标定等智能功能。大多数智能化现场仪表，工作状态的各项任务是在线实时执行的，设置状态的任务则是离线执行的。部分智能功能的选用和切换可在线实施，但智能功能的参数设置必须离线进行。
为使智能化现场仪表实现傻瓜化，一般在首次开机时仪表的缺省设置使仪表运行在工作状态，执行仪表的最基本测量(或执行)功能。
工作状态软件结构往往较简单，除开机时的初始化程序外，其余程序呈循环结构。循环结构内的程序是仪表的主程序，主程序内的各子程序分别执行不同智能功能。一部分子程序呈串行或并行选择结构，运行时按设置要求决定是否执行或选择执行某段程序(见图2)。工作状态与设置状态间靠RAM和/或EEPROM保存的标志位和参数交换信息。图2中功能一代表必备功能，功能二代表可选功能，功能三、四、五代表互斥的多选一功能。为确保程序实时性，工作状态下智能功能调用和切换以及键盘处理程序，一般都以中断方式进行。
这时期智能化现场仪表软件的重要特点是：各项智能功能执行的顺序和时间关系是在程序设计阶段决定的，使用时我们可选择用或不用某项智能功能，但不能改变它与其他智能功能间的关系。
设置状态的软件结构与智能仪表的人机界面形式有关。
最简单形式是只有数字显示和很小的键盘(键很少)。这时各项设置只能以轮询方式进行。界面上轮流显示仪表需设置的功能，当出现打算设置的功能，按键转入参数设置状态；在参数设置状态，界面上按位显示参数，按键进行设置；对参数种类很少的情况，也可采取穷举方式显示参数。如果仪表功能较多，为简化设置，可将功能按层次分成组，所有功能的
安排呈树状结构。这样的程序结构可用图3表示。
对于多键情况，有分为一键一义形式和一键多义形式。
一键一义形式时，软件可采用键盘直接分析法。这时程序结构最简单，根据所按的键进入指定程序分支，然后设置参数。
对一键多义形式，情况较复杂。有的仪表采用电话键盘形式，键既可以输入数字，又可输入字母；有的仪表采用混合方式，一部分键是一键一义，另一部分键一键多义。键组
的功能可通过第二功能键——“2nd”、移位键——“Shift”或控制键——“Ctrl”来扩展。这时设置状态的软件结构就显得有点复杂。可采用“有限状态机”方法来进行键盘状态分析，并依此来设计程序。
对于功能较丰富的智能仪表，设置状态的人机界面程序占仪表程序总量的比重很大。要检查错误设置、限制各种非法参数、避免不同功能间的冲突，总之提高仪表的容错性是体现仪表智能程度的重要一环。可以说，设置状态程序在仪表中起着“操作系统”的作用。
这时期的智能仪表功能还不完备，与现代智能仪表的定义有差距，因此现称作“带微处理器的仪表”。
二过渡期智能化现场仪表
早期智能化现场仪表的数字化主要是在仪表内部，仪表的过程信号输出主要还是依靠4～20mA模拟信号。一些具有数字通信接口的仪表，其数字信号与模拟信号往往通过不同通道传输。
首先从仪表智能化中获益的是仪表制造者，一些仪表制造者给仪表专门设计了调校和组态用双向通信接口，大大方便了调校，提高了仪表性能。但仪表在使用时是完全模拟化的。这种仪表的数字通信距离一般很近，组态一般由制造商或销售商完成。这种仪表称为“半智能化仪表”。
80年代起，出现了模拟与数字信号兼容的信号制式，使模拟信号与数字信号共用一条通道。兼容方式有采用移频键控(FSK)调制方式，也有分别用4mA、20mA表示“0”、“1”方式。
经过多年竞争，现在以Bell 202协议为基础的HART协议以其开放性成为事实上的工业标准，获得广泛使用。以4mA、20mA表示“0”、“1”的方式，主要用在两线制测量开关(如物位开关，流量开关、光电开关、接近开关等)和半智能化仪表中。
HART以2200Hz和1200Hz的调制信号分别表示“0”和“1”，传输速率为1200b/s，与4～20mA兼容，通常工作在点对点模式，也可采用多点模式。HART协议传输速率较低，仪表每秒可传送2～3次过程量信号。因此在大多数过程控制应用中，控制信号仍采用4～20mA，数字信号主要用于仪表的管理、维护。当然在有些对速度要求不高的场合(如油罐区的测控系统)也可直接采用多点模式的数字通信。
当时智能化现场仪表在数字化方面仍不彻底，但是它却让人们了解了智能化仪表的优越性，逐步学会使用智能化仪表。这时期的数字通信一般是串行、双向的，以点对点通信为主，连网能力很差。通信内容不仅包括过程信息，更多是用于传送遥控组态信息。虽然许多仪表组态仍采用离线方式，但也有一些仪表将许多组态功能改成在线方式，只有校验等功能仍然采用离线方式。
由于采用了数字通信，在一条信道上传送的信息就可以不止一条，这为复合参数智能仪表提供了条件。
这类与模拟信号兼容智能现场仪表的英文名字是“Smart Instrument”，与全数字
智能仪表“Intelligent Instrument”不同，但它们的中文译名相同，都叫“智能化仪表”。虽然大家都承认Smart仪表仅仅是一种过渡时期产品，但是它总是在人们预计的“末日”以性能和市场的强劲增长顽强地延续下去。直到2003年其年增长幅度还是超过5%的，现在谁也无法预计这个过渡期有多长。随着近年Smart仪表技术性能的发展和应用面仍然领先于Intelligent仪表，因此有些国际文件开始将Smart仪表作为一个下属部类全部纳入Intelligent仪表观念。
1. 硬件结构
这时期智能化现场检测仪表硬件从功能上可用图4表示。由于各企业广泛采用自行定制的专用集成电路，因此物理上的结构就难以用一种典型产品来表示，两片仪表甚至单片仪表已经商品化。对于执行类仪表，输入信号是4～20mA的，因此图中A/D、D/A转换电路位置互换，传感器、调理器和激励电路块也要做相应调整。
由于要与4～20mA信号兼容，因此硬件中普遍采用低功耗器件，装配工艺普遍采用表面安装技术(SMT)。对于采用通用集成电路的设计，数字电路间的连接一般采用串行接口；串行接口间的连线少，有利于减小体积降低功耗。常用串行接口有：二线接口I2C、三线接口SPI或MicroWire。
这一代智能化现场仪表的人机接口出现了两种风格：一种是仪表本身只有很少键，不直接带显示，需就地显示时，采用串接4～20mA显示单元；另一种是带较少的键和一个LCD。前一种风格只能显示过程量，不能进行完整的就地组态。由于现场仪表就地组态可借助于手持通信器进行，因此这种设计相当经济。第二种风格的设计可以避免使用手持通信器，
当系统很小时，节省一个手持通信器往往更经济。
2. 软件
(1)算法
这一代仪表虽然使用MCU(单片微控制器)，但是这些芯片功能很强，资源较充沛，价格也较便宜，这些给仪表采用复杂算法和高级语言创造了条件。
从这时开始，人们已广泛接受了这样的设计原则：(1)要把软件可能对仪表精确度造成的影响减小到可以忽略；(2)要把软件可能对仪表精确度做出的改善用足。仔细想想就可以明白，这两条原则对提高仪表产品的性价比来说是最经济的手段。随着高分辨力、高精确度Σ/ΔA/D和D/A转换器价格的下降，人们又将第一条原则改为：将数字部分可能对仪表精确度造成的影响减小到可以忽略。
高精确度Σ/ΔA/D转换器的使用对仪表设计概念的影响是多方面的，例如：现在设计师就可在信噪比允许的情况下取消量程自动转换电路和相关算法。自动量程转换是影响仪表响应时间的重要因素，同时为克服量程的反复切换而设计的量程切换差，产生了小范围的附加回差，这对高精确度仪表也是一种缺陷。在早期智能仪表中引以自豪的必备功能——自动量程切换，到此已经成为要尽量避免的缺点了。
为减小软件对仪表精确度的影响，多项式、样条和多元插值算法，统计算法，实时的最小二乘算法等广泛采用；为利用软件来改善仪表精确度，各种仪表多元模型的研究得到重视。在仪表模型研究方面，我国研究单位和企业的重视是不够的，表现在：(1)很少有人做这方面研究；(2)个别研究也仅限于建立一个理论模型，而没有考虑算法安装在MCU中的可能性和在仪表生产过程中实施的可行性。
根据仪表中复杂算法使用日益增多的情况，编程开始广泛采用C语言，运算中大量使用标准的四字节浮点数(前些年我国曾广泛采用三字节浮点数)，在类似PID的积分算法中甚至采用双倍精确度的浮点算法。
这方面最典型的例子是温度变送器，现在各公司在设计温度变送器时都直接实现国际标准公布的分度方程，因此可利用较小程序空间完成所有国际标准热电偶和热电阻品种的高精确度线性化。
