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先进控制技术助力节能增效

GKzhan摘要:传统的自动化较少关注节能与环保问题,随着社会和经济的发展,绿色电厂、绿色楼宇以及绿色化工等与节能环保相关概念被提出,节能能源、减少原材料消耗以及绿色环保等新的约束对自动化技术提出了更高的要求。        在现代企业中,先进控制与优化技术对于企业的节能减排、高效运行起着十分重要的作用,具有许多显著的优点。因此得到了广泛的推广和应用。“节能降耗”需要从自动化等高新技术中寻求出路。先进控制技术完全可以在“节能降耗”领域里建功立业!      节能减排是“十二五”期间国民经济能够继续保持可持续发展的战略性问题之一,是当前对于各行各业都极其重要的任务。先进的科学技术正是“节能减排”的有力武器,这种技术在制造业中正是先进的工业自动化技术。如何加快装备制造业的发展和技术进步,增强工业控制系统的功能和效率,以及更好地应用先进的控制技术来帮助制造企业降低成本、提高效率、改善质量、实现低碳化与“节能减排”的目标,是当前工业自动化行业面临的十分紧迫的问题。    目前,我国工业生产仍普遍存在“三高”(高能耗、高消耗、高污染)的问题。钢铁、有色、电力、化工等高耗能行业单位产品能耗比世界先进水平高40%以上。因而,我们应努力奋斗,尽早缩短这一差距,按照科学发展观和加快转变经济发展方式的要求,建立资源节约型、环境友好型社会。    节能减排、建设“两型”社会是科学发展观的内在要求,当然也是应对气候变化的一个有效手段。    “十二五”节能减排的主要目标与基本思路    《“十二五”节能减排综合性工作方案》总体目标包括:到2015年,万元国内生产总值能耗下降到0.869t标准煤,比2010年的1.034t标准煤下降16%,总实现节约能源6.7亿t标准煤。2015年,全国化学需氧量和SO2排放总量分别控制在2347.6万t、2086.4万t,比2010年的2551.7万t、2267.8万t分别下降8%;全国氨氮和氮氧化物排放总量分别控制在238.0万t、2046.2万t,比2010年的264.4万t、2273.6万t分别下降10%。    “坚持节约优先、立足国内、多元发展、保护环境,加强国际互利合作,调整优化能源结构,构建安全、稳定、经济、清洁的现代能源产业体系”是推动能源生产和利用方式变革的新思路。    为此,专家学者提出:“节能改变世界智能创造未来”,“十二五”期间工业节能减排工作要以科技创新为支撑,大力推进工业节能降耗。围绕工业生产源头、过程和产品三个重点,组织实施余热余压回收利用工程、工业锅炉窑炉改造工程、内燃机系统节能工程、电机系统节能改造工程、热电联产工程、工业副产煤气回收利用工程、高效节能机电产品推广工程、企业能源管控中心建设工程、绿色通信推广工程、节能产业培育工程等十大重点节能工程,提升工业能源利用效率,促进行业节能技术产品装备、企业节能管理水平再上新台阶。    充分认识“十二五”节能减排压力及难度将会更大    随着工业化、城镇化进程加快和消费结构持续升级,我国能源需求呈刚性增长,受国内资源保障能力和环境容量制约以及全球性能源安全和应对气候变化影响,资源环境约束日趋强化,“十二五”时期节能减排形势仍然十分严峻,任务十分艰巨。16%这一目标和“十一五”期间“19.1%”的实际节能幅度相比虽然稍有下降,但仍是一块“难啃的硬骨头”。    这是由于:一是节能减排的约束性指标增多了,“十二五”规划纲要草案除了继续要求化学需氧量排放量和SO2排放量分别下降8%,还新增要求氨氮和氮氧化物分别减排10%;二是“十二五”将大幅抑制能源消耗;三是行业节能减排的空间趋小、难度加大;四是我国石油和化学工业的重点耗能产品,能耗与国际先进水平的差距还很大;五是减排的这四项指标是约束性的,是一定要完成的,严峻的“节能”形势之外,“减排”重任的完成也不容乐观;六是部分高耗能产品生产增长较快,一些过去停工减产的又在恢复生产,产能大量释放,局部地区电力供需偏紧,节能减排任务非常严峻。专家学者形象地说:这次提出的目标是属于“踮起脚来才够得着”的目标。    “十二五”节能减排要求工业发展低碳化    “十二五”时期,我国科技发展仍处于可以大有作为的重要战略机遇期。世界科技保持快速发展态势,学科交叉和技术融合加快,创新要素和创新资源在全球范围内流动加速,科学技术正孕育着新的突破。网络和信息技术加速渗透和深度应用,将引发以智能、泛在、融合和普适为特征的新一轮信息产业变革。新型节能环保技术、新能源技术等加速突破,将推动世界进入绿色、清洁、低碳发展的新阶段。    