PROCESS: 在现代的流程工业生产中，我们该如何看待仪表的地位与作用？

张天贵： 从自动化发展的历史上说，仪表是过程控制的先驱。从机械仪表开始，到电气仪表，再到今天的智能仪表， 可以说仪表的地位都是举足轻重的。在机械仪表阶段，生产现场没有控制系统， 是依靠仪表测量出数据之后， 由人手动进行控制。随着技术进步和计算机科技在自动化行业中的应用， 控制系统成为了一种新生事物， 在整个发展过程之中，它起到的作用越来越大，仪表的地位似乎是越来越低。这是在80年代初，DCS出现时的一种趋势。而到了今天，我们看到，仪表在自动化工业中，渐渐占据了主导的地位。随着通讯技术的发展， 原来属于控制系统的许多功能被集成到了仪表之中。控制系统被分离，它的功能有一部分被分配到了现场仪表之中，而另一部分被归入上层的管理计算机之中。

刘亚中：总得感觉通过近几年来控制技术的发展大家普遍对仪表的认识有了一定的变化，过去一谈起仪表通常是指变送器、流量计、阀门等，而把一些如控制开关、变频器、设备诊断系统、ESD及报警系统等归为电器类设备。近期通过一些项目的跟踪和实施，感觉用户对仪表有了一个更广泛的定位即将传统的仪控仪表和电控仪表综合到一起，以适应目前的全方位自动化或称之为三电一体化潮流。实际上在生产中传统的仪表和电器类仪表是密不可分的，如对流体的控制不仅可以用阀门，亦可以用调速电机、开关、风扇风机等。同时目前国内很多企业作为提高管理水平的需求（并不是控制的需求），引进了ERP、MES等生产管理系统，这对于控制系统从选型到使用提出了较高的要求，但同时也有一些用户恰恰忽视了对现场仪表这一收据基本来源的关注，而恰恰为这些管理系统提供现场数据的就是现场仪表，如果现场传输的数据不够准确或不完整，其后果就是导致数据的不准确性及连续性，出现这一现象的原因之一是用户成本的考虑，再就是用户对现场仪表的重视程度不够。现在很多企业使用了ERP管理但并不成功，原因之一是他们只是把财务、市场和人力资源等方面作的很好，但由于没有很好的数据来源及相应使用策略，因而相对来说ERP、MES管理系统只是处于离线的状态，即缺少一个将数据传输上去的通道提供给管理层，所以企业化了大量的资金所建立的系统对生产实时管理、生产优化、质量控制、生产调度等功能基本上没有得到发挥。因此，我们可以看出随着仪表范围的扩大，其作用也变得越来越重要。

图1 张天贵  西门子（中国）有限公司自动化驱动集团过程仪表及分析仪表部总经理

沈伟愿：仪器仪表在工业领域中相当于人的眼睛和手脚,是现代流程工业自动化的基础。无论企业要实现自动化、或信息化，真正的关键还是基础，先要建立好是很重要的。随着自动化仪表越来越向智能化的发展，中央控制室都会显示出仪表的状态、甚至何时、何地需要维护、使用周期多长等信息都可知晓，这样可为用户带来一系列应用上和管理上的革命性的变化。

PROCESS: 无论是全集成自动化，或是前两年提出的管控一体，可以说，在生产管理日益被重视的情况下，我们能否从管理的高度赋予仪表以新的定义？换言之，能否说仪表已经或正在成为管理的一部分？

张天贵：从生产控制或者管理一体化的角度来说，仪表是测量机构，敏感元件，仪表是所有数据的检测来源，就像我们的眼睛一样，没有仪表，我们是什么都做不了的，因为它是检测元件，检测所有的数据，是整个生产和产品质量控制的源头，得到了这个数据源之后，我们才可以进行所有数据的检测与反馈，对结果知道如何管理。仪表是整个工控和过程管理方面的基础。从一体化的角度来说，仪器仪表是最下层的，它是基础；在它上面是控制系统，再上面是生产管理系统，不论是控制系统还是生产管理系统，所有的数据源都来自于基层，所以说在整个自动化体系当中，仪表有着举足轻重的地位和作用。

图2 刘亚中  罗克韦尔自动化中国地区过程控制业务经理

仪表在刚刚出现时，地位是非常重要的。而随着计算机技术和工控系统的发展，仪表的地位似乎降低了，人们把关注点都放到了工控领域，但是，新技术的发展又预示着，未来仪表会取代一些工控的功能。我们把现场的检测元件、检测仪表，添加一些数据处理的功能；执行机构，比如阀门，我们把控制系统的PID 等一些复杂的算法，转移到其中。这时控制系统只是起到了通讯的功能，通讯功能可以通过现场总线来实现。也就是说在未来，控制系统可以完全被剥离成两部分，一部分功能转移到现场检测和现场执行器中，另一部分管理功能归入管理层中，从而完全退出舞台。现在的三级结构，现场级、工控级、管理级，在未来将合并成由现场与管理组成的两级结构。举例来说，西门子仪表的个别产品，已经可以和OPC直接连接。从通讯的角度来说，总线有两个，一个是现场总线，比如FF 和Profibus，是连接现场仪表、执行器与控制系统的，以硬件作为基础；另一个如OPC，是连接控制系统与管理计算机之间以及控制系统之间的一种总线，以软件作为基础；现在我们已经有了新的产品，比如西门子新的过程气相色谱，它目前已经具备了直截与OPC连接的功能，可以跨越工控系统层，直接将数据传输到管理层上去，也可以通过OPC连接到各家的控制系统中。我们新的仪表也正朝着这一方向发展，当然我不是说，OPC是未来的标准，但是从方向来说，仪表是永远需要的，不论未来怎么变化，仪表作为基础永远有其存在的必要，比如检测仪表，所有的信号一定是通过仪表来检测的。反而，在后续数据的处理上，通过技术的革新，现存的设备及系统会有一定的变化，就像一个模块，模块的输入源永远是有的，输出端面向管理层，而模型中间的形式，是随着科技发展结构不断变化的。