(2)软件结构
虽然Smart仪表与模拟信号兼容，在过程控制中将模拟信号作为主要信号；但是我们在设计和使用时必须注意到，在数字控制系统中Smart仪表是系统的一部分。因此我们可方便地用仪表的键或手持通信器对仪表做组态，但所有组态变化都须及时地让系统主机知道。由于HART协议采用主从式访问方式，因此主机不发出访问，从机是无法主动将组态变化情况上传的，这在应用时必须注意。现场仪表要做的是，发生非主机的组态后，在所有返回的应答中做出标记，直到主机了解组态变化为止。
现场智能仪表的软件就功能而言至少分为3个状态：工作状态、设置状态和标定状态。可将3个状态理解为3台CPU。工作状态CPU和设置状态CPU同时工作，工作状态CPU
连续工作，处理“测量或执行”任务；设置状态CPU由设置事件触发工作，处理组态任务；两台CPU间通过仪表内存交换信息。标定状态CPU单独工作，处理与仪表的生产调试或定期标定有关的事务。
工作状态的程序仍可用图2表示，但通信有专门定时要求，因此交由设置状态程序处理；显示部分也要做处理，避免与设置态的显示冲突，满足特殊低功耗要求。
标定状态的程序在不同仪表间有较大差异，即使是同类仪表，各企业间也有不同标定方法，因为方法是由模型和算法决定的。
设置状态程序框图见图5。可调用Smart仪表智能功能的途径有两条：数据通信和键盘。由于数据通信是智能仪表的必备功能，而就地显示和键盘往往是选用件，因此软件结构要安排使数字通信部分最简洁有效。对于既有就地显示和键盘又有通信功能的仪表，妥善设计键盘、通信主机和手持通信器同时对仪表实施组态时的仲裁机制和时序关系十分关键。
框图中通信分支从接收命令层到发送命令层的部分对大部分国内技术人员来说较熟悉，但部分技术人员对数据链路层重视不够，以为只要通信接上就行了。通信设计基本前提是：信道是有干扰的，原始通信是会出错的，因此必须有查错和纠错措施。错误分为两类：收发差错和内容差错。收发差错主要指信息与干扰的混淆和时序错误，内容差错指各种对信
息的歪曲。Smart仪表纠错措施主要是重发。
数据链路层与物理层一起承担了限制和查找收发差错的任务，也担负部分内容差错的查错任务(用纵横奇偶校验查错)。因此数据链路层是保证现场通信成功的基础。说数据链路层复杂是因为对它不熟悉，其实只要严格按照通信协议中规定的状态图去做)，认真实现图上的每条线就能达到协议规定的水平。
命令层对通信差错用核对数据格式、检查状态字与校验和来检查。此外还有内容差错。内容差错也分为两类：一类是通信造成的，另一类是内容本身的差错(如参数超出许可范围)。第一类差错由命令层程序完成查错和自动请求重发任务。第二类差错，由于在键操作也会发生，因此需在处理每条命令时查错并返回出错信息。
智能化现场仪表功能强带来的问题是操作复杂，现场人员做出错误操作的可能性极大，因此我们又有一条设计前提，就是：错误操作是不可避免的。一般而言，现场仪表要能抵御除严重物理损害(包括机械、热和电损害，以及水浸、改变内部电气连接等)外的一切错误操作。由此可料到，仪表软件中诊断和处理出错的程序量是很大的，许多智能化程度较高的仪表，出错处理程序的量远大于仪表基本功能程序。
3. 标定
Smart仪表模拟、数字兼容的信号方式也决定了它的校验标定模式与传统仪表不同。有些概念常常被混淆。
以温度变送器为例。对K型热电偶，IEC 60854.1给出的分度表范围是-270℃～+1372℃，所以变送器的变量下限(Variable Lower Limit, VLL)是-270℃，变量上限(Variable Upper Limit, VUL)是1372℃。但是实际上不可能有一个热电偶传感器用在这么宽的范围，如果这个变送器安装在一支0℃～800℃的热电偶上，那么传感器下限(Lower Sensor Limit, LSL)就是0℃，传感器上限(Upper Sensor Limit, USL)就是800℃。如果打算让200～500℃对应指示4～20mA，那么量程下限(Lower Range Value, LRV)是200℃，量程上限(Upper Range Value, URV)是500℃。
为了便于理解，我们可以把Smart仪表的逻辑结构分成两台仪表，一台是全数字化的仪表，另一台是模拟仪表。数字仪表由两部分组成，模拟信号调理部分和数字信号处理部分。
根据仪表类型不同，数字仪表的标定有两种模式：一种是直接标定数字信号处理部分，将每台传感器和模拟信号调理器的不一致连同非线性等一起全部修正掉，典型例子如压力变送器。另一种是不同的传感器采用统一的数字信号处理，标定时仅仅将不同传感器的信号归一化，典型例子是温度变送器。
在数字信号处理部分，它的变量范围是从VLL到VUL，这个范围在变送器设计完成以后就不可变了。变送器与传感器组装时要在仪表内设定LSL和USL。当信号超出LSL、USL 或VLL、VUL时，仪表会按约定的方式报警。LSL、USL、VLL和VUL的设定是由制造厂完成的，用户不需要做。
模拟仪表是数字仪表的模拟形式表现。数字仪表传给模拟一串数字，模拟仪表将数字转换成电流。但是电流转换的是否准，这是需要在4mA和20mA标定的，标定模拟电流输出是Smart仪表特有的。仪表出厂时一般取LRV=LSL和URV=USL，使用时可以根据需要设定LRV使之对应4mA输出，设定URV使之对应20mA输出。
Smart仪表必须分别进行数字仪表的标定和模拟仪表的标定，才能保证数字输出和模拟输出都是精确的。
一些用户不理解数字仪表与模拟仪表的区别，将Smart仪表像模拟仪表一样进行零点和量程的标定，这样标定会失去智能化仪表应有的高精确度。只有在数字仪表的标定已经完成的情况下，这种简单的标定才会有好的结果。
还有一点概念上的问题，就是许多技术人员总是像考虑传统仪表一样，以为设定LRV和URV时在对仪表的前级信号调理部分进行调整，其实Smart仪表中通常只有模拟输出是可以调整的。
三新型智能化现场仪表
新型智能化现场仪表指全数字化现场总线智能仪表，它们同时具有信息的采集、储存、处理和传输功能。它们加工的信息包括：过程对象、自身状态、与其他仪表的关系和系统管理等信息。由于单台仪表处理信息的能力有限，因此经常需几台仪表联合，甚至需系统主机参与处理某些信息，因此通信功能强弱对仪表的智能程度非常重要。
虽然现场总线种类很多，智能化现场仪表的制造商也很多，采用技术不完全相同，但是在仪表结构上的发展趋势是共同的。
1. 硬件结构
硬件结构见图6，与前面两种结构最大不同是分为了两部分：智能传感器部分与数据处理和通信部分。对执行器类仪表智能传感器部分的结构框图有些不同。
智能传感器部分包括信号调理器、A/D转换器和EEPROM(电可擦除只读存储器)或其他非易失存储器，EEPROM用于存放与传感器有关的线性化、温度补偿等标定数据和一些管理信息。虽然与这块EEPROM有关的运算是在数据处理和通信部分进行的，但把它放在智能传感器部分带来了很大好处。主要是：(1)传感器完全可互换；(2)针对不同现场总线，传感器部分可以统一。
数据处理和通信部分包括不直接涉及传感器的各部分，这部分也有一块EEPROM或其他非易失存储器，主要用于存放与仪表的组态及现场总线有关的信息。与传感器分离后，在硬件上与传感器完全脱钩，因此只需为不同现场仪表准备不同软件，原则上用一种卡件就可满足各种现场仪表的需要。
这种分体结构使企业只需针对每种现场总线设计一种数据处理和通信卡，针对每种传感器设计一种传感器卡，两类卡组合可产生多种现场总线智能仪表。分体结构对加快新产品开发，降低开发和生产成本产生了很好效果。
智能化现场温度变送器由于体积特别小，因此一般不采用这种分体结构。
进一步发展趋势：在智能传感器部分安装一片集成了A/D转换器和EEPROM的MCU，这样智能传感器部分输出的是标准化数字信号。
仅从仪表外部设备看，新型智能化仪表甚至比前几代仪表简化了，但就通信和显示内容与前几代仪表比，信息量和信息所反映问题的深度已不可同日而语，仪表信息化的趋势已经显现。在这种情况下，8位MCU已经显得力不从心，16位、32位嵌入式MCU(EMCU)成为主流，整合了通信功能的EMCU尤其受欢迎。一些嵌入式芯片集成了通用系统的主要部分，形成单片系统(System on a Chip, SoC)。