未来五年,我国经济将面临重大转变,能源消费增长也要有重大变化,“十二五”要继续制定积极的节能降耗定量目标,并试行能源消费总量控制目标,加强节能降耗考核,完善经济社会发展考核内容,以进一步统一认识,用节能降耗实践科学发展,推动科学发展;防止盲目扩大投资,避免单纯追求GDP增长速度;加快低碳技术开发和推广应用;组织开展节能减碳共性、关键和前沿技术攻关。    先进控制技术在节能降耗中的促进作用    “十二五”科技发展的总体目标是:自主创新能力大幅提升,科技竞争力和国际影响力显著增强,重点领域核心关键技术取得重大突破,为加快经济发展方式转变提供有力支撑;基本建成功能明确、结构合理、良性互动、运行高效的创新体系。    传统的自动化较少关注节能与环保问题,随着社会和经济的发展,绿色电厂、绿色楼宇以及绿色化工等与节能环保相关概念被提出,节能能源、减少原材料消耗以及绿色环保等新的约束对自动化技术提出了更高的要求。    当前的节能已不是简单意义的节约和少用能源,而是要靠使用先进科学技术,先进管理理念等来提高能源的利用效率。在当今世界性市场经济的激烈竞争中,工业企业必须应用自动化技术科学来保证产品的质量、成本和数量的优势。特别是在用高新技术改造传统产业方面,自动化科学在工业企业的运行与发展中起到非常重要的作用。在现代企业中,先进控制与优化技术对于企业的节能减排、高效运行起着十分重要的作用,具有许多显著的优点。因此得到了广泛的推广和应用。“节能降耗”需要从自动化等高新技术中寻求出路。先进控制技术完全可以在“节能降耗”领域里建功立业!    先进控制技术在化工自动化的应用    随着科学技术的飞速发展及其在工业生产中广泛和深入的应用,工业生产的发展体现着两个明显的特征,一是生产规模越来越大,二是生产技术水平越来越高。长期以来,我国化学工业技术水平较低、能耗很高。要改变这种局面,根本的出路就是走科技进步的道路,采用先进实用的技术改造传统产业。随着化学工业日益朝着集成化、大型化方向发展,系统的复杂性不断增加,表现为过程具有强耦合性、不确定性、非线性、信息不完全性和大纯滞后性等特征,并存在着苛刻的约束条件,控制目标多元化,变量数目增多且相关性增强。在这种情况下,传统的控制策略已不能完全满足要求,必须应用先进控制。近年来,先进控制在工业上的应用已经越来越多。从工业应用的角度看,先进控制应用成功与否的关键在于设计者对被控过程的准确把握与否,能否正确应用各种控制策略。    就自动化水平而言,主要包含自动化系统及仪器仪表产品和控制技术两个方面。前者仅是实现自动化的基础条件。而后者决定目标控制的好坏。能耗的下降有两种方式:一种是把高耗能产业合理转移出去,提高产业结构;另一种是降低单位增加值能耗,提高能源使用效率。    现代工业过程正向复杂化、高速化、大型化方向发展,节能、降耗、安全、环保是自动化的首要目标,而工业过程通常都有多种约束条件、多变量、强耦合、非线性、大时滞、不确定性、多控制目标等问题,给先进控制技术的实现带来很大困难,主要因为控制目标带有多种约束条件、多变量、强耦合、非线性、大时滞及不确定性;加之对象研究不够、控制方案不够合理等因素造成的。而这些回路恰恰是影响生产效率,降低能耗的关键点。如何实现降低单位增加值能耗,提高能源使用效率呢?本文主要想从市场需求、自动化领域实现节能降耗的基础条件、节能降耗与先进控制的关系、目前存在的问题和今后努力的方向等几个方面来讨论。    近年来对复杂系统建模与控制、非线性控制系统理论、离散事件动态系统、混杂系统理论、大系统理论、随机系统滤波与控制、分布参数系统控制、自适应控制、鲁棒控制、智能控制、最优控制、系统辨识与建模等各种控制理论的研究较多。针对复杂工业过程所具有的多变量、强耦合、强非线性、不确定性、生产边界条件变化大等综合复杂性,将控制理论与方法和智能方法(模糊推理、神经网络、知识挖掘、专家系统等)相结合,开展了智能建模技术、软测量技术、智能控制技术、多变量智能解耦控制技术以及基于综合生产指标的优化控制技术的研究。自动控制是节能降耗的手段之一。对工厂而言,仅靠自动化技术是不能实现节能降耗的,只有当流程工业企业通过结合自动化技术才能达到高效节能的目的。在自动化系统及仪表使用正常的条件下,先进控制的应用使得节能降耗的效果可达5%~7%。即便生产工艺的改造、升级和创新,各种机械、电气等设备的效率提高的条件下,自控投运率太低,同样对节能降耗有影响。国内一些石化公司如茂名、扬子、济南等炼油厂已经应用了先进技术,并且带来了可观的经济效益。(来源:工控网(百站))...

