核心提示：suiranzidonghuayibiaoxinchanpindetuichusudujianhuan，danshizidonghuayibiaodejishufazhanshichixubuduande，yibiaozhizaoshangjinliangnianxinjishufazhanjijixingbugao

，danyibiaoyonghufazhanzidonghuajishudejijixingyuelaiyuegao。zuijin
，zaixinxijishuderongru、儀表安全技術、無wu線xian通tong信xin技ji術shu等deng各ge方fang麵mian都dou有you令ling人ren矚zhu目mu的de發fa展zhan。另ling外wai國guo外wai新xin產chan品pin推tui出chu的de減jian速su，為wei我wo國guo儀yi表biao的de發fa展zhan帶dai來lai了le機ji遇yu。國guo內nei儀yi表biao近jin兩liang年nian繼ji續xu健jian康kang發fa展zhan，行xing業ye的de總zong體ti趨qu勢shi與yu《2006-2007儀器科學與技術學科發展報告》的介紹未發生大的變化，因此也可以認為本報告是它的補充。

   一
、自動化儀表與控製係統的基本現狀

　　進入21shiji，woguozhizaoyedegaosufazhan
，ladongleduizidonghuayibiaoyukongzhixitongdexuqiu
，woguoxinshangdedaxingxiangmusuoyongzidonghuayibiaohekongzhixitongdexianjinchengduyijingchuyushijielingxianshuiping。dangqianchuantongzhizaoyezaifadaguojiayijingguolehuihuangqi，yuzhipeitaodezidonghuayibiaoziranjiuzengchanghuanman。zidonghuayibiaofazhanderedianzaixinxingshichangdejiagewenticonglianggefangmianjiajiyibiaozhizaoshang
，yishixinxingshichangdeyonghuduichanpinjiageminganduhengao；二是在那裏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製新型儀表。

　　近10年自動化儀表技術發展的重要領域——xianchangzongxianjishudefazhansuiranqudelexianzhuchengjiu，danshizaiyingyongfangmiandatishanghaichuzaitidaimonichuanshuxiandejieduan。shijishangxianchangzongxianbujinjinshixinhaozhishidegaibian，tashiweikongzhijishudexinxihuatigongjichude。yonghuduixitongdicengxinxihua（控製
、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麵的潛力開始被挖掘出來


，顯現了極富發展前景的勢頭。

　　但是基於現場總線技術的網絡化控製和分布式隻智能技術，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複雜控製和快速響應方麵有時還不如傳統儀表：持續多年的現場總線之爭至今在製造商中沒有贏家，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ISA EXPO

、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


，獲獎產品變化不多。自動化儀表今年發展的重點在儀表的應用方麵。

　　這種發展趨勢的變化是很自然的，數字化
、智能化儀表和係統經過近10年的告訴發展，在應用方麵積累了一些問題
，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）數字儀表和係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製係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）儀表和係統的故障診斷以及故障診斷信息的可互操作問題等.　　 

　　上shang述shu問wen題ti都dou是shi由you於yu數shu字zi化hua和he網wang絡luo化hua而er產chan生sheng的de，並bing不bu是shi現xian有you技ji術shu無wu法fa解jie決jue這zhe些xie問wen題ti，隻zhi是shi可ke選xuan的de解jie決jue方fang案an太tai多duo
，而er統tong一yi的de解jie決jue方fang案an才cai是shi最zui有you效xiao的de。而er如ru何he統tong一yi是shi當dang前qian正zheng在zai研yan究jiu的de。　   

　　suiranzidonghuayibiaoxinchanpindetuichusudujianhuan
，danshizidonghuayibiaodejishufazhanshichixubuduande
，yibiaozhizaoshangjinliangnianxinjishufazhanjijixingbugao，danyibiaoyonghufazhanzidonghuajishudejijixingyuelaiyuegao。zuijin，zaixinxijishuderongru
、儀表安全技術、無wu線xian通tong信xin技ji術shu等deng各ge方fang麵mian都dou有you令ling人ren矚zhu目mu的de發fa展zhan。另ling外wai國guo外wai新xin產chan品pin推tui出chu的de減jian速su，為wei我wo國guo儀yi表biao的de發fa展zhan帶dai來lai了le機ji遇yu。國guo內nei儀yi表biao近jin兩liang年nian繼ji續xu健jian康kang發fa展zhan，行xing業ye的de總zong體ti趨qu勢shi與yu《2006-2007儀器科學與技術學科發展報告》的介紹未發生大的變化
，因此也可以認為本報告是它的補充。　 

　　ISA EXPO2008的6大關注點是：信息安全、過程自動化、環境和質量控製、無線與網絡通信、企業集成。實際上包括我國的Miconixzhanzaineidequanqiugezhuyaoyibiaozhanlan，jinliangniandezhutiyezaizhezhinei。keyishuozhegeliugefangmianfanyinglejinliangnianzidonghuayibiaolingyudezhuyaofazhandongxiang。liugefangmianzhongxinxianquan、過程自動化和環境控製主要是由自動化儀表領域外的技術推動的，本報告的一下部分不將其作為重點。