2. 软件结构
新型智能化现场仪表的软件结构与前两种仪表不同。智能功能以功能块形式出现，功能的调用以事件触发形式进行(如时间触发事件)，因此智能功能执行顺序与程序编写无关，不仅通过组态随时可改变，使用中也会有变。事实上许多智能化现场仪表采用实时多任务系统，因此各功能块可简化地看作是同时运行。
软件与仪表输入、输出端的接口也与前两种仪表不同。前面讲到仪表硬件已经是分体的，数据处理和通信部分需面对不同传感器和执行器接口。向下现场总线仪表采用类似传感器块和资源块形式制作软接口，简化内部程序对外部设备(传感器)的访问。随着OPC(OLE for Process Control)技术的推广，仪表向上与系统间的接口也大大简化。仪表只要按照OPC规定的结构和格式编写程序，就可很方便与各种系统连接。
随着仪表软件和硬件能力的提高，智能化仪表的功能已不局限于检测和执行，许多控制系统的功能也开始装入仪表，随之而来的是部分原控制系统低层工作站的任务也下移到了现场仪表。这极大丰富了仪表智能化的内容，同时也大大增加了仪表软件的复杂性。
总而言之，仪表软件技术的发展方向之一是大量吸收信息技术的成果，在数字化基础上迅速提高智能化和网络化水平。针对上述情况，还像前几代仪表一样继续由少数几个工程师编制软件，已经显得既不经济也难以行得通了。
新型智能化仪表典型软件结构是：基础嵌入式实时操作系统平台+以现场实时通信为核心的测控仪表专业系统平台+应用软件。
基础嵌入式实时操作系统平台主要功能是：实时任务调度、系统资源访问等，部分操作系统将基于TCP/IP的通信也融入其中。典型系统有：VrTX、Nucleus、pSOS、VxWorks、Mc-OSII、RT-Linux等。对于一些对硬实时要求不太高的产品，也有用WinCE和PalmOS的。
测控仪表专业系统平台的核心任务是：确保仪表通信的一致性和仪表功能的可互操
作性。主要包括现场通信栈、仪表功能块、仪表的电子设备描述以及分别针对温度、流量、压力、物位、成分和执行器等仪表行规。仪表功能块将智能仪表的常用功能规范化，给仪表的开发应用带来了极大方便。
应用软件要解决传感器的激励、信号处理、多传感器数据融合等。
有了上述两种依托信息技术发展建立起来的仪表共性系统平台，一般仪表应用软件就较简单，许多功能通过组态就可实现。但是针对传感器信号处理的核心技术也在这里，这是我国仪表行业特别薄弱的地方。
3. 标准化情况
IEC 60770-3对智能变送器的定义是：“具有与外部系统和操作人员双向通信手段，用于发送测量、状态信息，接收和处理外部命令的变送器”。智能仪表的核心是三要素：(1)双向通信功能；(2)除测控信息外还要发送状态信息；(3)能接受外部命令的控制。同时应注意到智能仪表的“智能”目前与“人工智能”无关。
现场总线技术给智能化仪表的发展带来了飞跃也带来了一些新问题。问题之一是仪表评估变得非常复杂，因为当对仪表进行一对一(一台主控计算机对一台仪表)测试时的性能与多台仪表一起工作的性能不同；仪表不同的组态可实现同样的功能，但性能不同；仪表性能与网络布置方式、组态状态和网络负荷都有关系。造成这种情况的根本原因是仪表与现场总线的联系太紧密了，以至于我们无法脱离对现场总线的评价来单独评估仪表的性能。我们不得不把仪表性能分为两类：与时间无关的(如精确度、漂移等)，与时间相关的(如响应时间、PID控制等)。与时间相关的性能也与现场总线的性能、组态等有关。
总之，三代智能化仪表的软硬件结构有很大区别，更重要的是它们在信息化水平上的区别。带微处理器的仪表主要提供过程量信息(如温度、压力)，Smart智能仪表除提供过程信息外还提供仪表的状态信息(如仪表是否有故障、当前表内温度)和辅助参数信息(如对差压表的温度和静压)，智能仪表除提供过程和状态信息外还提供通信质量信息和信息处理功能(如各种运算功能)。因此可以说网络化是智能仪表手段，信息化是智能仪表的目的。
机械制造的智能化技术发展趋势正式版
Through the reasonable organization of the production process, effective use of production resources to carry out production activities, to achieve the desired goal. 机械制造的智能化技术发 展趋势正式版
机械制造的智能化技术发展趋势正式 版 下载提示：此安全管理资料适用于生产计划、生产组织以及生产控制环境中，通过合理组织生产过程，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到预期的生产目标和实现管理工作结果的把控。文档可以直接使用，也可根据实际需要修订后使用。 随着经济的快速发展，计算机技术也不断创新，以往传统的制造方式被现代化智能制造技术所替代，各个国家均对制造技术产业投入巨大资金来实现新的技术创新，目前提出了多种新型智能化技术。在现代的制造行业中，数控技术作为核心技术，它将信息处理、微电子、计算机、数控检测等高科技技术融为一体，大大提高了生产效率，且具备了一定的精确度。这些革新对制造行业中自动化和智能化的实现提供了有利的条件。 我国机械工程智能化的现状
上世纪科学技术的快速发展为现阶段机械工程的发展奠定了良好的基础，目前，机械工程的知识体系日趋成熟。而智能化是研究者根据人类大脑的构造与功能研究出来的，机械工程的智能化主要目的在于结合人脑的特点实现用机械替代部分的人工劳动。现阶段，我国的机械工程发展趋势较为明朗，多管齐下，既有引进外国先进技术水平，又有自身的探索与研发，还有政府的政策扶持，机械工程的发展处在十分有利的环境下，发展十分迅速。 机械智能化技术的应用 计算机集成制造技术被机械制造业普遍的认为是21世纪制造业内的最为主要的
浅析仪表的智能化发展趋势
浅析仪表的智能化发展趋势 1.仪器仪表“智能”的概念 什么是智能化的仪器仪表？至今虽然没有一个明确的统一的定义，但作者感到在仪器仪表的刊物、广告、等中不恰当的使用“智能化”的情况较多，把一些还不具有智能功能的仪表也称为智能仪表的现象时有出现。到底应该如何理解和表达仪器仪表的“智能化”，什么样的仪器仪表才能称作智能化的仪器仪表，作者希望理论界和实业界达到一个共同认识，能对实际的仪器仪表有一个合理的、恰当的表达。智能化的仪器仪表应能随着外界条件的变化做出正确的反应，模仿和扩充人的智能行为。从信息技术发展的几个层次看，“数字化”是最低层次，“智能化”是最高层次。它具有总结经验、理解、推理、判断和分析的能力。“智能化”的标志是知识的表达与应用。因此，在仪器仪表中，“智能”的含义可有两个层面即采用人工智能的理论方法和技术具有拟人智能的特性和功能。 2.智能仪器仪表的研究开发与实用化的进展 智能仪器仪表发展很快，在国内市场上已经出现了各种智能化仪表，例如，具有自动进行差压补偿的智能节流式流量计，具有对图谱进行分析和数据处理的智能色谱仪等等。国际上品种更多，例如，美国Honeywell公司生产的DSTJ-3000系列智能变送器，能进行差压值状态的复合测量，可对变送器本体的温度、静压等实现自动补偿美国Foxboro公司生产的数字化自整定调节器，采用了专家系统技术，能根据现场参数迅速地整定调节器的调节参数。智能仪器仪表的研究开发是当前自动控制领域热点之一，有相当多的智能仪器仪表已进入实用化阶段，可从以下几方面进行分析： 2.1传感器 智能变送器中，由硅制成的微传感器可按需要把信号放大、处理及控制集成到一块硅芯片上，已研制开发出多种结构的固态硅微传感
仪器仪表行业的前景分析