未来我国传感器应用前景宽广

       GKzhan摘要:当前,我国传感器产业正处于由传统型向新型传感器发展的关键阶段,它体现了新型传感器向微型化、多功能化、数字化、智能化、系统化和网络化发展的总趋势。  传感器由传统向新型转变    我国在传感器技术研究方面,正在逐渐缩小与国外的差距,一批基于MEMS技术的新型传感器正在进入市场,在各领域中不断拓宽应用范围,设计技术、材料控制技术、生产技术、可靠性技术和测试技术不断发展成熟,量产能力逐步提高。在市场竞争日趋激烈的条件下,我国生产的传统传感器,如力学量传感器、气体传感器、温度传感器、光学传感器、电压敏传感器,产销形势稳中有升,不仅在国内市场的份额逐步增长,还同时满足了部分国外市场的需求。    在国内传感器产业中形成了一批骨干研发及生产单位。同时,由于改革开放,国内巨大的传感器应用市场,引来了各国厂商,如西门子、日本横河公司、美国霍尼韦尔公司、日本欧姆龙公司、美国邦纳、芬兰维萨拉公司等,这些国外公司占据了中国传感器市场重要份额。    当前,我国传感器产业正处于由传统型向新型传感器发展的关键阶段,它体现了新型传感器向微型化、多功能化、数字化、智能化、系统化和网络化发展的总趋势。传感器产业和市场发展前景归纳起来,主要特点是:    1.加速形成从传感器研究开发到大生产一条龙产业化发展模式,走自主创新和国际合作相结合的跨越式发展道路,使我国尽早进入世界传感器的主要生产国之列。    2.传感器产品结构向全面、协调、持续性发展。根据市场需求,既要切实加强新型传感器的开发,又要做好传统传感器的质量升级和产量增长;产品品种向投资类倾斜,尤其是填补“空白”的品种,从而使传感器各门类和品种比例适当,形成一种“新旧交替、远近结合、品种齐全、满足需求”的新的产品结构。    3.企业生产(年生产能力)向规模经济或适宜规模经济发展。大生产技术的实践表明:规模经济出效益。考虑到今后先进生产技术的使用和市场的扩大,量大面广的通用传感器的生产规模将以年产亿只计,一些中档传感器的生产规模将以年产1000万只计;而一些高档传感器和专用传感器的生产规模将以年产几十至几百万只计。实现规模经济生产后,可最大限度地降低生产成本,从而实现廉价传感器的商品化。    4.生产格局向专业化发展,专业化生产的内涵为:生产传感器门类少而精;专门生产某一应用领域需要的某一类传感器系列产品以获得较高的市场占有率;各传感器企业的专业化合作生产,能有效地避免企业内部的“大而全”,提高经济效益。    5.传感器大生产技术向自动化方向发展。传感器的门类、品种繁多,所用的敏感材料各异,决定了传感器制造技术的多样性和复杂性。纵观当前传感器工艺线(含各类传感器引进线)的概况,生产技术水平不一,多数工艺已实现单机自动化,但距离生产过程自动化尚存在诸多困难,其中封装工艺和测试标定(两者的费用约占产品成本的30%~50%)是传感器自动化大生产的关键技术,有待今后广泛采用CAD(计算机辅助设计)、CAM(计算机辅助制造)及先进的自动化装备和工业机器人进行突破。    6.企业的重点技术改造应加强从依赖引进技术向引进技术的消化吸收与自主创新的方向转移。自主创新应视为企业的立足之本。    7.企业经营要加快从以国内市场为主向国内与国外两个市场相结合的国际化方向发展。    8.企业结构将向“大、中、小并举”、“集团化、专业化生产共存”的格局发展。集团化大公司(含在境外的跨国集团公司)将越来越显示出它的垄断作用,而专业化生产的中、小企业因其能适应市场小量产品的需求,仍有其生存、发展的空间。    MEMS及汽车传感器市场加速发展    由于传感器的种类很多,这里主要介绍MEMS传感器和汽车传感器的市场情况。    MEMS传感器市场    随着国际MEMS传感器市场从高端产品向消费类产品市场转移,中国的MEMS传感器市场将加速繁荣。MEMS传感器除了用于工业交通等部门外,新兴应用市场是汽车、通信、办公设备、移动电话等。对于在全球消费电子市场中占据重要地位的中国市场,专家们预计,2009年国内MEMS传感器市场将有3500万~4500万颗的需求量,而明年这一数字则很可能会翻倍。    国内MEMS传感器的基础性科研开发取得了显著成果,但尚未形成大批量生产能力,未形成独立的产业,技术成熟度还存在不足,产品种类相对较少,生产厂家分散,与国际上的产业化存在较大差距。    汽车传感器市场    受汽车产业高速增长的拉动,汽车传感器的市场规模也在扩大。    