　　中國投資谘詢網的《2009-2012年中國儀器儀表行業投資分析及前景預測報告》，在簡介中對國內儀器儀表的論述也恰如其分地表達了國內自動化儀表領域發展的不足，其論述是這樣的：“雖然中國儀器儀表工業有了一定的發展，但遠遠不能滿足國民經濟
、科學研究、國防建設以及社會生活等各個方麵日益增長的迫切需求。中國儀器儀表產品，絕大部分屬於中低檔技術水平，而且可靠性、穩(wen)定(ding)性(xing)等(deng)關(guan)鍵(jian)性(xing)指(zhi)標(biao)尚(shang)未(wei)全(quan)部(bu)達(da)到(dao)要(yao)求(qiu)。因(yin)此(ci)中(zhong)國(guo)需(xu)做(zuo)長(chang)期(qi)規(gui)劃(hua)，將(jiang)振(zhen)興(xing)測(ce)量(liang)控(kong)製(zhi)與(yu)儀(yi)器(qi)儀(yi)表(biao)行(xing)業(ye)作(zuo)為(wei)一(yi)個(ge)係(xi)統(tong)工(gong)程(cheng)
，從(cong)影(ying)響(xiang)測(ce)量(liang)控(kong)製(zhi)與(yu)儀(yi)器(qi)儀(yi)表(biao)業(ye)的(de)各(ge)主(zhu)要(yao)方(fang)麵(mian)，包(bao)括(kuo)政(zheng)府(fu)
、企業、社會環境、科研和教育機構等方麵製定協調一致的戰略措施並認真貫徹執行。”　　 

　　二、自動化儀表與控製係統的發展趨勢

　　（一）自動化儀表與企業的信息化

　　信息技術的發展給自動化儀表帶來兩方麵的影響：一方麵信息技術與自動化儀表爭奪人才

，在IT發展的高潮，許多有經驗的儀表工作者轉向IT行業
，這也是近年儀表產品推出減緩的原因之一；另一方麵自動化儀表借用了TI行業一些成熟的技術和產品
，加快了信息的步伐。

　　信息化是當前時代發展的趨勢，自動化儀表技術包括了信息采集、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實際上時信息技術的一個重要分支。所謂“企業集成”實際上是企業的信息集成和整合

，所謂“信息爆炸”實shi際ji上shang時shi獲huo得de信xin息xi超chao過guo了le處chu理li和he應ying用yong的de能neng力li，而er為wei得de到dao的de應ying用yong的de一yi大da障zhang礙ai是shi信xin息xi表biao達da的de統tong一yi性xing不bu夠gou。如ru何he提ti高gao處chu理li和he應ying用yong信xin息xi的de能neng力li是shi當dang前qian的de主zhu題ti。

　　信息化需要將現實世界的實體事物（包括原料、設備
、產品、控製係統、儀表等）
，生產流程（包括製造方法、工藝等）。企業的管理（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
，然後由計算機進行運算和處理，最後將處理的結果再反作用到現實世界。

　　信息化的前提是將現實世界以及現實世界事物之間的關係轉化為0和1
，不能做到這一步信息化是不可能實現的。做到這一步就是對現實世界建立信息模型。

　　信息模型是用一組簡化的信息。按一定規則對事物所做的抽象描述。

　　信息模型定義包括了簡化
、規gui則ze和he抽chou象xiang三san要yao素su，這zhe三san要yao素su的de多duo樣yang性xing決jue定ding了le可ke能neng的de信xin息xi模mo型xing的de多duo樣yang化hua
，建jian立li信xin息xi模mo型xing的de過guo程cheng包bao括kuo了le克ke服fu多duo樣yang性xing

，實shi現xian統tong一yi性xing的de任ren務wu。自zi動dong化hua儀yi表biao和he係xi統tong信xin息xi模mo型xing的de目mu標biao是shi：以毫不含糊的方式描述信息，以方便交換為基本定位，最終實現廣泛的可互操作性。

　　2006年9月，在德國柏林的IEC100周年慶活動的自動化論壇上
，IFAC專家Diedrich教授作了題為《自動化工廠的信息模型》的報告，介紹不同的控製層次，不同的生產階段的不同信息類型
、不同信息處理技術和工具。

　　建立信息模型的工作是自動化儀表領域的一項基本工作，也是統一信息表達的隻能給藥手段
，主要內容包括：1.建立描述事物的規則；2.按照規則對所設計大量食物進行描述
，建立模型庫。

　　建立描述事物的規則是一項繁雜的研究工作
，因為隨著文化背景的不同、宗教信仰的不同
、描述事物側重的不同、詳細程度的不同，描述的方案有很多種，我們需要的是在當前信息處理能力相適應的、能被公眾廣泛接受的方案，這種方案最終往往以國際標準的形式出現。近兩年在製定這類國際標準方麵取得明顯的進展。

　　描述事物的規則按對象的屬性可簡化分為3類：

　　（1）描述事物的信息模型。如描述生產原料、元件、控製係統儀生產用裝置、設備、生產過程的狀態、中間和最終產品內容的信息模型
，這種類型的模型要把對象的基本屬性描述出來，典型代表是IEC361987工業過程測量與控製過程設備目錄中的數據結構和元素係列標準和IEC61360與電子元件分類方案相關的標準數據元素類型係列標準。

　　（2）描述事物之間關係（尤其是定量關係）的模型。信息化的重要作用是對事物進行優化，優化的條件是了解事物之間的（定量）關(guan)係(xi)。這(zhe)種(zhong)模(mo)型(xing)常(chang)常(chang)以(yi)數(shu)學(xue)模(mo)型(xing)的(de)形(xing)式(shi)出(chu)現(xian)。這(zhe)類(lei)模(mo)型(xing)往(wang)往(wang)針(zhen)對(dui)性(xing)很(hen)強(qiang)，難(nan)以(yi)建(jian)立(li)統(tong)一(yi)的(de)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)的(de)模(mo)型(xing)，因(yin)此(ci)較(jiao)少(shao)以(yi)國(guo)際(ji)標(biao)準(zhun)的(de)形(xing)式(shi)出(chu)現(xian)。