仪器仪表行业的前景分析 本文来自XX丰生环境仪器设备XX .whfs17. 1、仪器仪表行业概况 随着我国能源、化工、节能环保等领域快速发展，仪器仪表行业市场需求快速增长。2007年，我国仪器仪表行业处于高速稳定的发展态势。根据国家统计局的数据，2007年行业的工业总产值为3078亿元，销售收入为3005亿元，同比增长29％；利润总额225亿元，同比增长35％ 2、我国仪器仪表产业发展前景 作为普遍应用于工业、农业、科研等领域进行测量、采集、分析和控制的手段和设备，仪器仪表产品应用X围覆盖了人类活动的所有领域。我国仪器仪表产业经过几十年的发展已经形成了产品门类比较齐全、具有一定生产规模和开发能力的产业体系，并且在电工仪器仪表、工业测量和科学测试仪器仪表领域具备了一定的竞争优势，诞生了一批具备国际竞争能力的企业。但是从整体上看，我国的仪器仪表行业还是落后于国际先进水平的，体现在技术落后、产品稳定性差、种类单 一、企业规模小、研发能力弱等方面。 3、阿里巴巴关于“仪器仪表”买家分布情况 内贸方面，在alibaba买家分布中，XX、XX、XX买家数占56%，其市场开发潜力巨大。 4. 阿里巴巴“仪器仪表”企业概况
目前通过阿里巴巴搜索“仪器仪表”有3546439条产品供应信息，在公司黄页中有130096家公司信息。这些企业中有很多实现了从做、做推广、找买家，谈生意、成交等一站式的业务模式。（数据截止2008-10-23）。如下图所示： 阿里巴巴部分“仪器仪表”行业企业 公司名称合作年限公司名称合作年限余姚市江南电子仪器XX 第1年XX新亚电子开关厂第6年XX中恒仪器仪表XX 第7年兴化市精泰仪器仪表XX 第4年 XX市华隆仪表仪器厂 第7年华通机电集团XXXX销售分公 司 第5年 XX市威华电子XX 第7年XX工业仪器仪表XX 第5年XX徽宁电器仪表集团XX 第6年九纯健科技发展XX 第5年 XX钱江仪器仪表厂 第6年XX赛格电子市场捷信电子工 具展销柜 第3年 5、同行成功经验分享 网络上的一杆“秤”
自动化仪表的分类及技术使用
自动化仪表的分类及技术使用 现代科技的迅速发展，使得自动化应用的范围愈加广泛，自动化水平已成为现階段衡量某行业现代化水平的重要标杆。然而，要想真正提高自动化水平，就必须保障仪表自动化顺利运行。随着电气工程行业的逐步发展，仪表自动化水平也有了明显提升。 1自动化仪表未来趋势 1.1自动化仪表的发展方向 随着科技的发展，信息技术发展迅速，信息推动了工业自动化仪表与控制系统的发展，致使仪表结构概述与设计观发生了非常大的改变，成为拥有普通仪表的基本功能同时又具有一般仪表没有的特殊功能仪表。工业自动化仪表的发展是根据总线路主控系统装置与智能化仪表以及特种与专用自动化仪表，以此扩大服务区域，使仪表系统向数字化、智能化和网络化方向发展，实现自动化仪表完美从模拟技术转型成数字技术。 1.2智能化 根据工业化仪表发展形势看，智能化是中心部分。过去工业自动化仪表只能通过调节器或者DCS完成，目前一台智能化变送器即可完成所有功能，实现自主调节，提高整体系统可靠性。 1.3精度化 随着工业生产对成品质量要求的提高，国家对节能减排也有一定的要求，因此要提高测量仪表与控制系统的精度。 2仪表自动化设备的安装与调试 2.1仪表自动化设备的安装 自动化仪器由多个自动化部件组成，是一个功能比较完善的自动化技术工具。一般来说，它可以同时具有许多功能，如测量，控制，报警和记录等。自动化仪表本身是一个独立的系统，但它也是整个自动化系统的一个子系统。自动化仪器可以简单的解释为信息机器，将
不同形式的信息进行转换是其主要功能，同时还可将输入信号转变为输出信号。信号可以依照时间或者频率来进行表达，信号传送时可将其调制成连续的模拟量或者断续的数字量形式。 2.2安装前的工作 在进行安装工作时首先要收集资料，认真分析热力自动化仪表的使用说明书，然后仔细阅读安装内容并按内容进行安装，结合自动化仪表检验的标准，研究安装的过程中可能会出现的一系列问题，将其整理成报告，然后有目的性的进行选择技术、分析技术，以此确保安装工作有序进行。其次，进行安装技术的整体研究，建立具有专业性的安装团队，保证施工安全性，并且在进行安装前要对热力自动化仪表进行再检测，一旦发现与实际情况不一致就要及时更换新的仪表。最后，进行明确权责并结合以上内容与专家进行分析探讨，确保选择的技术可以让仪表不再出现因安装失误而发生问题。 2.3安装过程中的技术 在做好安装前的工作后，要将重点放在安装过程中的技术工作，因此需要从仪表的种类进行分析。首先，对于负责压力评测的仪表来说，在进行安装的时候要选择防爆技术，主要依靠仪表线路中安装防止爆炸的接头，以此确保接口封闭性且防止爆炸。其次，对仪表进行温度测评，温度测评是热力生产环节中最重要的仪表，因此要选用那些成本低、功能强的电阻，铂是目前最符合标准的原材料，将铂加入到仪表中，在进行安装的时候采用电子技术，直接把直径小的线路深入到仪表中，确保仪表的稳定性。最后，检测液体位置的仪表，在选择仪表时要选择有浮力的仪表，用来抵御浮力，因此可运用机械操作密封技术，可以使仪表的指针保护套在指定范围内不泄漏而且不受腐蚀。进行安装热力自动监管仪表时要采用接地的技术。 （1）仪表设备的安装。在对仪表设备进行安装前，首先要了解到自动化仪表的整体性能以及其工作指标，并且了解此类仪表的安装规范；其次，则是要在仪表安装前期对所有的设备与材料性能进行检验，确保其能够正常的应用；最后，则是借助一些特殊的信号仪表来
智能化社区的现状及今后发展趋势
智能化社区的现状及今后发展趋势 一、国内智能化社区的发展状况 智能小区在我国还属于方兴未艾的新事物，经过10多年发展取得长足的进步，但发展还很不平衡。深圳、上海、广州、北京等各沿海城市、直辖市和各省级中心城市发展较快，欠发达地区与发达地区相比有的慢一到二个节拍，有的社区的智能化刚开始不久，有的还处于炒作阶段。总的来说，社区的智能化犹如雨后的春笋方兴未艾，开遍在祖国的神州大地，成为社会发展的必然趋势，具有广阔的市场空间。 随着我国3111工程的推进，创建平安城市和建设和谐社会的深入，无疑对智能社区的发展起到催化的做用。据相关资料统计，未来5年中国的智能化小区将以30%的速度增长，预计到2010年我国大中城市中的60％住宅要实现智能化。 1、智能化小区产品控制技术之竞争 智能社区在我国虽有10多年的历史，但还属于方兴未艾的时期，还没有统一的技术标准，相关的规范和标准还在制定之中，整个系统的集成度还不高，还未能向智能大厦那样将所有系統集成IBMS平台上。目前行业内的主要技术和产品缺乏开放性、兼容性、互联性，各自为阵、百花齐放、百家争鸣。 目前行业内技术产品主要分为两大阵营：“网络派”和“总线派”。网络派主张整个社区以计算机网络集成技术为平台，实行多网合一。所有的产品都以计算机网络为应用的基础，因此它对智能化社区产品技术和成本要求较高，但它是目前国际技术的主流和发展趋势。随着我国的IPv6（10G/S的传输速率）实施为这一派（包括慑力等企业）奠定了基础。 2、安全防范技术在社区的应用与发展 安全防范技术在社区的应用经过10多年的努力取得了迅猛的发展，新的技术、新的产品层出不穷，并广泛的应用于社区建设中。生物识别技术中的指纹门禁已开始在深圳一些高档社区的单元门应用；第三代数字化网络远程视频监控技术已更广泛、深入地应用到各个行业，其中不少网络化建设水平较高的社区也开始应用第三代数字化网络远程视频监控设备。 所谓“智能住宅”(Smart Home)，就是利用先进的计算机技术、网络通讯技术、
工业仪表智能化技术的现状及发展趋势分析
工业仪表智能化技术的现状及发展趋势分析 工业仪表智能化技术是集计算机应用、自动控制、电子、自动化仪表等于一体的跨学科的专业技术。近年来，随着微电子技术、计算机技术的高速发展，智能仪表在工业领域大量普及，呈现出生命力极强的发展前景。 一、工业仪表智能化技术概述 工业仪表“智能化”主要是采用超大规模集成电路和微处理器技术，使用嵌入式软件将“人工智能”、“专家控制”等理论方法和技术运用到仪表内部操作中，以实现工业仪表自主完成某些测量任务，甚至在相关程序的指导下实施某个预定控制动作，能进行较为复杂的计算和误差修正的数据处理。整体来说，即使得工业仪表拥有自主适应、自主学习、自主校正、自主协调、自主组织、自主修复等“拟人智能”的特性或功能。工业仪表智能化技术的应用，不仅能完成输入信号的非线性、压力与温度的补偿、零点错误、故障诊断、量程刻度标尺的变化等基本职能，还能在此基础上实现对工业过程的控制，不断拓展扩散控制系统的功能。这种以电子数字显示形式出现的智能产品，提升仪表性能的同时还能通过网络组成新型的过程来控制系统，更有利于信息通信。智能仪表具有科学自动的操作体系，是一个专用的微型计算机系统。通常情况下，硬件和软件共同构成智能化仪表，其中信号的输入通道、微控制器、标准通信接口、人机交换通道等构成智能化仪表典型的硬件部分。而软件部分则主要包括接口管理程序、监控程序及数据处理程序三大部分。 工业仪表智能化技术所具有的特点如下：首先，开发性强，可靠性高。微处理器与智能仪表的有机结合能够实现“硬件软化”，使用软件替代相关硬件来实现操作者想要的功能，需要对功能做出调整时，仅仅对程序做出适当改变便可。这就在一定程度上减少了元器件，降低了故障发生率，大大促进了仪表可靠性的提升。其次，性能好，精
