亚洲工业工程控制仪器仪表及实验分析技术展

2006年10月27日 8:57 来源：仪器仪表资讯网 网友评论 0 条 进入论坛 经过几十年来，特别是近十年来的建设与发展，我国仪器仪表已经初步形成产品门类品种比较齐全，具有一定生产规模和开发能力的产业体系，成为亚洲除日本以外第二大仪器仪表生产国。 据不完全统计，年产值低于500万元的企业未列入统计，部分军工企业和产品未列入统计，2003年我国仪器仪表生产企业总数2232个，工业总产值970亿元，销售收入921亿元；包括医疗仪器，工业总产值和销售收入均突破1000亿元。其中，工业自动化仪表与控制系统企业总数620个，工业总产值285亿元，销售收入282亿元；分别占仪器仪表全行业28％、28.5％和29％。科学仪器企业总数525个，工业总产值263亿元，销售收入251亿元，各项数据大约都占全行业25％左右。电子与电工测量仪器企业总数285个，工业总产值148亿元，销售收入147亿元，分别占全行业13％、14％和14.6％。其他各类仪器仪表企业总数、工业总产值和销售收占全行业不足34％。 “九五”以来，尤其是近3年来，我国仪器仪表发展很快，形势很好，主要体现在以下几个方面。 1、仪器仪表行业工业总产值和销售收入年平均增长率超过12％，2003年同比2002年增长率达到26.2％和25.4％。据对国内30余家分析仪器厂家统计表明，2002年销售总额约10.4亿元，2003年销售总额增长40％，预计2004年还将继续增长40％，达到20亿元。 2、一批技术先进的具有国际竞争力的产品不断涌现。特别是国产工业控制系统DCS水平显著提高，已经承接30万千瓦发电机组60套，一半投入运行良好，并在60万千瓦发电机组新建工程国际招标中标，充分具备了国际竞争能力。横河川仪公司生产的中高档压力/差压变送器年产量突破7万台，进入世界前10名。科学仪器中，一批具有自主知识产权的成果如微波等离子体炬光谱议、微型电动色谱系统、毛细管电泳—电化学发光检测仪等，正在跨入国际先进行列。 3、仪器仪表产品进出口贸易迅速增长，2003年进出口总额达121亿美元，出口29.5亿美元，同比2002年增长52.6％。出口产品中已经包含有技术含量较高的工业控制系统和精密科学仪器。2002年我国出口的物理和化学分析用仪器总值为0.32亿美圆，仅为美国出口的1％，而2003年该仪器出口总值跃升为1.25亿美圆，年增长291％，达到美国出口的3.3％。中低端数字万用表出口占据世界市场60％份额，出口国家不只限定亚洲、非洲、许多产品已经进入欧美市场。 4、我国仪器仪表企业体制发生了巨大的变化，三资企业的迅速发展和民营企业的很快崛起，已经成为仪器仪表产业的主体。2003年，三资企业销售收入占全行业40％以上，利润占全行业53.6％，民营企业紧随其后，而且加大了投资力度，如正泰集团投资1亿元进入工业自动化仪表行业，时代集团兼并了全国最大的试验机企业济南试金集团。浙江中控技术（集团）公司、上海新华控制技术公司和北京和利时系统工程公司3家民营企业已经发展成为我国最有实力的工业控制系统公司，年销售收入均超过5亿元，而且发展势头很好。 应当清醒地看到，虽然我国仪器仪表产业有了较大的发展，但还远远不能满足国民经济、科学研究、国防建设以及社会发展等各个方面日益增长的迫切需求。

当今，仪器仪表与测量控制发展的趋势是：面对产品的稳定性、可靠性和适应性要求不断提高；技术指标和功能不断提高；最先采用新的科学研究成果；高新技术大量采用；仪器及测控单元微小型化、智能化日趋明显；要求仪器及测控单元可独立使用、嵌入式使用和联网使用；仪器测控范围向立体化、全球化扩展；测控功能向系统化、网络化发展；便携式、手持式以至个性化仪器大量发展。 技术特点是：综合各种新技术，在研究仪器仪表相关类型传感器、元器件和材料及技术的基础上，创新开发新的微弱信号敏感、传感、检测、融合技术,物质原子、分子级检测技术，复杂组成样品的联用分析技术，生命科学的原位、在位、实时、在线、高灵敏度、高通量、高选择性检测技术，创建各类新型检测仪器仪表；结合系统论、控制论的发展，在开发工业自动化测控的在线分析和控制、原位分析及控制、高可靠性、高性能和高适应性等技术的基础上，创新发展工业自动化仪表与控制系统；结合生命科学、人体科学的发展，在开发医疗诊治的健康状况监测、早期诊治、无损诊断、无创和低创直视诊疗、精确定位治疗技术的基础上发展医疗仪器；同时跟踪新学科领域和各类应用领域的发展，开发各种专用、快捷、自动化检测和计量技术及专用仪器仪表。 