　　（3）描述對象過程信息模型。如生產過程
、管理過程
，典型代表是IEC62264企業係統集成係列標準。

　　在(zai)建(jian)立(li)自(zi)動(dong)化(hua)儀(yi)表(biao)及(ji)應(ying)用(yong)的(de)信(xin)息(xi)模(mo)型(xing)方(fang)麵(mian)，我(wo)國(guo)高(gao)校(xiao)和(he)研(yan)究(jiu)機(ji)構(gou)早(zao)有(you)研(yan)究(jiu)。但(dan)並(bing)沒(mei)有(you)將(jiang)這(zhe)項(xiang)工(gong)作(zuo)定(ding)位(wei)信(xin)息(xi)化(hua)促(cu)進(jin)工(gong)業(ye)化(hua)的(de)重(zhong)要(yao)基(ji)礎(chu)
，一(yi)直(zhi)缺(que)乏(fa)國(guo)家(jia)或(huo)行(xing)業(ye)層(ceng)麵(mian)，全(quan)麵(mian)係(xi)統(tong)規(gui)劃(hua)和(he)大(da)規(gui)模(mo)的(de)工(gong)作(zuo)。

　　我國TC159全國工業自動化係統與集成標準化技術委員會和TC124全quan國guo工gong業ye過guo程cheng測ce量liang和he控kong製zhi標biao準zhun化hua技ji術shu委wei員yuan會hui在zai跟gen蹤zong和he采cai用yong國guo際ji標biao準zhun方fang麵mian做zuo了le不bu少shao工gong作zuo，除chu派pai出chu專zhuan家jia加jia入ru國guo際ji標biao準zhun的de工gong作zuo組zu直zhi接jie參can加jia國guo際ji標biao準zhun的de指zhi定ding外wai，還hai及ji時shi地di將jiang重zhong要yao信xin息xi模mo型xing標biao準zhun轉zhuan化hua為wei國guo家jia標biao準zhun。有you了le這zhe些xie建jian立li信xin息xi模mo型xing的de方fang法fa標biao準zhun，後hou麵mian需xu要yao做zuo的de工gong作zuo室shi：宣傳、貫徹、學習這些手法，用這些方法建立各認可的具有可互操作性的信息庫，應用這些信息庫服務於企業的自動化。

　　由you於yu信xin息xi模mo型xing對dui於yu國guo內nei企qi業ye和he工gong程cheng師shi還hai是shi新xin事shi物wu

，上shang述shu這zhe些xie工gong作zuo在zai初chu期qi還hai相xiang當dang複fu雜za，最zui重zhong要yao的de是shi我wo國guo製zhi造zao企qi業ye較jiao少shao主zhu動dong提ti出chu信xin息xi化hua的de需xu求qiu，因yin此ci我wo國guo在zai這zhe方fang麵mian相xiang對dui較jiao落luo後hou
，迫po切qie需xu要yao引yin起qi重zhong視shi。

　　（二）自動化儀表工程項目全局信息和全生命周期信息的整合

　　quanjuhequanshengmingzhouqidexinxihuazhengheshijishangshizidonghuayibiaoxitongdequanmiankehucaozuoxing。kehucaozuoxingshifencengcide，zuijibendeshiguochengkongzhijidehucaozuo

，jikongzhixitongyuxianchangyibiaobiaocengmiandekehucaozuo
，xiangshangyicengshikongzhixitongweihuyushengchanshebeizhenduanxinxidekehucaozuo，zaigaoyicengshiqiyeguanlixinxidekehucaozuo。quanjuxinxihuazhenghezhishaoyaoshixianquanjuxinxidekehucaozuo。

　　不同層級實現可互操作的技術和方法是不完全一樣的。在控製係統與現場儀表層主要技術史：功夫塊、EDDL（電子設備描述語言）
、FDT/DTM（現場設備工具/設備類型管理器）
、OPC UA（原 Ole for Process Control，過程控製控製用對象鏈接和嵌入：現Openness
，Productivity&Collaboration,開放、生產率和協作
；企業管理層則部分借助於MES（製造執行係統）技術。全局信息整合至少要使企業各層之間的信息交換無障礙。

　　自動化係統工程師項目從論證一直到建成投產運行
、目(mu)後(hou)大(da)修(xiu)維(wei)護(hu)，整(zheng)個(ge)過(guo)程(cheng)的(de)每(mei)個(ge)階(jie)段(duan)會(hui)產(chan)生(sheng)許(xu)多(duo)技(ji)術(shu)文(wen)件(jian)，各(ge)階(jie)段(duan)的(de)文(wen)件(jian)又(you)有(you)很(hen)強(qiang)的(de)關(guan)聯(lian)，而(er)且(qie)這(zhe)些(xie)文(wen)檔(dang)現(xian)在(zai)都(dou)以(yi)二(er)進(jin)製(zhi)形(xing)式(shi)存(cun)在(zai)計(ji)算(suan)機(ji)裏(li)。塗(tu)過(guo)各(ge)階(jie)段(duan)采(cai)用(yong)統(tong)一(yi)的(de)信(xin)息(xi)模(mo)型(xing)，那(na)麼(me)下(xia)階(jie)段(duan)的(de)文(wen)件(jian)相(xiang)對(dui)上(shang)階(jie)段(duan)就(jiu)可(ke)以(yi)有(you)很(hen)好(hao)的(de)繼(ji)承(cheng)性(xing)。例(li)如(ru)