2007年全球汽车传感器市场规模达47亿美元,其中底盘传感器市场为21亿美元,车身传感器占13亿美元。    从2004年到2009年,全球车用传感器以9%左右的速率增长,2008年市场需求量约为14.87亿个。2007年-2010年中国汽车传感器市场销售额的年度复合增长率将超过35%。其中,2009年其市场销售额将接近10.5亿美元,同比增长40.5%;2010年市场销售额将超过13.2亿美元,同比增长35.2%。    汽车数量的增加以及每辆汽车上所采用传感器数量的增多,决定了中国汽车传感器市场容量必将不断增大,中国传感器市场正进入蓬勃发展期。    目前,汽车技术升级换代,国内外企业都将车用传感器技术列为重点发展的高技术。微型化、智能化、非接触测量和MEMS传感技术,将逐步取代传统的机械式、应变片式、滑动电位器式等传感技术,汽车传感器在安全、节能、环保以及智能化方面将取得重大突破。而各大传感器厂商在性能上的比拼,将提升汽车传感器的技术含量,降低生产成本,并推动新的技术革命,促进汽车传感器工业的发展。    而且,现在市场也出现了很多更为先进的传感器设备。像太阳能无线远传传感器、风力无线传感器等等。并且在许多领域已经有了很广泛的应用。    比如:    污水处理厂的水质监控    一个无线传感器节点上连接一个液位传感器,一个pH值传感器,一个流量计和一个电导率传感器。许多个这样的节点被放置在污水处理池的各个位置,用来监测每个处理池中各处的污水处理状况,通过节点自动组成的智能网络,将各个节点的数据回传到远程控制中心的机房终端显示器上。由于无线传感器摆脱了信号电缆的束缚,因此可以任意安放在各个位置,并且可以随时对位置进行更换而不影响这个系统的监控,同时因为没有电缆,也不用担心发生漏电事故。    建筑物强度结构健康监测    在地震中,对人的生命财产安全造成最大伤害的就是建筑物的倒塌。而现今大都市中,摩天大楼林立,在汶川大地震中,北京地区也有震感,华贸#middot;国贸等高层写字楼均有晃动,大量人员有不适感,但直至通过广播,网络确认地震发生后,写字楼人员方开始撤离。如果震中发生在北京附近这几分钟的迟疑就会带来高层写字楼数千生命的消逝,而北京至少拥有    数百栋高层写字楼。    加速度计依然是监测建筑物的最简单有效方式。美国加州大学伯克利分校对旧金山金门大桥部署过建筑健康监测系统。其本意是用来检测桥体在风力作用下的各个关键受力点的振动状况,整体数据建模后就可以分析出桥体受损老化严重的部分从而进行有针对性的修补。    桥体和高层建筑有一个共同的特点,就是建筑结构及其敏感,因此其前端的测量点部署很难采用有线方式,否则极易损害建筑结构受力。    而无线技术,特别是不需供电的低功耗无线技术,在解决建筑物健康监测前端100米数据获取中具有极其重大的意义。节点具有无线能力,体积较为小巧,可以很容易的安装在建筑物的关键受力点上,而不影响建筑物外观。具有低功耗能力,节点一经部署不需要频繁更换。省去了复杂耗时的布线操作,只要打开节点开关,位于建筑物监控中心的接受终端就可以实时获取数据,与建筑报警系统联动后,一旦探测到可能威胁到建筑物的震动信息,立即发出报警通知建筑物内人员立即撤离。平时该系统收集的数据还可以用来监测建筑物老化状况,为建筑物维护提供辅助决策信息。    桥梁强度结构健康监测    近年来中国连续发生的几起桥梁垮塌事故是人们加强了桥梁健康状况的重视,相关部门也意识到桥梁并不是一个一次性投入后就可以放任不管的公共交通基础设施,它的健康状况同样关乎着人民的生命和国家经济的安全。利用传统的传感器和测量监控设备对桥梁健康进行监测需要在整个桥面上铺设信号和供电电缆,不仅浪费资源而且铺设起来工程复杂庞大,特别是像杭州湾大桥和港珠澳大桥这种长距离、大跨度的巨型桥梁。而使用无线传感器网络来进行桥梁健康监测,就显得简单方便的多了,只需要将无线传感器节点固定在桥梁的关键受力点处,并沿桥布置,各个节点就会自动组织形成网络并且回传相关的测量数据。另外,我们还开发了专门的无线传感平台,可以连接多种传感器。这样,即使在建设桥梁时预埋进桥体的传感器也可以通过无线节点进行监测。不但充分利用了资源,还节省了技术升级所带来的成本投入。    原油输油管线温度压力监测    随着世界能源消耗量的增加,各个国家越来越依赖于从别国进口能源,特别是石油和天然气等基础能源原料,而石油输油管线又是其中最为重要的一种。但是世界原油储藏分布在一些高海拔国家,比如俄罗斯和加拿大。