2007重大科技专项智能化仪器仪表
2007年度重大科技专项“智能化仪器仪表” 项目申报指南 第一章专项简介 一、专项目的意义 仪器仪表是对信息进行测量与控制的基础手段和设备,是国家优先发展的产业方向，重庆市“十一五”规划发展的重点产业。作为信息产业的源头，对装备制造业的发展具有先导作用，同时也是支持、带动和改造传统工业的必备手段。 为了增强我市工业自动化仪器仪表在关键高技术领域的自主创新能力，做大做强仪器仪表产业。本专项针对工业自动化仪器仪表的高精度、高可靠性、网络化和技术创新能力建设的需求，研究高性能仪器仪表关键技术、网络化技术、可靠性设计与测试技术，建设工业自动化仪器仪表嵌入式系统开发平台，推进新技术应用示范与新产品产业化，促进产业技术更新换代，提高重庆市仪器仪表装备产业的整体规模和持续发展能力，使重庆仪器仪表产业保持在国内的领先地位并形成国际竞争力，为打造重庆市仪器仪表百亿产业链奠定坚实基础。 二、专项总体目标及实施年限
1、专项总体目标 面向重庆市“十一五”智能化仪器仪表发展的实际需求，掌握工业自动化仪器仪表传感器设计制造、智能化、网络化、可靠性四大关键核心技术，建立工业自动化仪表嵌入式系统开发平台、可靠性综合测试公共服务平台，开发五大高性能系列产品，培育具有国际竞争能力的龙头企业，使重庆市成为国际重要的智能仪器仪表研发、生产基地。培养一支高层次仪器仪表人才队伍，取得显著的经济效益和社会效益。到2010年，智能仪器仪表市场占有率达到30%以上，大型工程中的配套能力达到80%以上。 2、专项实施年限 2007年1月～2010年6月。 三、专项主题及项目设置情况 本专项设置5个主题16个项目： 主题一高性能仪器仪表开发及产业化 项目一高性能压力/差压变送器开发及产业化 项目二高性能调节阀及智能阀门定位器开发及产业化 项目三高性能流量仪表开发及产业化 项目四基于变频控制技术的高性能智能电动执行器开发及产业化 项目五高性能排污在线检测仪表开发及产业化 主题二工业自动化仪器仪表嵌入式系统开发平台及应
电工仪器仪表行业分析与预测
电工仪器仪表行业分析 与预测 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
电工仪器仪表行业分析与预测 目前，国内电工仪器仪表产品的生产能力达到8000多万台（套），其中电能表产品的生产能力达到6000万台，安装式电表及便携式电表的生产能力达1500多万台，其他类产品生产能力在500 多万台（套）。中低档产品方面，如传统的电能表、安装式电表及便携式电表等生产能力过剩，而在中高档产品方面，如高准确度数字仪表、数字式测量仪器、自动测试系统等又与先进国家产品技术水平有差距，不能完全满足国内市场需求，需要进口。 1.市场需求分析 （1）需求特点 近年来，电工仪器仪表产品的市场需求总体上一直保持着增长趋势。改革开放以来，国家采取了进一步加大基础设施建设、扩大内需和拉动经济增长的方针政策，大规模投资城乡电网建设与改造，这给电工仪器仪表行业带来了不可多得的机遇，电工仪器仪表产品年需求增量都在3－5个百分点。 （2）各主要领域的需求结构
电工仪器仪表产品应用面极其广泛，电力部门是电工仪器仪表产品的第一大用户，其所应用的产品覆盖了全部电工仪器仪表的13类产品，特别是电能表、安装式电表、电量变送器等产品的最终用户几乎百分之百是电力部门。电力部门对电工仪器仪表产品需求量约占整个市场对电工仪器仪表产品需求量的90％，对电工仪器仪表产品的需求起着决定性作用，其余10％的需求来自于国民经济建设的其他领域。 （3）用户对主要产品的技术水平要求 电能计量仪器仪表与系统。目前，用户主要需求以86系列感应式电能表为主，电子式电能表（主要是单相）的需求呈快速上升趋势。“十五”期间，用户需求的感应式电能表的使用寿命将逐步达到25－30年，并具有6 倍以上的过载能力。电子式电能表的需求将进一步加强，单相电子式电能表、电卡式预付费电子式电能表、三相电子式多功能电能表及多费率电能表将是主要需要目标。高精度电能表主要应用于关口点或网口点，但由于其技术含量较高，目前大多从国外进口。采用集中自动抄表系统对各用电户实行远程抄表是一种发展趋势，自动抄表系统的需求也将上升。 安装式电表需求主要表现在产品的结构和精度上，提高产品的标准化、系列化、通用化水平，补齐品种和规格是当务之急的工作。对变换器式仪表及张丝广角等仪表的需求将逐步增加，数字安装式电表的需求也将逐步上升。
自动化仪表控制系统应用及发展趋势分析
自动化仪表控制系统应用及发展趋势分析 自动化仪表控制系统的合理应用对于整个工业生产的意义十分重大，为了确保我国工业生产领域能够创造出更多的经济效益，就需要自动化仪表控制系统在不同工业生产的过程以及不同工业生产企业的实际发展中都能够发挥其优势，帮助整个企业谋取最大化的社会效益。目前，我国自动化仪表控制系统在实际运行过程当中仍然有很多问题需要解决，这需要工业生产企业能够重视并且根据自身企业的生产需要，选择最恰当的自动化仪表控制系统，从而确保工业生产工作的顺利开展。 1 新时代下我国工业自动化技术中存在的问题 我国经济实现了快速发展，但在自动化技术的应用方面仍然存在着一些不足之處，自动化技术的优化工作必须要引起重视。很多用户对于自动化技术设备的要求很高，但预算有限。市场上有很多自动化仪表的替代产品，价格往往很低，也能够满足很多工业生产的要求，所以自动化技术在研究和完善过程当中还有很多问题需要解决。 2 工业生产过程当中所使用的自动化技术的原理 自动化仪表的工作原理主要由力和电平衡相关知识构成，并且自动化仪表在工业生产过程当中会受到很多干扰因素的影响，比如说工业生产的环境对自动化仪表的温度有一定的干扰，同时也会对自动化仪表的压力和相关数据的显示有一定的影响。当自动化仪表开始工作时，整个自动化仪表系统的电流量和电压值都会发生一定的变化。一般情况下，电流量和电压值都会进行放大，那么在这个过程当中就会利用变压器的原理，把放大值显示到相关的原件中，然后就可以把显示出来的测量值以及放大值进行相应的对比，这样就能够及时的产生工业生产过程中的平衡状态，确保整个工业生产过程的顺利开展，确保生产出来的产品质量通关，也能够从一定程度上提高工业生产的效率和速度。
国内智能化社区的现状以及今后发展趋势
国内智能化社区的现状以及今后发展趋势 一、国内智能化社区的发展状况 智能小区在我国还属于方兴未艾的新事物，经过10多年发展取得长足的进步，但发展还很不平衡。深圳、上海、广州、北京等各沿海城市、直辖市和各省级中心城市发展较快，欠发达地区与发达地区相比有的慢一到二个节拍，有的社区的智能化刚开始不久，有的还处于炒作阶段。总的来说，社区的智能化犹如雨后的春笋方兴未艾，开遍在祖国的神州大地，成为社会发展的必然趋势，具有广阔的市场空间。 随着我国3111工程的推进，创建平安城市和建设和谐社会的深入，无疑对智能社区的发展起到催化的做用。据相关资料统计，未来5年中国的智能化小区将以30%的速度增长，预计到2010年我国大中城市中的60％住宅要实现智能化。 1、智能化小区产品控制技术之竞争 智能社区在我国虽有10多年的历史，但还属于方兴未艾的时期，还没有统一的技术标准，相关的规范和标准还在制定之中，整个系统的集成度还不高，还未能向智能大厦那样将所有系統集成IBMS平台上。目前行业内的主要技术和产品缺乏开放性、兼容性、互联性，各自为阵、百花齐放、百家争鸣。 目前行业内技术产品主要分为两大阵营：“网络派”和“总线派”。网络派主张整个社区以计算机网络集成技术为平台，实行多网合一。所有的产品都以计算机网络为应用的基础，因此它对智能化社区产品技术和成本要求较高，但它是目前国际技术的主流和发展趋势。随着我国的IPv6（10G/S的传输速率）实施为这一派（包括慑力等企业）奠定了基础。 另一派主要是以国外诸多知名公司如：HONEYWELL、西门子、江森等公司，在我国的楼宇控制中占据较大市场比重的“现场控制总线”派，采用的总线技术有LONWORKS、CAN 、BACNET mod bus、C bus 等。此类产品的成本较高，在智能大厦中的占有率较高。由于价格等问题，在社区的市场中还未普通被人们接受。 还有一类（以国内安防产品厂家为主）以485 总线通信技术为基础构建智能小区的控制管理平台，其优点是成本低，但抗干扰的能力差，通信速度慢，在较大规模的社区的实时控制应用中就会暴露出不少的问题。