，在(zai)項(xiang)目(mu)的(de)工(gong)程(cheng)設(she)計(ji)階(jie)段(duan)就(jiu)會(hui)編(bian)製(zhi)控(kong)製(zhi)邏(luo)輯(ji)配(pei)置(zhi)圖(tu)，如(ru)果(guo)使(shi)用(yong)了(le)統(tong)一(yi)的(de)信(xin)息(xi)模(mo)型(xing)
，那(na)麼(me)到(dao)開(kai)車(che)調(tiao)試(shi)階(jie)段(duan)就(jiu)可(ke)以(yi)直(zhi)接(jie)用(yong)這(zhe)個(ge)圖(tu)對(dui)係(xi)統(tong)進(jin)行(xing)組(zu)態(tai)。全(quan)生(sheng)命(ming)周(zhou)期(qi)信(xin)息(xi)整(zheng)合(he)就(jiu)是(shi)要(yao)實(shi)現(xian)係(xi)統(tong)各(ge)生(sheng)麵(mian)階(jie)段(duan)之(zhi)間(jian)可(ke)互(hu)操(cao)作(zuo)

，這(zhe)樣(yang)的(de)信(xin)息(xi)化(hua)整(zheng)合(he)方(fang)案(an)是(shi)由(you)儀(yi)表(biao)的(de)用(yong)戶(hu)提(ti)供(gong)的(de)。儀(yi)表(biao)的(de)用(yong)戶(hu)企(qi)業(ye)由(you)於(yu)貼(tie)近(jin)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)，貼(tie)近(jin)應(ying)用(yong)，一(yi)些(xie)用(yong)戶(hu)組(zu)織(zhi)對(dui)自(zi)動(dong)化(hua)儀(yi)表(biao)的(de)應(ying)用(yong)提(ti)出(chu)許(xu)多(duo)要(yao)求(qiu)，製(zhi)訂(ding)了(le)一(yi)些(xie)團(tuan)體(ti)標(biao)準(zhun)。現(xian)在(zai)他(ta)們(men)逐(zhu)步(bu)地(di)將(jiang)這(zhe)些(xie)團(tuan)體(ti)標(biao)準(zhun)轉(zhuan)化(hua)為(wei)國(guo)家(jia)標(biao)、歐洲標準或國際標準

，如IEC61242過程控製工程的表示方法——對P&I圖和P&ID工具與PCE-CAE工具之間數據交換的要求和IEC61987的若幹部分（P&I，管線工程與儀表裝置；P&ID
，管線工程和儀表裝置係統圖；PCE，過程控製工程；CAE，計算機輔助工程）。

　　自動化儀表工程項目全局
、全生命周期的信息化整合式一個漫長的過程，近兩年IEC62424標準的推出是發展中的一個重要標誌。

　　我國一直有研究機構在跟蹤全局
、全生命周期的信息化整合技術的發展方向，當有關標準文件由技術團體提交國際標準化組織
，TC124會很快安排專家加入起草工作組，這種跟蹤已經持續多年了。同時TC124還及時將出版的國際標準轉化為國家標準。

　　全生命周期的信息化整合的概念對我國工程師還比較新，雖然一些工程項目中用了可以進行全生命周期的信息化整合的工具軟件InTools，但人們還隻是將它置於某個生命階段。

　　我(wo)國(guo)對(dui)自(zi)動(dong)化(hua)儀(yi)表(biao)在(zai)係(xi)統(tong)運(yun)行(xing)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)信(xin)息(xi)整(zheng)合(he)做(zuo)的(de)很(hen)不(bu)夠(gou)，及(ji)時(shi)用(yong)了(le)現(xian)場(chang)總(zong)線(xian)智(zhi)能(neng)儀(yi)表(biao)

，數(shu)據(ju)通(tong)信(xin)業(ye)僅(jin)僅(jin)起(qi)替(ti)代(dai)傳(chuan)遞(di)的(de)功(gong)能(neng)。產(chan)生(sheng)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)的(de)原(yuan)因(yin)，一(yi)方(fang)麵(mian)是(shi)我(wo)國(guo)用(yong)戶(hu)對(dui)企(qi)業(ye)信(xin)息(xi)化(hua)的(de)需(xu)求(qiu)並(bing)不(bu)迫(po)切(qie)；另一方麵我們缺乏符合我國各行業實際情況的、有(you)效(xiao)的(de)信(xin)息(xi)化(hua)整(zheng)合(he)軟(ruan)件(jian)。自(zi)動(dong)化(hua)儀(yi)表(biao)工(gong)作(zuo)者(zhe)對(dui)信(xin)息(xi)化(hua)可(ke)以(yi)做(zuo)什(shen)麼(me)了(le)解(jie)不(bu)夠(gou)，而(er)用(yong)戶(hu)對(dui)信(xin)息(xi)化(hua)有(you)什(shen)麼(me)好(hao)處(chu)不(bu)清(qing)楚(chu)，對(dui)怎(zen)麼(me)做(zuo)更(geng)提(ti)不(bu)出(chu)要(yao)求(qiu)。這(zhe)些(xie)因(yin)素(su)影(ying)響(xiang)了(le)信(xin)息(xi)化(hua)整(zheng)合(he)技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展(zhan).