而原油的属性又决定它必须达到一定温度才能被稀释,具有良好的粘度特性和流动性。同时,又本着节约能源的目的,我们又要把加热的温度控制在一个合理的范围内,因此,就需要对石油输油管道的温度进行监测。在确保原油能够达到良好流动性的同时降低加热的能耗。在原有管道沿线布设无线传感器网络是最为经济合理的方案,这样可以大大节省铺设信号和供电电缆的成本。同时又能实现数据的网络只能传输。同时在节点上连接压力计又能够监测输油管线是否发生泄漏和偷盗事故,并及时报告事故位置。    通过无线网络监控储存罐    通过无线网络监控室外储存罐内液位,并提供电源转换功能    与无线网络相连的传感器监控储存罐内的液位.因为只有120V交流可用,所以无线网络节点能够转换成可用的线电源.无线网络几点基于可抵御各种天气环境的设计,避免了耗时的维护工作.    地质灾害的预防监测-山体滑坡    香港由于存在大量山地地貌,城市居民人口众多,要求土地必须保持较高的利用率,因此大量建筑和道路都位于山区附近。由于地处中国南方,地理位置决定了该地区降雨量常年偏高,尤其在每年夏季的梅雨季节,会出现大量的降水。不稳定的山地地貌在受到雨水侵蚀后,容易产生山体滑坡现象,对居民生命财产安全造成巨大的威胁。    过去数十年内在某些极其危险地域发生了多次山地滑坡现象,因此政府部门试图部署一种灵活稳定的系统对山体滑坡进行监测和预警。该市政府部门尝试部署过多套有线方式的监测网络,但是由于监测区域往往为人迹罕至的山间,缺乏道路,野外布线,电源供给等都受到限制,使得有线系统部署起来非常困难。此外有线方式往往采用就近部署数据记录仪的方式记录采集数据,需要专人定时前往监测点下载数据,系统得不到实时数据,灵活性较差。有关方面的专家为此专门制定了应用无线传感器网络的解决方案。    山体滑坡的监测主要依靠两种传感器的作用,液位传感器以及倾角传感器。在山体容易发生危险的区域,将会沿着山势走向竖直设置多个孔洞,如图所示。每个孔洞都会在最下端部署一个液位传感器,在不同深度部署数个倾角传感器。由于该地区的山体滑坡现象主要是由雨水侵蚀产生的,因此地下水位深度是标识山体滑坡危险度的第一指标。该数据由部署在孔洞最下端的液位深度传感器采集并由无线网络发送。    通过倾角传感器我们可以监测山体的运动状况,山体往往由多层土壤或岩石组成,不同层次间由于物理构成和侵蚀程度不同,其运动速度不同。发生这种现象时我们部署在不同深度的倾角传感器将会返回不同的倾角数据,如图所示。在无线网络获取到各个倾角传感器的数据后,通过数据融合处理,专业人员就可以依据此判断出山体滑坡的趋势和强度,并判断其威胁性大小。山体滑坡在地震之后的灾区随处可见,尤其是交通要道两侧的山体滑坡对救援进度更是会造成巨大的威胁,相信无数人仍然记得在听到理县到汶川的生命线在打通后不到一天的时间就又因山体滑坡而中断时那揪心的感觉。    国内传感器市场将会继续的稳定且快速的增长。    面临新的形势,未来传感器市场的发展走势可预期为:    首先,国内传感器的总需求量将稳定增长。    投资类传感器将呈现较大幅度增长,汽车工业的持续发展促进国产传感器加快进入市场,各工业部门为节约原材料、降低能耗、提高经济效益,将大量采用工业过程控制传感器;环保工程中所需各类传感器的需求会愈加旺盛,尤其是我国投入4万亿元用于基础建设项目以及应对国际金融危机采取的防范措施等重点工程,无疑会大幅度促进传感器的需求增长。    消费类用传感器将呈现继续稳定增长势头,MEMS传感器加工成本降低,将在家用电器中普及,新一代信息家电、办公用信息产品的需求,加速了消费类市场的繁荣势头。    其次,传感器市场需求的产品结构将向着增加投资类产品的比例发展,其中农业、环保、医疗卫生以及仪器检测用传感器将是广阔的新市场。    最后,力学量传感器、湿度传感器、光传感器、磁传感器、生物传感器、温度传感器的主要品种的产业化更加成熟,传感器市场空间将进一步扩展。    据CCID-MRD(中国电子信息产业发展研究院微电子研究所)预测,2010年我国传感器市场销售额将达到632亿元。    尽管受到金融风暴的影响,但工业和信息化部2008年的数据统计依旧显示,我国的传感器市场呈现出逆势增长的态势。前几年,中国的传感器年销售额平均增长率达到了39%,而2008年-2010年我国传感器增长速度将在23%左右,有所下降,这一趋势与我国经济调整的趋势相吻合。(来源:工控网(百站))...

