仪器仪表应对“十二五”规划发展 需加紧突破关键技术
摘要: 随着中国自动化应用环境的不断发展,仪器仪表行业的面貌日新月异,现代工业仪器仪表的发展,不但取决于产品技术水平,而且涉及工程应用技术。我国自动化控制系统及现场仪表和关键精密测试仪器,与国际水平总体上仍有10~15年的差距。“十二五”规划(草案),也根据新时期的要求,提出了重点发展的若干关键技术,这对行业未来发展无疑有着重要的指导意义。我国仪器仪表技术突破需迈八大关。
关键字: 仪器仪表, 无线通信网络, 传感器技术, 可编程控制器
随着中国自动化应用环境的不断发展,仪器仪表行业的面貌日新月异,现代工业仪器仪表的发展,不但取决于产品技术水平,而且涉及工程应用技术。我国自动化控制系统及现场仪表和关键精密测试仪器,与国际水平总体上仍有10~15年的差距。“十二五”规划(草案),也根据新时期的要求,提出了重点发展的若干关键技术,这对行业未来发展无疑有着重要的指导意义。我国仪器仪表技术突破需迈八大关。
“十二五”提出的若干重点发展关键技术
仪器仪表行业,是自动化领域的关键行业。在过去数年中,随着中国自动化应用环境的不断发展,仪器仪表行业的面貌日新月异,很多这一领域的企业也得到了快速的发展。当前,仪器仪表行业面临着新的发展时期,这一行业的“十二五”规划(草案),也根据新时期的要求,提出了重点发展的若干关键技术,这对行业未来发展无疑有着重要的指导意义。
工业无线通信网络技术:工业无线通信网络作为有线工业通信网络的补充,已经得到普遍认同。我国在工业无线通信网络方面已经取得一定成果,继续加强开发有可能在这方面走在世界前列。而在这一领域,宜重点关注工业无线通信网络标准的制订,以及工业无线通信网络认证技术。
新兴传感器技术:传感器作为传感网(物联网)的基础元件,在今后将有十分广阔的发展前景。目前新型传感器技术包括固态硅传感器技术、光纤传感器技术、生物芯片技术、基因芯片技术、图像传感器技术、全固态惯性传感器技术、多传感器技术等。“十二五”将以智能传感器作为重点,进行关键技术攻关。在这一领域,重点发展新原理、新效应的传感技术,传感器智能技术,传感器网络技术,微型化和低功耗技术,以及传感器阵列及多功能、多传感参数传感器的设计、制造和封装技术。
智能化技术:智能化技术的特点是:具有自校准、自检测、自诊断、自适应功能;具有复杂运算和误差修正的数据处理能力;具有自动完成指定测量任务的功能;用于科学测试仪器和控制系统的专家系统软件等。
系统集成和应用技术:当前应重点发展不同生产厂商控制系统之间的无缝连接集成技术;大型项目的自动化设备主供应商(MIV)应具备的项目策划、设计、组织、采购、验收、调试等项目管理技术。
精密加工技术和特殊工艺技术:我国高中档检测设备与国外的差距很大程度上是精密加工和特殊工艺技术的差距。当前的重点是多维精密加工工艺,精密成型工艺,球面、非球面光学元件精密加工工艺,晶体光学元件磨削工艺,特殊光学薄膜设计与制备工艺,精密光栅刻划复制工艺,特殊焊接、粘接、烧结等特殊连接工艺,专用芯片加工技术,MEMS技术,全自动微量、痕量样品分析与处理技术等。
分析仪器功能部件及应用技术:对分析仪器的关键部件,如检测器、四级杆、高压泵、阀门、磁体、专用光源和电源、全自动进样器、长寿命高灵敏电极、中阶梯光栅、高精度电子引伸计等关键零部件进行攻关,提高仪器整机的稳定性和可靠性。同时开发针对不同应用领域的谱图和数据库。
功能安全技术及安全仪表:功能安全技术及安全仪表是国际上最近发展的新技术,目的是防止工业设施产生异常事故,以致危及人身与设备的安全。这项技术及相关仪表产品已经获得用户的广泛关注。我国大型石化工程建设项目已经规定必须事先进行功能安全的评估。我国工业设施突发事故发生比较频繁,研究安全仪表技术有很重要的意义。这一领域重点发展的产品包括:达到整体安全等级SIL3的控制系统、温度变送器、压力/压差变送器、电动执行机构/阀门定位器的开发与应用,同时也包括安全仪表系统评估技术方法研究和评估工具的开发。
仪器仪表重点技术突破闯关
现代工业仪器仪表的发展,不但取决于产品技术水平,而且涉及工程应用技术。近年来,不少测控设备生产企业以及火电、石化、冶金等应用部门的科技型企业和工程公司在应用软件开发和系统集成技术等方面有了相当进展,通过承担国外控制系统和产品的工程应用,掌握了一批大型工程和装置的自控应用技术。但随着国外现场总线、SOLUTION、MIV、EPC等技术和工程总成方式的发展,我国自控系统及现场仪表进入大型工程的困难将进一步增加。我国自动化控制系统及现场仪表和关键精密测试仪器,与国际水平总体上仍有10~15年的差距。我国仪器仪表技术突破需迈八大关。
突破一:提高产品可靠性。现代工业仪器仪表的总体特征是高可靠性、高性能、高适用性,我国企业的大部分产品与国外产品的差距也正是在这方面。例如,我国自行研发的分散型控制系统(DCS)和电磁流量计,这些产品的基本性能和功能已接近国际水平,但在可靠性和工程应用能力等方面尚有一定差距。
突破二:提高数字化、智能化、集成化水平。现代工业仪器仪表的技术特点和趋势是数字化、智能化、网络化和集成化,而我国产品一般常规品种居多,智能型产品刚刚起步。以核电控制系统及仪表集成为例,由于基础较弱,进入数字控制技术时代以后,差距更大。
突破三:提高高新技术。国外的智能执行器已采用变频调速、新型电机、低工耗、微型压电陶瓷I/P转换器、蓝牙通信技术、智能化和现场总线等新技术,而国内才开始起步。
突破四:产品精密度更精密。以质量流量计为例,国外的测量精度分为4个档次,精度最高并能测量气体的为0.1级,最普遍的为0.15级,而国内目前只能达到经济型的0.2级和适用型的0.5级。再如我国在加油站的计量仪表一般是..5%的精度,但是国外30万吨的油轮到我国交货的精确度要到0.1%。
突破五:丰富品种规格。以高精度智能压力/差压变送器为例,国产变送器在测量基准量程上缺少1kPa以下微低压、800kPa以上高差压量程、16MPa以上高静压、耐腐蚀等规格的产品,因此有些工程或系统应用的特殊要求不能满足。
突破六:提高自动化程度。例如高性能光电直读光谱仪,国外仪器真空度由电脑实时监控,而国产仪器在许多方面依旧需要人工操作。
突破七:扩大高档产品占有率。目前我国高档产品少,甚至是空白。以原子吸收分光光度计为例,国外已有塞曼背景校正技术的高档仪器,国内至今尚未研制,高端需要主要依赖进口。
突破八:提高市场占有率。以可编程控制器(PLC)为例,目前中国PLC市场95%以上被国外产品占领。欧美产品在大中型PLC领域占有绝对优势,日本产品在小型PLC领域占有优势,韩国和中国台湾的产品也有一定的市场份额。中国本土自主品牌PLC的市场影响非常小,很难形成规模经济。而仪器仪表市场也是如上所述。
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