　　有人認為以數字化、網絡化為代表的智能儀表發展有三個階段：第一階段是數字化現場總線智能儀表替代模擬儀表，重點是發揮節省安裝費用、提高儀表性能的作用
；第二階段是工程和儀表的全局信息和全生生命周期信息的整合
，實現信息化，重點是提高項目工程的管理水平和運行效益；第三階段是以無線通信儀表為重要特征，實現所謂“無所不在的測量、無所不在的網絡
、無所不在的計算”，實現真正的網絡化控製，重點是全麵提高企業的效益。三階段的目標相當遠大，可以說是整個21世紀自動化儀表的目標。目前我國第一階段的工作已經全麵展開，第二階段的工作開始啟動
，第三階段的工作正在探索。

　　（三）功能安全  

　　安全是一個非常廣泛的主題，在自動化儀表領域今年主要關注功能安全方麵。IEC61508電氣/電子/科編程電子安全相關係統的功能安全係列國際標準早在1998年就開始陸續出版，2003年又出版了IEC61511過程儀表安全係統的功能安全係列國際標準。我國近兩年出版了等同采用這些國際標準的係列國家標準GB/T20438電氣/電子/科編程電子安全相關係統的功能安全和GB/T21109過程儀表安全係統的功能安全。

　　近兩年功能安全的重要發展是：jiangdaliangjingguogongnenganquanrenzhengdeyibiaotuixiangshichang。zheduiyibiaodeshichangyouhendayingxiang，yincigongnenganquanyibiaobingbuzhishiyongzaiyouanquanyaoqiudexitongzhong
，gongnenganquanrenzhenghaiqidaoduiyibiaokekaoxingyidingdedingliangquerendezuoyong，weilezhengqujingzhengzhongdeyoulidiwei，shijishangjihusuoyouyibiaozhizaoshangdouhuikaizhangongnenganquanyanjiu。

　　自20世(shi)紀(ji)開(kai)展(zhan)儀(yi)表(biao)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)工(gong)程(cheng)研(yan)究(jiu)以(yi)來(lai)，儀(yi)表(biao)製(zhi)造(zao)的(de)質(zhi)量(liang)大(da)幅(fu)提(ti)高(gao)。但(dan)是(shi)由(you)於(yu)可(ke)靠(kao)性(xing)數(shu)據(ju)都(dou)是(shi)由(you)製(zhi)造(zao)企(qi)業(ye)自(zi)己(ji)取(qu)得(de)的(de)，對(dui)用(yong)戶(hu)的(de)公(gong)信(xin)力(li)較(jiao)低(di)，因(yin)此(ci)隻(zhi)有(you)很(hen)少(shao)企(qi)業(ye)將(jiang)可(ke)靠(kao)性(xing)的(de)定(ding)量(liang)數(shu)據(ju)公(gong)布(bu)出(chu)來(lai)。所(suo)以(yi)可(ke)靠(kao)性(xing)對(dui)用(yong)戶(hu)來(lai)說(shuo)是(shi)經(jing)驗(yan)性(xing)的(de)、模糊地
，人們更願意相信品牌。

[page_break]

　　20世紀的可靠性工程研究使儀表的光學
、機械

、dianzibujiandekekaoxingshejihechuliyoulehuodegongrendechengshukuangjia。danshidangqiandeyibiaojihudoudaiweichuliqi
，erqianrushichengxuhejisuanjiruanjiandekekaoxingquehaimeiyougongrende
、得到定量數據的方法。這裏最容易使人困惑的是：我們都知道Windows操作係統的錯誤很多，而我們的大部分自動化儀表係統軟件是運行在Windows環境下邪惡，這樣我們怎能相信自動化係統會有比Windows更好的可靠性呢？當前的功能安全研究和軟件可靠性研究已經提供了一些諸如添加底層程序、冗餘、容錯等處理方法

，使我們能夠在不可靠的Windows上獲得可靠的自動化係統。

　　在IEC61508和IEC61511裏li
，對dui嵌qian入ru式shi程cheng序xu和he計ji算suan機ji軟ruan件jian的de可ke靠kao性xing和he安an全quan性xing的de評ping估gu提ti供gong了le一yi些xie方fang法fa，流liu派pai較jiao多duo。但dan是shi這zhe些xie內nei容rong多duo半ban比bi較jiao原yuan則ze
，實shi施shi時shi嚴yan重zhong依yi賴lai評ping估gu者zhe的de經jing驗yan和he水shui平ping設she計ji和he評ping估gu是shi遠yuan遠yuan不bu夠gou的de，這zhe些xie方fang麵mian的de需xu求qiu促cu使shi各ge方fang麵mian加jia大da了le嵌qian入ru式shi程cheng序xu和he計ji算suan機ji軟ruan件jian的de可ke靠kao性xing的de研yan究jiu。從cong編bian程cheng語yu言yan的de角jiao度du看kan，IEC 61508-3電氣/電子/可編程電子安全相關係統的功能安全第3部分：軟件要求對全可變語言（FVL，如C
、C++、彙編語言）在安全應用程序層次和嵌入式軟件、固件、操作係統層次做了原則性的規範；而對有限可變語言（LVL，如IEC61131-3的PLCopen組織安全擴展）在安全應用軟件層次的規範
，則在IEC標準和ISA的對應標準ISA84過(guo)程(cheng)儀(yi)表(biao)安(an)全(quan)係(xi)統(tong)的(de)功(gong)能(neng)安(an)全(quan)及(ji)相(xiang)關(guan)技(ji)術(shu)報(bao)告(gao)中(zhong)對(dui)此(ci)部(bu)分(fen)做(zuo)了(le)細(xi)化(hua)和(he)補(bu)充(chong)

，雖(sui)然(ran)離(li)公(gong)認(ren)
，統(tong)一(yi)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)尚(shang)有(you)距(ju)離(li)
，但(dan)已(yi)足(zu)以(yi)使(shi)各(ge)企(qi)業(ye)可(ke)以(yi)開(kai)展(zhan)功(gong)能(neng)安(an)全(quan)的(de)開(kai)發(fa)和(he)設(she)計(ji)了(le)。

　　功(gong)能(neng)安(an)全(quan)標(biao)準(zhun)雖(sui)然(ran)已(yi)經(jing)出(chu)版(ban)