2016年全球楼宇自动化市场崛起

摘要:今年,全球楼宇自动化系统产品、解决方案和服务的收入达到了顶峰的320亿美元,到了2016年则会增长至370亿美元。来年,北美和欧洲会是全球最大的市场,其市场表现都会在各自的GDP增长里面。随着中国宣布能源战略是"十二五规划"的重要一环之后,建筑节能化会是以后的房地产业的重点。    然而,全球其他地区同样活跃。以澳大利亚为例,作为国家能源利用效率战略的一部分,它已经制订了1个专门的国家标准用于评估如何改善建筑物的能源利用效率。该标准适用于需要实现楼宇自动化的新式和现有的建筑物,以满足市场不断增长的最低能耗使用需求。    ABIResearch的行业分析师KelvinChan指出,“诸如亚太地区等新兴区域会在未来的几年里,有着最高速度的增长,但是这个区域目前还处于起步阶段。随着中国宣布能源战略是"十二五规划"的重要一环之后,建筑节能化会是以后的房地产业的重点。”    运营总监SamLucero补充到,“市场有一个重要的元素就算需求反映,这个需要企业对自身和客户都有极佳的响应速度才能把握市场主动权。EnerNoc作为市场的领导者,它能为商业机构和产业组织提供能源管理方案。它最近在研究能源响应,作为澳大利亚和新西兰的一家主要供应商牢牢占据了大洋洲的市场。”    江森自控,一家传统的建筑管理系统供应商,也成立了信的能源部门,为市场和客户提供优秀的智能电网服务和技术。同样地,霍尼韦尔也在2010年成立了类似的部门。    市场调查机构ABIResearch最新的研究报告《能源管理与商业建筑自动化》分析了全球范围的楼宇自动化系统市场,包括了建筑效率里面的融资方案的意义。本文检视了需求反映的紧急性,以及小型栅格的影响。同时无线传感器网络技术也是这份报告研究中心之一。市场预测则有效至2016年。(来源:工控网(百站))...