刘亚中：现场仪表是给管理系统提供信息数据的一个通道，这就要求：1、保证采集数据的准确性；2、现场仪表长期运行的可靠性，即能长期的稳定的提供准确的数据，提供给控制系统对其工艺设备及流程进行监控同时提供给生产管理层去进行数据处理和生产决策的指导。数据一般是由DCS、PLC系统把现场仪表所提供的信号整理后上传。如目前工厂决策层对设备的维护管理也越来越重视，相应的设备状态监测系统也越来越广泛的应用于大中型设备中，设备的检修周期将取决于设备的运行状态而非传统的靠人为的估算因为大家都知道如果能尽量延长设备的检修时间是对一个工厂的效益起到非常重要的作用。因此说，一个企业要想达到良好的过程控制及生产管理，准确稳定的仪表是必不可少的。

图3 沈伟愿  ABB自动化仪表部自动化技术产品经理

沈伟愿：我认为就整个趋势而言，仪器仪表是企业信息化的基础。也可以算做是工业上的消耗品一样，每年都有一定的量需要维护、都有寿命，国外的常规仪表通常平均在5～6 年左右就需更换。在流程工业、或装备工业里，对仪器仪表的要求愈来愈趋向高智能, 高可靠性、高精度、高集成方向发展。对用户而言，使用上越来越轻松、方便。在国际上，一些生产企业已经没有仪表车间这个部门，而将其归入IT 应用部门,着重在工艺应用和提高效率上下功夫。很多相关的维护工作都有产品供应商来完成。供应商在提供设备的同时与用户有基本维护协议, 即BMS，用户可以省去大量维护成本。但目前国内的用户对智能仪表的应用还在起步阶段。现在的智能化仪表，很多的功能还没有真正发挥出来，要实现真正的管控一体化还有一段路要走。 对这一点，我们在做集成化项目时深有体会。

PROCESS: 以您的经验，在流程工业自动化的范畴下，在市场和技术两个角度上，自动化仪表会向什么样的方向继续发展下去？

张天贵：西门子提出的TIA，也就是“全集成自动化”的概念，现在每家公司的都在朝着这样的方向发展。有的称为工业IT，IT技术是工业的未来，这是一定的。IT的基础是一些硬件的东西， 后续是通过一些软件来实现的， 我们把设备分成两部分，未来工业IT 中，真正的现场硬件部分，最主要的是仪表，而后就是IT软件部分，另外就是终端部分，由工厂管理与工厂操作人员，去除了中间的工控部分。TIA的概念就是，未来现场的仪表与执行器，直接通过总线的方式， 与操作终端和管理终端连接， 所有与工控相关的模块与软件，都将集成固化到现场仪表与执行机构中。

刘亚中：现在市场上一部分现场仪表的功能过于复杂、维护难度大，使用户感觉高深莫测，不利于推广。所以实用、简单（包括其软件技术）应该成为现场仪表的发展趋势。同时系统发展应兼顾仪表的发展，仪表的发展也应该适应系统的发展。

自动化仪器仪表的发展很快，国际上朝集成化、智能化的方向发展。总体技术趋势上仪器仪表更加高智能化，具备通讯功能，与总线技术相结合等等。但因总线标准的多样性， 如FIELDBUS、PROFIBUS等等，如何融合各种总线标准让用户享受各个通讯标准之间的长处，我认为还需要相当的时间。就当前国际市场应用总的市场趋势来看，将是全球化的趋势。

中国国内的一些仪表制造业与国际相比差距比较大。研发力量的投入,软件技术的应用, 高新信息的交流以及规模化生产和应用需求是自动化仪器仪表发展的动力, 也是国际上各大仪器仪表供应商正在进行的，如ABB公司。国内目前的一些智能化技术都是从国外引进的，而且大多数停留在成熟应用的层面上。有的所谓号称智能化仪表,其技术仅是数显表而已。因此, 自动化仪器仪表的未来仍然在高技术和应用市场的相互作用推动下向前发展。而国内二极分化的现象也会更加明显。这是在中国大的市场背景下所特有的。

来自刘亚中先生的补充

与国外仪表比较，国内仪表还存在那些差距。

国外对现场仪表的要求是可靠、准确、实用。如果说国内外仪表存在着的差距，就是人的意识，在国内人们还没有真正认识到如何使用仪表使其发挥最大功效才能更好的进行管理。再者是国内一些工艺设备比较落后，仪表无法发挥其功效，从而无法达到工艺所要求的控制结果。例如现在很多的质量流量计的数字功能非常强大，它不仅能够提供流量信息还会提供许多与流量有关的数据如密度、温度、压力等相关参数，而我们在使用仪表时却没有完全用到其所有功能。同时，国内的仪表与进口的仪表相比，在机加工精度及重复性方面方面还存在着一定差距。