，功(gong)能(neng)安(an)全(quan)研(yan)究(jiu)的(de)範(fan)圍(wei)還(hai)在(zai)深(shen)入(ru)和(he)擴(kuo)大(da)。一(yi)方(fang)麵(mian)是(shi)現(xian)場(chang)通(tong)信(xin)的(de)功(gong)能(neng)安(an)全(quan)問(wen)題(ti)研(yan)究(jiu)
，這(zhe)些(xie)研(yan)究(jiu)成(cheng)果(guo)已(yi)經(jing)部(bu)分(fen)反(fan)映(ying)在(zai)一(yi)些(xie)現(xian)場(chang)

　　我國許多研究機構今年開展了功能安全的研究工作，主要包括：對安全要求高的用戶機構，如石油

、化工、製藥類機構，開展了如何提出和確定功能安全要求的研究。他們采用風險評估技術、可信性管理方法、HAZOP（Hazard /and/ Operability Study,危險與可靠性研究）分析等方法，確定目標對象對功能安全的定量要求。

　　製定了宣傳貫徹兩個國家標準，培訓功能安全工程師的工作。同時一些機構開展了工程項目和儀表產品的功能安全評定工作。

　　yixieyibiaozhizaochangkaishiyanzhigaokekaoxingdegongnenganquanyibiaochanpin。gebieqiyeweileshiyonghuduichanpinderenzhengyougenghaoderentong，tamenjiangchanpinxiangguojiquanweijigoushenqingrenzheng。

　　總體上
，雖然我國創新的功能安全研究成果還少，但功能安全的活動已經在國內啟動，正逐步深入地展開。

　　（四）係統維護與儀表診斷

　　基於企業對安全和質量的要求，係統維護與儀表診斷受到用戶、製造商和研究者各方麵的關注。係統維護與儀表診斷分為4個層次:生產流程的診斷
、生產裝備的診斷、自動化控製係統的診斷、現場儀表的診斷。

　　生產流程的診斷原則上不屬於自動化儀表範疇，但是診斷信息的交換涉及自動化儀表係統。國外儀表用戶成立了一個用戶組織——MIMOSA（an Operations /and/ Maintenance Information Open Systems Alliance,運行和維護信息開放係統聯盟）。該組織的使命是開發和鼓勵企業在O&M（Operations /and/ Maintenance,運行和維護）中和CALM（Collaborative Asset Lifecycle Management，資產生命周期管理協作）中采用開放信息標準。它提供一係列相關信息標準。CCOM（Common Conceptual Object Model
，通用總體對象模型）是所有MIMOSA標準的基礎,而CRIS（Common Relational Information Schema,通用相關信息模式）則提供了儲存企業運行管理信息的手段。它還提供元數據參考庫和采用XML和SQL的係列信息交換標準。該組織還與OPC合作，成立了Open P&M(Open Operations /and/ Maintenance，開放運行於維護)組織。他們製定的基礎信息標準用語多種行業

，MIMOSA提供資產管理相關信息標準，OPC提供數據獲得喝傳輸標準。

　　針對生產裝備的監控、診斷儀表係統是近兩年推向市場的新產品。主要用於對某些典型生產裝備（如旋轉機械

、流體管線）的監控和診斷。這些係統使用的檢測手段包括振動測量、激光測量、紅外熱像、超聲掃描以及普通的溫度壓力測量

，將監測的信息通過統計分析、頻譜分析
、模式識別、數據挖掘等專家係統的分析
，得出對設備的診斷。典型產品有Emerson公司的CSI機械設備狀態管理係統。

　　自zi動dong化hua控kong製zhi係xi統tong的de診zhen斷duan通tong常chang是shi控kong製zhi係xi統tong中zhong設she備bei管guan理li軟ruan件jian的de一yi個ge模mo塊kuai或huo一yi種zhong功gong能neng，負fu責ze控kong製zhi係xi統tong自zi身shen以yi及ji現xian場chang以yi表biao達da的de實shi時shi診zhen斷duan和he預yu測ce維wei護hu。現xian在zai各ge家jia自zi動dong化hua儀yi表biao跨kua國guo公gong司si幾ji乎hu都dou有you自zi己ji的de產chan品pin
，例li如ruEmerson公司的AMS（資產管理係統），Siemens公司的PDM（過程設備管理）
，在此不一一列舉。自動化控製係統診斷產品看的發展很快，功能和性能不斷增強；現在生產裝備的監控與自動化控製係統自身的診斷往往是在同一個平台上進行。為了改善這一層麵的可互操作性，近年Emerson 公司、Siemens 公司及OPC等幾家承諾相互合作推進互操作技術的統一。

　　現場儀表的診斷與上述幾層的維護、診斷在方法上有很大區別。首先

，上述方法都是通過傳感器采集信息
，通過各種手段的分析實現診斷。現場儀表本身體積較小
、功耗低
，可用於診斷的信息資源很少；qici，xianchangyibiaodezhenduanjieguoxianshiwangwangjiezhukongzhixitongruanjianhuoshouchicaozuoqi，yinciqizhenduanguochengzhongchangchangyouxianchangyibiaoyulingyiduandehudong，yibuchongzishenziyuandebuzu。