浅析国内压力传感器企业发展存在的几点问题

国内压力传感器企业综合实力方面,我国行业内企业存在以下几个方面不足之处:    (1)企业劳动生产率低,由于压力传感器产业属于高科技产业,低劳动力本的作用并不明显。另外,国内企业管理水平普遍低于国际企业。因此,生产高技术含量产品的企业,其企业劳动生产率远低于外国企业。    (2)企业技术开发投入普遍不足,由于我国压力传感器产业内企业几乎全部是中、小型企业,人力、财力方面都不能支持足够的、长期的技术创新投入。因此,在产品研发投入上略显不足。目前,就全球压力传感器产业范围来看,平均产品研发投入占销售额的10%,而我国仅占3%。    (3)行业规模小,我国的压力传感器行业的总产值较低。目前,我国压力传感器产业内企业绝大多数是中小企业,行业内缺乏综合实力强的“旗舰”企业。国内企业的单项产品市场运作力较强,但缺乏综合实力;同时,在人力、财力上都能在市场上与外国跨国集团抗衡。因此,在市场竞争方面处于弱(来源:工控网(百站))...

物联网示范工程“特色”制胜

  导读:至2015年,中国物联网整体市场规模将达到7500亿元,年复合增长率将超过30%。目前,物联网已在国内全面铺开,国内上马了大量物联网产业示范工程。据不完全统计,共有13个省市已经规划了物联网产业基地或园区。

    在日前于贵阳召开的“贵阳市物联网及相关产业项目策划活动”上,与会专家纷纷表示,发展国内物联网及其相关产业,各地必须因地制宜,有所为,有所不为。

  传感器是物联网基础

  传感器是整个链条需求量最大和最基础的环节,传感器产业的发展速度将直接影响物联网的发展速度。

  物联网的产业供应链包括传感器和芯片企业、设备制造企业、网络运营企业、软件与应用开发企业和系统集成企业。作为“金字塔”的塔座,传感器是整个链条需求量最大和最基础的环节,传感器产业的发展速度将直接影响物联网的发展速度。因此,业内人士表示,没有传感器,就没有物联网;仅有传感器,也不代表物联网。物联网是一个多层次,多技术的产业链。

  目前,业内比较统一的认识是物联网是全面感知、可靠传输和智慧处理3个部分的有机结合。西安中星测控有限公司总经理谷荣祥表示,在物联网时代,我们使用主动传感器(传统的传感器)、被动传感器(RFID)以及半自动传感器(手机及电脑端点)全面感知自然界的大部分信息。现阶段,如果不重点发展传感器产业将会拖物联网产业的后腿。

  电子科技大学微电子与固体电子学院杨邦朝教授表示,传感器是物联网技术的支撑、应用的支撑和未来泛在网的支撑,传感器感知了物体的信息,RFID赋予它电子编码,传感网到物联网的演变是信息技术发展的阶段表征。作为构成物联网的基础单元,传感器在物联网信息采集层面能否如愿以偿完成它的“使命”,成为物联网成败的关键。“未来MEMS、MOEMS(微光机电系统)将成为物联网的技术核心,使无线传感网、光网快速加入物联网的应用系统,物联网也将成为传感器市场的新引擎。”杨邦朝说。

  各地重视物联网发展

  国内相继上马物联网示范工程,规划物联网产业基地或园区,成立物联网产业联盟。

  有数据表明,至2015年,中国物联网整体市场规模将达到7500亿元,年复合增长率将超过30%。

  目前,物联网已在国内全面铺开,国内上马了大量物联网产业示范工程。据不完全统计,共有13个省市已经规划了物联网产业基地或园区。

  谷荣祥表示,在发展物联网过程中,北京、上海、陕西等省市已经看到问题的关键,重点发展传感器和传感网。2011年7月北京市科信中心发布的《传感器与传感网产业技术路线图研究报告》称,到2015年将自主研发一批高可靠性、智能化、高性能、低功耗、低成本的新型传感器。2010年4月,上海市经信委在《上海推进物联网产业发展行动方案(2011年~2012年)》中透露,要重点突破传感器、芯片等关键技术。

