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内称重仪表的应用现状及发展趋势

  • 发布日期:2015-10-19      浏览次数:1400
    • 称重仪表是把称重传感器信号(或者再通过重量变送器)转换成重量数字显示出,并且可对重量数据进行储存、统计、打印的电子设备,常常用于工农业生产中的自动化配料、称重,以生产效率。它适用于电子地上衡、电子汽车衡、静态轨道衡等采用1~16个数字传感器的静态称重系统。


      称重仪表,是衡器行业内重要的产业分支。其作为信号转换、信息处理和控制系统相集合的产物,在各类商业衡器或工业衡器中,称重系统等都作为部件或系统出现。因此,可以说称重仪表的水平和发展理念在某种程度上可以映射出整个衡器行业的发展现状及趋势。


      一、称重仪表行业现状
      称重仪表从行业角度来看,是衡器行业的分支;从产业角度看,属于信息产业域中仪器仪表行业。我仪器仪表行业的基本特点是门类比较齐,布比较合理,具有相当的基础和生产规模。在亚洲,我是除日本以外第二大仪器仪表生产,在发展中家中位列*。从水平上看,我称重仪表还处于发达家20世纪90年代中后期水平。中低档产品品种基本齐,能够规模生产,质量基本稳定,可以内市场要求,且有批量出口。但仪表的研发和生产,内虽有一些企业涉足,但主要还是依赖或内的外资企业,称重仪表行业也具有同样的特点。在内,在模拟称重仪表、中低端静态仪表、中低端系统集成等域,内企业已经具备较强实力,基本实现产化,外品牌或外资资企业的产品*很小。但在仪表市场,美和日本产品占鳌头。比如梅特勒-托利多和日本寺冈等公产品,内产品与此相比仍有较大差距。


      二、称重仪表的现状
      称重仪表是集称重传感器、计算机、通信、测量与控制、软件编程、材料、现代制造和工艺通程为一体的综合类产品。随着称重由静态称重向动态称重发展,计量方向由模拟测量向数字测量发展,测量特点从单参数测量向多参数测量发展,称重仪表逐渐向称重、动态称重和高、高稳定性方向发展。但总体而言,我电子衡器产品的、质量水平与工业发达家相比还有较大差距。


      虽然我在中低端应用仪表域基本实现产化,但总体特点是品种单一、同质化现象严重。作为多集合的应用型产品,很多仪表生产制造的模板基本都来自欧美和日本仪表。在完成基本的消化吸收和应用移植之后,当多数企业基本具备了生产有一定稳定性和性产品的能力时,迅速将主要资源放在市场拓展上。称重仪表域的产品竞争迅速演变成价格竞争和规模竞争。仪表企业在研发和产品上的资源投入有限,整体显示出开发能力不足,创新能力低的特点。与外产品相比,产称重仪表在、生产工艺装备、测试等方面仍有一定差距.开发能力不足、产品单一、功能不、稳定性和性不高等现象仍较普遍。


      三、未来发展方向
      作为一种多交叉的产品,称重仪表的发展与相关的应用关系密切。近二十年来,微电子、计算机、精密制造、集成、纳米、激光、网络等得到迅猛发展;测试计量系统中的新原理、新方法和新制造工艺在信息学的影响下也不断涌现。在这一背景和形式下,不断向称重仪表提出了更高、更新、更多的要求。比如在仪表方面,要求高性和高准确性、高稳定性和使用、低功耗(绿色)等;仪表综合应用及能力正向着计算机化、网络化、智能化、多功能化和虚拟化方向发展。产品本身也体现出小型化、模块化的特征等。


      (一)高性 
      高性是仪表的重要指标,对仪表做出正确决策为重要。现代信息、微加工和软件模型的创新,都为仪表的高性提供了支持。仪表的高性有软硬件两个方面。在硬件上,一方面,微加工的大大进步,了仪表系统的端条件耐受性和兼容性。另一方面,出现了通过运用冗余设计,仪表测控系统性、并确保仪器在发生故障时可在短时间内迅速替换故障模块,甚可不影响测量任务的实行。


      在软件系统中,不断涌现新的模型构建和数据处理。仪表不再处理单一信息,而是将信息集合、比较、判断,使测量结果具有高性。在称重仪表域,客户很关注称重数据的性,为此仪表设计人员采用手段对数据采集及处理过程加以。一是在数据采集和数据存储的性上下功夫,引入多种数据存储防护,防止数据丢失;二是采用加密传输、制定特定通信协议等措施数据传输的性;三是其他降低仪表被作弊可能性的措施等。这些手段综合应用,为zui终测量的结果高性提供了支持。