工业自动化仪表与控制系统和科学仪器，在产值和市场两个方面都占据着仪器仪表与测量控制总体的一半，是仪器仪表与测量控制体系的两大支柱。由于发言时间有限，下面就让我们把主要的注意力放在这两类仪器未来的发展上。 工业自动化仪表与控制系统未来发展的关注点应当是： 1、自动化仪表与企业的信息化 自动化仪表技术包括信息采集、处理和应用。“企业信息化”实际上是企业信息的集成和整合。为此，必须用自动化和系统的信息模型“简化”、“规则”和“抽象”信息，以便最有效地利用信息。这是自动化仪表领域的一项基础工作，也是统一信息表达的重要手段。 2、自动化仪表工程项目全局信息和全生命周期信息的整合 这是实现自动化仪表系统的全面可互操作。可互操作是分层次的，实现需要一个漫长的过程。近年来IEC62424标准的出版，InTools工具软件功能的扩充以及控制系统与现场仪表层各项可互操作标准的推出是发展中一个重要标志点。 3、功能安全 近年来功能安全的重要发展是，大量经过功能安全认证的仪表推向市场。为了争取竞争中有利地位，几乎所有仪表制造商都会开展功能安全的研究。4、系统维护与仪表诊断 系统维护与仪表诊断越来越受到用户、制造商和研究者各方的关注。 它分为四个层次，生产流程的诊断、生产装备的诊断,自动化控制系统的诊断和现场仪表的诊断。 生产流程的诊断原则上不属于自动化仪表范畴，但是诊断信息的交换涉及自动化仪表系统。针对生产装备的监控，诊断仪表系统已经推出了新产品。自动控制系统的诊断通常是控制系统中设备管理软件的一个模块或一种功能，负责控制系统自身以及现场仪表的实时诊断和预测性维护。现场仪表的诊断难度较大，维护周期由智能仪表的损耗情况或固定时间确定。 5、无线通信 工业无线通信技术的快速发展是自动化仪表领域显著的亮点，它的特征是：技术方案多样化，参与者迅速增加,成立了专业组织。推出多种无线演示系统、测量仪表样机，将成为全球主要自动化仪表展览的热点。 6、控制网络 未来几年网络控测和网络仪表是自动化仪表发展的重点，发展方向是大幅提高速度、简化安装和调试的复杂性、扩展无线功能以及发展网络技术。 7、标准化 标准化在自动化仪表发展历史上发挥过重要作用，未来还会对我国仪表产品追赶世界水平发挥重大作用。在新经济时代，有大量信息接口标准的需求，它的共同特点就是在相同的技术水平上可以有很多种标准化方案。现在对高技术新产品可以先制定标准，完全改变了标准化的理念。科学仪器未来发展应当关注以下几个方面： 1、分析仪器 光学捕获（Opticaltrapping）是一种新型的光学微操作技术。它将一束光用高数值孔径的物镜聚焦成微米级的光斑，形成梯度来实现对微小粒子的捕获和移动。这项技术被广泛应用于各种微观领域的研究。 微型色谱仪将会得到很快的发展。C2V公司已经推出了世界上最小最快的手持式气相色谱仪，主机大小仅124×84×60mm，所含柱模块大小为60×100×12.5mm，可在10-30秒内完成天然气主要成份的全分析。 NMR的微型化近年来已经取得重大进展，瑞士Neuchatel大学开发成功一种高质量因子可供微流控芯片NMR全分析系统使用的射频平面微线圈，所需样品量仅为1-100纳升，并可在几秒内获得所需的信噪比。NMR微型化应当是值得关注的发展方向。 光频光梳光谱法（Opticalfrequencycombspectroscopy）是最新发展起来的另一种重要的仪器技术，采用这种技术可以在极短的时间内以很高的灵敏度检测许多不同的气体，将在临床诊断领域发挥重要作用。 2、精密检测仪器 当今时代已经进入分子、原子分析检测新阶段，微纳科技的发展直接推动了精密检测仪器的快速发展。值得特别关注是MEMS/NEMS（微电机系统/纳机电系统）测试仪器,以扫描隧道显微镜和原子力显微镜为代表的扫描探针显微镜,以及基于STM/AFM的基本原理新发展起来一系列SPM,如磁力显微镜、静电力显微镜等这些仪器的新发展。 