智能仪器仪表的发展与前景
智能仪表及其技术发展历程与优势特点 智能仪表建立在微电子技术发展的基础上，超大规模集成电路的嵌入，将CPU、存储器、A/D转换、输入/输出等功能集成在一块芯片上，甚至将PID控制组件也置入其中。加之现场总线的应用，智能仪表与控制系统之间的数字通讯将替代以往的模拟传递，大大提高了精度和可靠性，避免了模拟信号在传输过程中的衰减，长期难以解决的干扰问题得到解决。由于数字通讯，节省了大量电缆、安装材料和安装费用。 智能仪表及其技术的发展历程 历经以模拟技术为特征的电动单元组合仪表、以数模混合技术为特征的DDZ-S 系列仪表的开发后，1983年，美国霍尼韦尔公司向制造工业率先推出了新一代智能型压力变送器，这标志着模拟仪表向数字化智能仪表的转变。当时的这种智能变送器已具有高精度、远距离校验和灵活组态的特点，并告知用户：尽管初期购置费用较高，但会被较低的运行和维护费用所补偿。紧随其后的十年里，国外其他公司的智能压力变送器也陆续在一些生产线上被采用，它们包括：Rosemount、Foxboro、YOKOGAWA、Siemens、E&H、Bailey、Fuji和ABB等。但由于缺少高速的智能通讯标准、用户对于高精度监控要求并不突出、培训等服务机制相对薄弱，当时的智能应用并不乐观，只占到了约20%的市场。 随着微电子、计算机、网络和通讯技术的飞速发展以及综合自动化程度的不断提高，目前广泛应用于工业自动化领域的智能仪表，其技术也同样在过去的二十多年
里得到了迅猛的发展。目前国外智能仪表占据了国际应用市场的绝大比重，如何结合目前智能仪表的工业应用经验并快速跟踪国际智能前沿技术应用于我国智能仪表的开发研究成为振兴民族智能仪器仪表的一大突出问题。 智能仪表在工业自动化领域的广泛应用得益于其突出的技术优势和特点，诸如其高稳定性、高可靠性、高精度、易维护性。以智能变送器为例，智能仪表具备如下优点： （1）精度高智能变送器具有较高的精度。利用内装的微处理器，能够实时测量出静压、温度变化对检测元件的影响，通过数据处理，对非线性进行校正，对滞后及复现性进行补偿，使得输出信号更精确。一般情况，精度为最大量程的±0.1%，数字信号可达±0.075%。 （2）功能强 智能变送器具有多种复杂的运算功能，依赖内部微处理器和存储器，可以执行开方、温度压力补偿及各种复杂的运算。 （3）测量范围宽 普通变送器的量程比最大为10:1，而智能变送器可达40:1或100:1，迁移量可达1900%和-200%，减少变送器的规格，增强通用性和互换性，给用户带来诸多方便。 （4）通信功能强 智能变送器均可实现手操器进行操作，既可在现场将手操器插到变送器的相应插孔，也可以在控制室将手操器连接到变送器的信号线上，进行零点及量程的调校及
工业自动化仪表的智能化
工业自动化仪表的智能化 发表时间：2018-07-05T14:46:48.373Z 来源：《建筑模拟》2018年第6期作者：李伟刘清燕 [导读] 这些年来，工业自动化仪表及系统在智能化方面进展很快。工业自动化仪表及系统的智能化已从初级阶段走向高级智能的阶段。奎屯锦疆化工有限公司新疆奎屯 833200 摘要：这些年来，工业自动化仪表及系统在智能化方面进展很快。工业自动化仪表及系统的智能化已从初级阶段走向高级智能的阶段。在此基础上，各大自动化仪表开始推出电控仪控一体化，管控一体化、全生命周期管理、远程诊断等等，这些都是要通过提高自动化仪表和系统的智能化水平才能实现。本文主要就工业自动化仪表的智能化进行探讨分析，并提出一些个人观点，以供参考。 关键词：工业自动化仪表；智能化；系统； 1工业自动化仪表的智能化重要作用 （1）智能化指的是产品囊括了多个新功能。譬如，在数年以前，如果仪表进行湿度、压强补偿，就要专门对湿度和压强进行测试，利用运算设施来专项计算，而在此时一台智能化的计量变送设备就能完成以上所有工作。从中可以看出智能化是工业自动化仪表的主导发展方向。 智能化执行设备拥有了多样化的自测性能，也能进行简易的检修预报。在执行设备的杆子延伸达到限定长度时，系统会予以警告，以便维修工程师及时检修。在阀门的操作过多时也会警告工程师及时介入，从而降低了故障率。 在应用于腐蚀性场合时，如果达到流量限定值或时间限定值，就会予以警告，这样工作人员能够在第一时间替换，这是由于长期处于腐蚀环境中产品性能会受到影响。在工控领域，以往只有专门的调控设备才能进行算法调控，而现阶段只要在智能化的变送设备中插入PID 元件，就能在工地一线与仪表无缝连接，可以自行调控，从本质上实现了控制分散化，进一步降低了主机设备的压力，有利于快速的调控，从而提高了体系的稳定性。 2工业自动化仪表的智能化应用 2.1检测仪表和执行器的智能化 当今检测仪表多含有嵌入式CPU微计算机系统，多可以完成现场数字显示，一般产品名称前标有“智能式XXX”的仪表，都可以完成数字滤波、非线性校正、自校零或自校准、自动量程切换、自动补偿、自诊断等功能，此外，各种仪表还可以完成各种专门功能。 2.2无线智能化 工业化要求高效率、可靠性、高质量、能耗小等。目前企业生产规模正在逐渐扩张，譬如发电系统的功率超过了一百万千瓦，石油集团超过了千万吨，高分子化学系统超过了一百万吨，导致测控量值呈现出指数级攀升。假如仪表趋于通讯无线智能化，保养和操作的工程师人数将大幅降低，其他工程机构和消费者都会因此受益匪浅。所以制造近距离、稳定性高的无线智能化仪表是现阶段的一大趋势。现场总线的发展前景十分光明，应该被广泛推广普及，然而繁杂的全球标准限制了其发展。譬如，现场总线的最早的全球标准超过了十个，后期颁布了工业网络的全球标准也超过了二十个，之后还会颁布总线通讯标准。同时很多大集团与机构也在颁布相应的准则，譬如西门子等集团都在颁布与之相应的无线智能准则。对于消费者而言，过于繁冗的标准不利于广泛的推广应用，因此全球的无线智能标准应该统一化。 2.3高性能的处理器 当前采用的自动化仪表中，控制处理器绝大多数都是单片机，然而，随着诸多芯片技术和微电子技术的发展，高性能处理器已经逐渐成为自动化仪表中常采用的处理器。到目前为止，我国的微型处理器主要有Motorola的Power PC、Intel和AMD以及Motorola的IBM，一般RISC嵌入式的处理器在相关方面的市场中，比ARM处理器系列更加占有优势。不同的客户可以根据自身的需求以及自动化仪表的性能、体积、价格等诸多方面，对需要的处理器进行有效的选择，同时在该方面的基础上，对高级的计算方式进行充分的运用，从而提高并加强相关方面的功能。 2.4实现网络化技术 自动化仪表的网络化和智能化，从根本上来说都与计算机网络技术有着密不可分的关联。Internet就是实现网络化技术的根本关键点，通过对Internet的有效连接来实现自动化仪表网络化功能。在这个过程中依然存在着诸多方面的困难，其中包括：运算的速度、计算机当中的存储器等。一般自动化仪表中采用的MCU为16位和8位的居多，同时支持TCP/IP协议。其中，嵌入式的微型EMIT技术接入互联网是最具有代表性的。该技术将高性能的处理器当作网关，网络方面的协议在网关上，一般只要通过红外、CAN等就可以与诸多设备进行有效的连接。除此之外，网关还能发送相关命令，对设备中存在的变量进行有效的修改和控制，不管是性能方面还是价格方面，该设计都具有绝对的优势。 操作系统并非自动化仪表中必要的系统。目前，在诸多自动化仪表当中，处理器的功能以及存储器的功能都有着不同程度的限制，仪
智能电力仪表市场分析报告