      (二)智能化
      智能化是21世纪称重仪表发展的一个重要发展方向。通过采用大规模集成电路,微处理器,接口通信,利用嵌入式软件协调内部操作,使仪表具有智能化处理的功能,在完成仪表常规处理功能的基础上,使仪表具备故障诊断、监控、工业过程的自适应控制等功能。在称重仪表中,越来越多的采用以Windows/CE、Linux等嵌入式系统,越来越多的仪器仪表设备上具备了计算机的接口,如USB接口、无线通讯接口、域网接口等。测量的数据可通过USB接口存储在可移动存储设备中,使用这样的仪器仪表设备和操作一台简易电脑如出一辙。在这类应用中,仪表已不再只承担简单的称重测量功能,而是作为系统网络中的一个重要节点,其齐备的接口可连接多种现场测控对象、执行设备,在过程控制系统主机的支持下,通过网络形成具有特定功能的测控系统,实现多种智能化的操作。


      在未来,多媒体、人机交互、模糊控制和人工神经元网络等新在现代仪表中得到应用。这些的应用,将使仪表从数据处理层面向知识处理层面升迁,以逻辑判断、命令识别、自诊断、自校正、自适应和自学习能力为代表的仪表智能化水平将不断攀升
      。作为仪表行业中一个细小分支,称重仪表的发展也融入到智能化的大潮中来。


      (三)网络化
      20世纪90年代,计算机应用的突出成是网络。网络的兴起和飞速发展给科学、工业生产、民生、军事等社活动都带来了变革,同样对给称重仪表产生了重大影响。


      在大型集贸市场贸易结算与工业控制等域,称重仪表和网络结合的系统产品已被愈来愈多的运用。在我,正进行的标准化菜市场建设项目中,智能称重终端与计算机网络系统结合,实现了登录、验证、数据采集和归集、结算、程监控和故障判断等重要功能。管理者和用户通过这个网络可地各自的需求。在工业控制域,因为集中测控越来越不复杂、程和范围较大测控任务的需求,必须组建一个可供各现场数据共享的网络。现场总线控制系统(FCS)正是在这样情况下出现的。它是一种用于现场仪表与中央控制之间的,一种开发、数字化、双向、多站的通信系统。目前现场总线已成为球自动化发展的重要表现形式,它为过程测控仪表的发展提供了重要的发展机遇。HART、Probifus、WorldFIP、CAN等总线都从应用于某一域不断向其他域扩展。在内的称重仪表上,现已陆续出现留有Probifus、CAN等总线接口的智能仪表。随着工业信息网络的发展,有可能不久将出现网络结构体系为特征的新型仪表,即IP智能现场仪表。


      (四)微型化 
      微型化兴起于20世纪80年代末,是指仪表向微型仪表和微观控制域发展的趋势。该趋势主要依托微电子、微结构、微加工工艺和软件的融合。如MEMS,作为一种推广价值的微工艺,曾被列为美“对家及繁荣有重大影响"的22项重大。利用它,可实现“芯片上的仪表"。微型化的难点并不简单在于将尺寸缩小,而是在材料、机构设计、加工方法和测试定位、软件驱动等方面都要采用特殊的解决方案。


      随着仪表或测控器件体积减小,集成度,功耗降低,运动活等不断完善,其可以进入到很多端空间中并稳定工作。在称重仪表中,有个简单的案例—数字模块。数字模块算一个初级的微型仪表。它虽然体积很小,但在功能上可基本实现一台简单仪表的功能。利用它,可以与传感器结合或控制模块结合进入分布式控制系统中,或与其他功能模块结合组成便携式系统。类似的应用将大地拓展称重仪表的适用空间。


      (五)模块化 
      模块化是为了适应日趋复杂的系统和活多样的管理需求而产生的。模块化以减少产品的开发和生产成本,不同产品间的零部件通用化程度,产品的可装配性、可维修性和可扩展性为特征。利用这些模块,可迅速地设计和制造出新的仪表产品。这种融合了电子和软件的模块代表了未来仪表的发展方向,即具有高度自主性、良好的协调性和自组织性的特点。


      从发展趋势看,目前内的产品水平较外有一定差距,与内发展的需求还很不协调。但随着球同步发展的计算、信息、高器件、球市场的开放和融合,加之内称重仪表企业的兴起和政策引导等,为我的称重仪表与衡器行业的发展提供了现实的机遇。在不的将来,相信称重仪表的水平将有很大的,仪表制造企业也能有更快、更好的发展。


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