3、光子成像仪器 一个以光子学与生命科学相互融合的新学科——生物医学光子学随着激光、电子、光谱、显微及光纤等技术的发展而迅速成长起来，应运而生出现了不少新型科学仪器。应用这些仪器不但丰富了人们对于光与生物组织体相互作用机理的认识，而且促进了各种新的生物研究仪器和医学诊断仪器的发明。光子成像技术主要包括漫射光层析成像、荧光成像、相干层析成像、光声成像等。光学相干层像（OCT）结合了共焦显微术和低相干光的外差探测技术，它是一种在一维光学低相干反射测量技术的基础上扩展而来的二维或三维成像技术。 4、光谱分析仪器 过去，光谱分析仪器主要应用在基础学科研究和矿物分析、产品质量监控等领域。值得关注一个新的发展动向是，由于人类生存和发展一些迫切的需求，同时计算机软硬件、微电子、计算数学、微型器件发展提供的新技术成果，使得光谱技术和仪器向生物、环境、医疗等领域快速拓展，无论理论研究、技术开发和仪器创新都有了明显的发展，今后还将更快发展。现在社会的测试仪器很多，但是我们需要针对作用去选择。土豆：又是你又是你，在结尾附带广告，以后不要这样了！！！！！！！

从煤炭化验仪器科学与技术学科领域组成部分相互关系、共性问题以及我国国民经济、科学研究、国防建设、社会发展全局进行战略研究，建议学科领域科技研究方向为：新型传感器及信息获取技术;与国家重点工程相配套的过程控制系统和测控装备及其系统集成技术;精确制造中的测量控制技术及仪器仪表;微分析仪器及其关键技术;数字化医疗仪器及其关键技术;基于量子物理的计量标准系统。 1.新型传感器及信息获取、传感技术 2.传感技术不仅是检测的基础，它也是控制的基础。这不仅是因为控制必须以检测输入的信息为基础;并且是犹豫控制达到的精度和状态，必需感知，否则不明确控制效果的控制仍然是盲目的。 信息获取、传感技术是仪器科学与技术学科的基础技术;新型传感器是发展高水平测量控制仪器仪表的基础。传感技术已成为制约测量控制仪器仪表发展的瓶颈。 新型传感器及信息获取、传感技术主要是对客观世界有用信息的检测，它包括有用呗测量敏感技术、涉及各学科工作原理、遥感遥控、新材料等技术、信息融合技术;传感器制造技术等。信息融合技术设计传感器分布、微弱信号提取(增强)、传感信息融合、成像等技术、传感器制造技术涉及微加工、生物芯片、新工艺等技术。 3.与国家重点工程相配套的过程控制系统和测控装备及其系统集成技术 工业发达国家高新技术仪器仪表产品品种约占总品种的75%，而国内还不到20%。工业自动化仪表和控制系统的仪表品种国内满足率，一般性工程项目达80%，大型工程项目还不到50%，主要缺少智能化和高精度、高可靠性、大量程、耐腐蚀、全密封、防爆等有特殊要求的自动化仪表品种。 与国家重点工程相配套的过程控制系统和测控装备主要解决智能化和高精度、高可靠性、大量程、耐腐蚀、全密封、防爆等有特殊要求的自动化仪表品种。主要包括符合现场要求的各类传感器及检测仪表，实时流程分析仪器及在线分析技术，新型现场控制系统，e网控制系统，以工业控制计算机、可编程控制为基础的开放式控制系统及先进控制技术，特种测控装备和测控技术，系统成套集成技术等。 系统集成技术直接影响测量控制仪器仪表的应用广度和水平，特别是对大工程、大系统、大型装置的自动化程度和效益有决定性影响，它是系统级层次上的信息融合控制技术没包括系统的需求分析和建模技术、物理层装置技术、系统各部分信息通信转换技术、应用层控制策略实时技术等。在操作人员为多种不同岗位的操作群体情况下，还应包括各近最佳方式监控智能化工具、装备、系统以达到既定目标的技术，是直接涉及测控系统效益发挥的技术，是从信息技术向知识经济技术发展的关键。智能控制技术可以说是测控系统中最重要和最关键的软件资源。 从目前发展趋势看，在企业信息化ERS/MES/PCS三级节后的计算机测控系统中，软件的价格已超过硬件的3倍。而有关石化、冶金、电力、制药行业中自动化测控系统的先进控制软件价格就超过系统硬件价格。智能控制技术包括仿人的特征提取技术、目标自动化辨识技术、知识的自学习技术、环境的自适应技术、最佳决策技术等。