智能电力仪表市场分析报告 综述: 智能网络多功能电力仪表是针对电力系统、工矿企业、公共设施、智能大厦的电力监控需求而设计的。它能测量所有的常用电力参数，如三相电流、电压，有功、无功功率，电度、谐波等。由于该电力仪表还具备完善的通信联网功能，所以我们称之为网络多功能电力仪表。智能网络多功能电力仪表具有很高的性能价格比，可以直接取代常规电力变送器及测量仪表。作为一种先进的智能化、数字化的前端采集元件，该系列网络仪表已广泛应用于各种控制系统（如：SCADA数据采集与监视控制系统、IPDS智能配电系统和EMS能源管理系统）中。 智能电网与物联网的提出，给智能电力仪表带来了新的发展与机遇。用户端的智能化建设从通常意义上讲主要分为智能配电系统、能源管理系统、智能楼宇系统，这三大系统的建设都离不开智能电力仪表。在不同的应用场合，功能可以有不同的组合，大致分三类仪表，即监控与保护仪表、电能分析与管理仪表、电气安全仪表。 1 国内市场发展状况 智能电力仪表在2000年左右进入中国市场，初期主要在电力、石化等高端用户使用，替代传统指针表和电量变送器，产品主要由国外著名电气公司提供。随着用户对用电可靠、安全、节约的要求提高，配用电系统智能化也越来越普及，从而推动了智能电力仪表的应用，
市场从原有的国外品牌一统天下，到目前国内外多品牌竞争的格局。我国市场上国外著名品牌主要以施耐德、西门子、溯高美为主，自主品牌主要为斯菲尔、安科瑞、珠海派诺等。其创立时间、主营产品以及市场定位见表1。 表1 电力仪表著名公司创立日期、主营产品及市场定位
注：数据来源为上述公司网站，经分析整理。 根据历年全国电工仪表行业统计数据表明，智能电力仪表行业年均增长在25%～35%之间，尤其2008年后，随着各项节能减排政策的出台，增速进一步提升。据2009～2010年中国电工仪表行业发展报告，2010年市场销售数量为230万台。
自动化仪表与控制系统的现状及发展策略
自动化仪表与控制系统的现状及发展策略 自动化仪表和控制系统是机械设备的中心体系。换句话说，这相当于人脑，机械设备占有非常重要的位置，设备的安全运行起着决定性的作用。近年来，中国自动化仪表行业取得了长足的进步，行业发展状况也受到了广泛关注，并在这一领域投入了大量人力物力金融研究。随着科技的不断地发展和进步，自动化仪表企业在技术领域已经达到一定的高度，形成了一定的规模，在国际市场上的地位也在逐步提高，即使在国际行业也有一席之地，如中国开发了自己的智能流量计、智能执行器和变速箱等，这些智能化技术在生产实践中得到了广泛应用，并受到好评。虽然在自动化仪表领域我们取得了一些成绩，但国内大部分产品都是常规产品，技术含量相对较低，缺乏高端智能自动化仪表，所以与国际先进仪器公司相比，差距还是很大的，精准和智力水平还有很大的发展空间，一些高科技含量的尖端技术甚至还在空白的程度。 1 自动化仪表与控制系统的发展现状 中国仪器仪表行业技术与国外相比，具有十到十五年的差距，只有极少数产品可以达到国际领先水平。随着改革开放的深入，经济快速发展的同时，自动化仪表的增长速度每年都达到百分之二十的趋势，国际自动化技术水平年均增长率达到百分之三，因此，中国的自动化仪表取得良好进展。随着技术研究的不断深入，高科技自动化仪表的研究还存在许多缺点，如过程工业自动化技术还远远落后于发达国家的控制系统。 2 自动化仪表与控制系统概况 自动化仪表是设备的核心部件，是设备的神经中枢。自动化仪表在各行业尤其是工业部门发挥着重要作用。在国家的大力支持下，中国的自动化仪表布局齐全，布局合理，技术也更加完善。许多企业已经形成了公认的品牌，创造出自动化仪表的新形象，提升了国内产业
中国建筑智能化的发展趋势
中国建筑智能化的发展趋势 1、建筑智能化的发展历程 中国建筑智能化是逐步发展起来的，人们对工作和生活环境越来越高的需求，以及影响建筑智能化的信息技术的不断进步，构成了推动建筑智能化不断发展的主要动力，中国建筑智能化的发展历程大体可以分为三个阶段。 可以把它们分别称为：起始阶段、普及阶段和发展阶段。 1．起始阶段 在上世纪八十年代末，九十年代初，随着改革开放的深入，国民经济持续发展，综合国力不断增强，人们对工作和生活环境的要求也不断提高，一个安全、高效和舒适的工作和生活环境已成为人们的迫切需要；同时科学技术飞速发展,特别是以微电子技术为基础的计算机技术、通信技术和控制技术的迅猛发展，为满足人们这些需要提供了技术基础。 这一时期智能建筑主要针对是一些涉外的酒店等高档公共建筑和特殊需要的工业建筑，其所采用的技术和设备主要是从国外引进的。这个时候人们对建筑智能化的理解主要包括：在建筑内设置程控交换机系统和有线电视系统等通信系统将电话、有线电视等接到建筑中来，为建筑内用户提供通信手段；在建筑内设置广播、计算机网络等系统，为建筑内用户提供必要的现代化办公设备；同时利用计算机对建筑中机电设备进行控制和管理，设置火灾报警系统和安防系统为建筑和其中人员提供保护手段等。这时建筑中各个系统是独立的，相互没有联系。 这个阶段建筑智能化普及程度不高，主要是产品供应商、设计单位以及业内专家推动建筑智能化的发展。政府的主要管理文件是《民用建筑电气设计规范》、《火灾自动报警系统设计规范》等。 2．普及阶段 在九十年代中期房地产开发热潮中，房地产开发商，在还没有完全弄清智能建筑内涵的时候，发现了智能建筑这个标签的商业价值，于是“智能建筑”、“5A
机械制造的智能化技术发展趋势
编号：SY-AQ-06999 ( 安全管理) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 机械制造的智能化技术发展趋 势 Development trend of intelligent technology in mechanical manufacturing
机械制造的智能化技术发展趋势 导语：进行安全管理的目的是预防、消灭事故，防止或消除事故伤害，保护劳动者的安全与健康。在安全管 理的四项主要内容中，虽然都是为了达到安全管理的目的，但是对生产因素状态的控制，与安全管理目的关 系更直接，显得更为突出。 随着经济的快速发展，计算机技术也不断创新，以往传统的制造方式被现代化智能制造技术所替代，各个国家均对制造技术产业投入巨大资金来实现新的技术创新，目前提出了多种新型智能化技术。在现代的制造行业中，数控技术作为核心技术，它将信息处理、微电子、计算机、数控检测等高科技技术融为一体，大大提高了生产效率，且具备了一定的精确度。这些革新对制造行业中自动化和智能化的实现提供了有利的条件。 我国机械工程智能化的现状 上世纪科学技术的快速发展为现阶段机械工程的发展奠定了良好的基础，目前，机械工程的知识体系日趋成熟。而智能化是研究者根据人类大脑的构造与功能研究出来的，机械工程的智能化主要目的在于结合人脑的特点实现用机械替代部分的人工劳动。现阶段，我国的机械工程发展趋势较为明朗，多管齐下，既有引进外国先进
技术水平，又有自身的探索与研发，还有政府的政策扶持，机械工程的发展处在十分有利的环境下，发展十分迅速。 机械智能化技术的应用 计算机集成制造技术被机械制造业普遍的认为是21世纪制造业内的最为主要的运营生产方式，此时的计算机集成制造是由多个相关联的分系统所组成，主要可分为管理信息系统、工程技术信息系统、自动化制造系统及质量信息系统，其中管理信息系统具体拥有的功能可分为生产管理、经营管理、人事管理、物料管理及财务管理等，是机械制造业运营生产中的各个管理环节相对应的信息系统；工程技术信息系统主要涵盖着计算机辅助设计功能、计算机辅助分析功能、借用计算机进行工艺过程的设计辅助功能、数据控制程序的编制功能等；自动化制造系统所具有的功能主要由在加工中心、自动装配、工业机器人、柔性制造及计算机数控等生产环节下的相应的处理及辅助功能；质量信息系统主要是借助计算机的辅助功能进行生产的机械产品质量的监测分析与控制，具体的技术应用形式是基于计算机辅助功能的质量监测、基于计算机辅助功能的质量控
自动化仪表的智能化