   現場儀表的診斷難度較大，HART基金會的《HART 診斷指南（草案）》將維護分為三級：要求維護（已經發生故障）
、需要維護（儀表已超過維護周期）

、建議維護（儀表到了維護周期）。而維護周期由智能儀表根據儀表的損耗情況或固定的時間確定。

　　我wo國guo大da型xing設she備bei方fang麵mian的de維wei護hu和he診zhen斷duan研yan究jiu已yi有you多duo年nian的de曆li史shi，在zai旋xuan轉zhuan機ji械xie等deng典dian型xing裝zhuang備bei方fang麵mian有you不bu錯cuo的de成cheng果guo和he成cheng功gong的de應ying用yong，有you兩liang個ge學xue會hui組zu織zhi聚ju集ji了le我wo國guo這zhe方fang麵mian的de力li量liang：中zhong國guo振zhen動dong工gong程cheng學xue會hui故gu障zhang診zhen斷duan專zhuan業ye委wei員yuan會hui和he中zhong國guo自zi動dong化hua學xue會hui技ji術shu過guo程cheng故gu障zhang診zhen斷duan與yu安an全quan性xing技ji術shu委wei員yuan會hui。在zai自zi動dong化hua控kong製zhi係xi統tong自zi身shen的de診zhen斷duan方fang麵mian雖sui然ran也ye有you一yi些xie研yan究jiu，但dan應ying用yong較jiao少shao，在zai檢jian測ce儀yi表biao和he執zhi行xing器qi的de診zhen斷duan方fang麵mian更geng加jia薄bo弱ruo，無wu論lun在zai維wei護hu和he診zhen斷duan理li論lun研yan究jiu還hai是shi開kai發fa實shi踐jian方fang麵mian都dou與yu國guo際ji水shui平ping有you較jiao大da差cha距ju。國guo產chan的de大da部bu分fen儀yi表biao在zai故gu障zhang診zhen斷duan和he預yu測ce性xing維wei護hu方fang麵mian存cun在zai空kong白bai。

　　國外近年在維護和診斷方麵發表的論文和專利很多
，反映該項目內容在國外也正是熱點，我國企業現在急起直追為時不晚。

　　（五）無線通信

　　工業無線通信技術的快速發展是近兩年自動化儀表領域顯著的亮點，主要表現在以下幾個方麵。

   （1）技術方案多樣化。有基於WPAN（無線個域網）的多種方案，有基於WLAN（無線局域網）的方案

，也有基於無線公網（如GPRS、CDMA）的方案。各種方案針對一定的對象和應用，在某些局部具有優勢。

   （2）參與者迅速增加。有學校、研究機構、自動化儀表企業
，還有一些半導體器件製造企業和具有專項技術的小型高技術企業。

   （3）成立了專業組織。有新成立的專項組織，如WINA(The Wireless Industrial Networking Alliance
，無線工業網絡聯盟)，也有許多老牌組織新成立無線通信工作組
，如IEEE的多個工作組

，歐盟的R-Fieldbus項目（無線現場總線項目）、ISA的SP100工作組
、HART的無線HART工作組以及各現場總線的無線工作組等。

　　 （4）推出多種無線演示係統
、測量儀表樣機
，成為今年全球各主要自動化儀表展的熱點。如Honeywell公司符合ISA100.11a的One Wireless係列，Emerson公司符合WirelessHART的Smart Wireless。這些產品雖已在一些場合投入應用，但從總體來講，一則數量有限
；二er則ze係xi統tong規gui模mo較jiao小xiao

，不bu過guo數shu十shi個ge節jie點dian。各ge種zhong供gong自zi動dong化hua儀yi表biao企qi業ye開kai發fa無wu線xian產chan品pin各ge種zhong無wu線xian模mo塊kuai更geng是shi不bu計ji其qi數shu，而er提ti供gong這zhe些xie模mo塊kuai的de企qi業ye往wang往wang才cai是shi無wu線xian技ji術shu的de真zhen正zheng持chi有you者zhe。

　　無線通信標準之爭已經開始。2007年HART基金發布WirelessHART標準時Honeywell過程係統公司總裁Jack Bolick發表了一封公開信，使Honeywell與Emerson在(zai)無(wu)線(xian)通(tong)信(xin)標(biao)準(zhun)方(fang)麵(mian)的(de)分(fen)歧(qi)公(gong)開(kai)化(hua)。此(ci)後(hou)，各(ge)種(zhong)無(wu)線(xian)通(tong)信(xin)標(biao)準(zhun)的(de)方(fang)案(an)紛(fen)紛(fen)正(zheng)式(shi)向(xiang)標(biao)準(zhun)化(hua)組(zu)織(zhi)提(ti)出(chu)。除(chu)了(le)前(qian)兩(liang)種(zhong)針(zhen)對(dui)過(guo)程(cheng)控(kong)製(zhi)目(mu)標(biao)的(de)標(biao)準(zhun)外(wai)，還(hai)有(you)類(lei)似(si)ZigBee Pro 這種並不主要針對過程控製