自动化仪表的智能化 【摘要】自动化仪表是工业自动化控制系统中的重要组成部分。是集微处理器技术、新型显示技术、记录技术、数据存储技术和控制技术于一体，把信号检测处理、显示、记录、数据储存、通信、控制、复杂数学运算等多个或全部功能集合于一体的功能丰富、使用方便、观察直观、可靠性高的仪表。本文主将要从显示仪表和记录仪表的现状和发展情况进行论述，以提高自动化仪表在现实生产生活中的应用，促进工业自动化控制系统的实施。 【关键词】自动化仪表；显示仪表；模拟；数字；记录仪表 0.引言 在电力建设与发展中，自动化仪表在实际中的应用越来越广泛，并且自动化仪表的类型也越来越丰富。上世纪80年代初至90年代中，随着微电子和微处理技术的迅速发展，显示直观、测量精确度高、具有PID自整定等功能的显示仪表和多通道、万能输入、大容量测量数据电子存储功能的记录仪表得到快速发展，在工业自动化系统中占有重要地位，促进了当时我国电力、石油、化工、冶金、机械等各个行业自动化水平的提高。 1.显示仪表 1.1模拟显示仪表 模拟显示仪表一般是用指针来指示测量值，有全量程指示和偏差指示两种形式。输入信号是从各种变送器送来的统一信号（直流4～20毫安），也有将指示仪表与传感器直接相连。有的仪表还具有控制输出功能。最常用的是动圈式指示调节仪。标尺长度为100毫米，指示精度为1级。它有红、黑两根指针。当偏差值等于零时，两根指针重叠。指示器采用张丝支承式结构，灵敏度高，使用寿命长。这种仪表操作方便，维修简单，价格低廉，并可与各种变送器适配，因此在过程检测控制仪表中得到广泛的应用。 它一般安装在仪表盘上，供操作人员监视和控制现场作业。70年代以来，新型的发光器件不断出现，正在逐渐取代传统的指针式指示仪表。 1.2数字显示仪表 数字显示仪表采用的显示器件有荧光数码管、液晶显示器和发光二极管（又称LED数码管）等。它是在模拟式指示仪表的基础上发展起来的。特别在60年代末数字集成电路的出现，使数字显示仪表得到迅速的发展。 数字显示与模拟指示比较，具有分辨率高、量程大、读数方便、没有视差、便于与计算机相连等优点。通常在要求精确读数时才使用数字式显示仪表。数字
智能化地产转型发展趋势现状分析
智能化地产转型发展趋势现状分析 一、地产行业转型正在进行时 房地产行业在中国近三十年的发展史中风光程度一时无两，近些年尽管楼价依然高涨，可是房地产行业趋冷或者现阶段是行业严冬的叫法屡见不鲜。19年7月中下旬一则“7个月271家房企破产”的新闻报道引起了大家的瞩目，有公告显示信息，截止7月23日，19年全国共有271家房地产公司宣布破产重整，在其中也包含全国500强房地产企业，禁不住让大家感慨房地产行业广泛兴盛的美好时光已经渐行渐远。 不难看出地产行业的新一轮的大转变序幕在19年已经慢慢打开了，房地产企业现阶段面临的窘境除了外界的调控政策的限定，也与本身存在的问题息息相关，地产行业如果依然怀着售卖商品的心理状态去应对新的市场环境，必定会被市场所淘汰。 二、地产智能化发展趋势日趋明朗 现阶段传统式地产商的形象顺向服务和经营变化，地产逻辑已经发生重大转变。当今的房地产市场从增量变为存量，地产商已经积极地寻找转型发展道路。尤其是伴随着以人工智能技术、物联网技术、5G等电子信息技术的推进发展，房地产行业也迎来了新的机遇和挑战，万科地产、碧桂园、绿城集团等行业大佬早已提早布局，加快电子信息技术与地产业务流程的结合，促进地产企业战略转型，在日趋严峻的市场环境中呈现本身的竞争能力。 以往几十年间在中国修建的高楼大厦数不胜数，在总数迅速发展之后，怎样在品质上寻求转变，这里所述的“品质”，并并不是传统定义上品质，只是房屋的质量，及其它可以给与顾客的生活质量。智能化早已变成许多地产公司在转型发展过程中一个关键的发展前景，这不但是地产企业战略转型的需求，也是社会经济发展的需求。
三、地产智能化市场的需求旺盛 近些年智慧城市基本建设已经热火朝天地进行中，智慧城市是尝试打造出一个对外开放高效率的生态体系，为群众带来高品质的日常生活感受。当然所谓的智慧城市在电力能源运用、低碳环保上拥有更高的规定，智慧城市的发展趋势离不了地产商的加入，而传统式的地产发展模式在智慧城市的需求显得有些乏力，智能化城市基本建设的需求将加快地产智能化的过程。 另外伴随着全国各地精装房政策地持续颁布，好像也在预兆着无毛坯房时期的来临。地产行业的精装修房的占比愈来愈高，智能化变成许多地产商的选择，从智能化品类到全屋智能，尤其是全屋智能与精装房之间拥有高度契合，对房地产商来讲精装修化、智能化会变成一大产品卖点，商品股权溢价空间极大。 当今住宅的消费主力正向年轻一代迁移，他们针对房地产的要求与过去大不一样，对“家”的需求更为多元化且丰富多彩，他们更期待得到智能化的家居生活感受。住宅客户的要求所形成的转变，尤其是对智能家居系统乃至智慧社区的要求持续提高，驱使房地产公司务必展开转型发展。 四、地产与智能家居系统会擦出怎样的火花？ 以智能化为方式，传统式地产运营模式将迎来全新商业模式。而地产与智能家居系统的融合自然是在发展趋势的逻辑当中，地产商将智能家居系统融入到地产新项目中为其增加市场销售闪光点，尤其是在智能门锁、智能摄像机、智能音响等火热品类的推动下，地产家居装修智能化正慢慢变成一种新气象。 智能家居系统的市场容量已经逐渐扩张，有数据信息显示，全球智能家居系统市场容量在二零二一年将突破千亿美元，但在其向上发展的过程中，尤其是与地产融合时仍必须认清难题，品类早已不能满足销售市场发展趋势的需求。
仪器仪表行业概况
仪器仪表行业概况 （一）仪器仪表行业市场需求对象及覆盖范围 仪器仪表应用领域广泛，覆盖了工业、农业、交通、科技、环保、国防、文教卫生、人民生活等各方面，在国民经济建设各行各业的运行过程中承担着把关者和指导者的任务。由于其地位特殊、作用大，对国民经济有巨大倍增和拉动作用，有着良好的市场需求和巨大的发展潜力。具体的需求对象可以从以下几个方面进行表述： 1、在人类社会进入知识经济时代、信息技术高速发展的背景下，仪器仪表及其测量控制技术得到日益广泛应用，给仪器仪表行业的快速发展提供了良好契机。仪器仪表是信息产业的源头和组成部分，是信息技术的重要基础。钱学森院士对新技术革命有如下论述："新技术革命的关键技术是信息技术，信息技术是测量技术、计算机技术、通讯技术三部分组成，测量技术则是关键和基础。"国际上也将信息技术生产行业定性为计算机、通讯、仪器仪表三个行业。 2、仪器仪表广泛应用于装备、改造传统产业的工艺流程的测量和控制，是现代化大型重点成套装备的重要组成部分，是信息化带动工业化的重要纽带。据有关资料显示，随着装备水平的提高，仪器仪表在工程设备总投资中的比重已达到18%左右；现代化的宝钢技术装备投资中，有1/3的经费用于购置仪器和自控系统。 3、高水平科学研究和高新技术产业的发展迅速提高了对仪器仪表的需求，仪器仪表在实施科教兴国、知识创新和技术创新的过程中，正发挥十分重要的作用。各项高水平的科学实验是不能离开科学仪器的，现代科学的进步也越来越依靠尖端仪器的发展。现代生物、医学、生态环境保护、新材料（纳米材料等）、现代农业的发展等，同样是建立在尖端精密仪器科技的发展基础上。 4、仪器仪表已成为现代国防建设技术装备的重要组成部分，我国航天工业的固定资产1/3是仪器仪表和计算机；运载火箭的仪器开支占全部研制经费的1/2左右；导弹的高精度制导、控制，航天精纬测量和红外成像、专用高温实验设备等都是国防装备中的重点产品。 5、仪器仪表在探索人类社会可持续发展、抵御自然灾害、依法治国并实施有关法律（质量、商检、计量、环保等）的过程中作为重要实施手段和保障工业被普遍采用。 （二）行业分类 按照新修订的《国民经济行业分类》国家标准（GB/T4754-2002），仪器仪表大行业包括工业自动控制系统装置、电工仪器仪表、绘图、计算及测量仪器、实验分析仪器、试验机、供应用仪表及其他通用仪器制造、环境监测专用仪器仪表、汽车及其他用计数仪表、导航、气象及海洋专用仪器、农林牧渔专用仪器仪表、地质勘探和地震专用仪器、教学专用仪器、核子及核辐射测量仪器、电子测量仪器、其他专用仪器、钟表与计时仪器、光学仪器、其他仪器仪表的制造及修理、衡器、医疗诊断监护及治疗设备等20个小行业。按产品的主要服务对象和领域分，通常把仪器仪表大行业概括为生产过程测量控制仪表及系统、科学测试仪器、专用仪器仪表、仪表材料和元器件四大类。 我国仪器仪表行业的分布以机械系统开发生产通用仪器仪表为主，信息产业部、教育部、