，但一直想向過程控製領域滲透的標準。ZigBee 標準自2003年公布以來頻繁的更新：2006年公布了新一版，2007年又公布了ZigBee2007,包含了兩個特征集——ZigBee Pro。業內人士出於對前10多(duo)年(nian)現(xian)場(chang)總(zong)線(xian)之(zhi)爭(zheng)的(de)厭(yan)倦(juan)，大(da)公(gong)司(si)們(men)挑(tiao)起(qi)了(le)爭(zheng)端(duan)但(dan)沒(mei)有(you)撈(lao)到(dao)明(ming)顯(xian)的(de)好(hao)處(chu)，反(fan)而(er)給(gei)了(le)中(zhong)小(xiao)儀(yi)表(biao)公(gong)司(si)給(gei)了(le)中(zhong)小(xiao)儀(yi)表(biao)公(gong)司(si)機(ji)會(hui)。人(ren)們(men)都(dou)希(xi)望(wang)能(neng)避(bi)免(mian)再(zai)次(ci)出(chu)現(xian)無(wu)線(xian)通(tong)信(xin)標(biao)準(zhun)之(zhi)爭(zheng)。3種技術合作的技術基礎原本是存在的
，因為ISA100.11a、WirelessHART和ZigBee的底層協議都是IEEE802.15.4，而(er)且(qie)提(ti)供(gong)芯(xin)片(pian)和(he)通(tong)信(xin)協(xie)議(yi)棧(zhan)的(de)企(qi)業(ye)往(wang)往(wang)同(tong)時(shi)提(ti)供(gong)這(zhe)三(san)種(zhong)技(ji)術(shu)的(de)部(bu)件(jian)，因(yin)此(ci)三(san)種(zhong)技(ji)術(shu)相(xiang)互(hu)滲(shen)透(tou)不(bu)可(ke)避(bi)免(mian)。但(dan)是(shi)市(shi)場(chang)競(jing)爭(zheng)是(shi)不(bu)以(yi)人(ren)們(men)意(yi)誌(zhi)轉(zhuan)移(yi)的(de)，我(wo)們(men)可(ke)能(neng)不(bu)得(de)不(bu)麵(mian)對(dui)又(you)一(yi)場(chang)曠(kuang)目(mu)持(chi)久(jiu)的(de)標(biao)準(zhun)之(zhi)爭(zheng)。

　　我國進入工業無線通信領域並不晚。HART基金會是2004年11月才成立無線工作組的，而我國許多單位在這之前就開始研究了。在“十一五：器件，國家科技部的“863”項目給予工業無線通信項目有力的支持，這之前，科技和教育部門的各種基金
、地方科技部門等也對該領域多方麵的支持。

　　我國以ZigBee為基礎進行研究的單位很多，因此比較容易采購到元器件獲得技術支持。有若幹單位加入了ISA100工作組，從事相關的研究；其中重重慶郵電大學向工作組遞交了多項建議。有27條ISA100.11a委員會完全接受並采納。我國真正獨立從事WirelessHART開發的單位比較少

，因為WirelessHART自己也還在繼續開發中
，現在對外提供的技術支持相當少。

　　從2008年Miconexzhanlankan，woguomuqianyanjiudeguimoheshuipingyebushuguowaidepingjunshuiping，zhanchuleduozhongyanshixitonghechanpin。woguozaigongyewuxiantongxinlingyuyanjiuzuixianzhudechengjishi，yizhongguokexueyuanshenyangzidonghuayanjiusuoweishoudeyanjiutuantiyanjiukaifadegongyeguochengzidonghuayongwuxianwangluoWIA-PA成為了IEC可公開提供的技術規範（IEC/PAS62601：2008工業通信網絡已現場總線規範-WIA-PA通信網絡和通信行規），與WirelessHART同時成為國際標準。

   （六）控製網絡

   以yi現xian場chang為wei代dai表biao的de控kong製zhi網wang絡luo技ji術shu在zai我wo國guo已yi經jing逐zhu步bu得de到dao推tui廣guang，自zi上shang海hai賽sai科ke項xiang目mu大da規gui模mo采cai用yong現xian場chang總zong線xian以yi來lai，各ge種zhong工gong程cheng項xiang目mu采cai用yong現xian場chang總zong線xian的de心xin理li障zhang礙ai已yi經jing基ji本ben消xiao除chu。人ren們men已yi經jing越yue來lai越yue少shao問wen“是否能用”，而越來越多問“如何好用”。由(you)於(yu)近(jin)年(nian)我(wo)國(guo)上(shang)的(de)大(da)型(xing)工(gong)程(cheng)項(xiang)目(mu)多(duo)
，我(wo)國(guo)無(wu)論(lun)在(zai)采(cai)用(yong)現(xian)場(chang)總(zong)線(xian)儀(yi)表(biao)的(de)項(xiang)目(mu)規(gui)模(mo)還(hai)是(shi)在(zai)采(cai)用(yong)的(de)數(shu)量(liang)方(fang)麵(mian)都(dou)處(chu)於(yu)國(guo)際(ji)領(ling)先(xian)位(wei)置(zhi)。不(bu)過(guo)一(yi)些(xie)項(xiang)目(mu)雖(sui)然(ran)采(cai)用(yong)了(le)先(xian)進(jin)的(de)現(xian)場(chang)總(zong)線(xian)智(zhi)能(neng)儀(yi)表(biao)，但(dan)應(ying)用(yong)的(de)水(shui)平(ping)卻(que)不(bu)高(gao)


，主(zhu)要(yao)是(shi)未(wei)充(chong)分(fen)應(ying)用(yong)智(zhi)能(neng)儀(yi)表(biao)可(ke)以(yi)提(ti)供(gong)的(de)信(xin)息(xi)和(he)信(xin)息(xi)服(fu)務(wu)。

　　在控製網絡的研究開發方麵
，我國基本上全麵跟蹤著國際動向。在IEC涉及工業通信網絡的幾乎每個工作組裏都有中國專家
，而且針對大部分國際熱點議題我國都提出了自己的標準建議。國家標準GB/T20171-2006用於工業測量與控製係統的EPA係統結構與通信規範獲得2008年中國標準創新貢獻獎。EPA係列標準已經進入IEC的多個標準。EPA係列產品在多個示範點長期運行。

　　我國在控製網絡領域與國外的主要差距在於產品，無論是在現場總線智能化現場儀表方麵
，還是在係統產品和軟件方麵都有差距。

　　國際方麵在控製網絡的發展上也進入了水平不高的平穩期，為達到人們預期的高度。這裏有兩個技術問題和一個非技術的問題.