  据贵阳市工业和信息化委员会副主任唐振江介绍,在今年6月召开的“贵州省物联网产业发展专家研讨会”上,明确了贵阳市物联网发展思路,将在城市管理、智能交通、烟草行业、路网建设、机场、电网、危险品管理、地下管网、环保等10大行业及相关领域建立物联网体系。此次在贵阳召开的“贵阳市物联网及相关产业项目策划活动”,也旨在借助外力积极推进贵州物联网产业发展。

  工业和信息化部电子元器件行业发展研究中心副总工程师郭源生认为,国内未来物联网的推广应用将主要围绕10大领域:防灾减灾;资源控制与管理新型能源开发与管理;食品安全与公共卫生;医疗卫生与服务;生态环保与节能减排;新型农业技术运用与管理;城市智能化管理;现代物流;国防工业。

  发展物联网因地制宜

  发展物联网及其相关产业,要提高效率,减少浪费,各地必须因地制宜,避免重复。

  根据物联网产业的特征和目前的发展现状,不同地区如何高效、快速、协调发展物联网产业的问题还需要进一步解决。业内人士表示,发展物联网及其相关产业,要提高效率,减少浪费,各地必须因地制宜,避免重复,抓住物联网产业的核心要素,有所为,有所不为。

  大连理工大学电子科学与技术学院院长唐祯安针对贵州省及贵阳市发展物联网产业发表了看法,他认为贵州突出优势是有“物”,贵州是能源大省、矿藏大省、生物资源大省,还是旅游大省。为此,他建议贵阳发展物联网产业,应用服务层的研发要抓住两头:一头是要选择贵州最突出的资源物(如电力和矿藏)为牵引,做出国内有话语权的示范工程;另一头是大量引进各地成熟了的示范工程,增加就业和税收。在网络层上,扶持当地电信部门胜任物联网产业发展要求,并鼓励他们向上、下游渗透。感知层的研发最重要,需要依靠贵州的产业基础、政府投入和对外合作,重点开发传感器、传感器网络接口芯片,包括传感器的SoC,汽车电子和电力电子器件(如IGBT、压敏传感器、固态互感器等)。

  在技术研发上,他认为,一方面,贵阳市政府要充分扶持和利用贵州已有的科研院所和产业基础,不必过于迷信物联网产业的技术难度。另一方面,要与中东部地区形成产学研结合体或企业联盟,注重研发低功耗、低成本、高可靠性基础电子元器件产品,突出绿色电子和“绿色物联网”的概念,形成贵州特色。

  郭源生也对贵阳物联网产业发展提出了几点建议,他说,贵阳发展物联网产业,应该系统调研产业基础和关联产品发展现状;提出适应贵州地区应用需求的具体要求;制定相关产业发展规划和相应扶持政策,确立产业化技术发展指导思想和发展目标;建立针对性的示范工程,如煤炭资源、水资源监控、智能电网、现代农业(干旱)、环保监测等;形成以应用为主导,产业链相对完整的带有贵州地区特色的产业化示范基地;建立相应的以地区企业为中心的技术研发机构;加快贵州高端人才引进与技术合作等相关配套政策和未来人才培养计划与体系建设。

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高端软件:战略新兴产业发展的重要支撑

    高端软件应用领域广泛,已深入渗透到各个行业和各个领域,高端软件的发展对新一代信息技术及新能源、新材料、节能环保、生物医药、高端制造等战略性新兴产业的发展有着重要的支撑和推动作用。     去年10月,《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》(国发〔2010〕32号)明确高端软件和新一代信息技术产业重要发展领域,这

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德国风电发展的经验和启示

GKzhan摘要:德国作为世界上风电发展较早、规模最大、技术最发达的国家之一,总结借鉴其在风电发展过程中的成功经验,将是我国风电发展的一条有益途径。    第一,电力系统的统一规划。    德国非常重视风电与电网的统一规划问题。德国能源署很早就开展了“电网研究I、II”。“电网研究I”于2005年3月出版,研究了2015年前德国电网为接纳更多风电所采取的扩展升级问题,提出建设850千米、380千伏的输电线路,改造220千伏输电线路等建议。“电网研究II”研究了2020年及以后,随着海上风电、分布式发电(光伏发电、热电联产等)技术的商业化,在考虑能源效率目标情况下,对电网进行扩展升级,如采用高压直流输电、新建线路、动态载荷和储能技术等。    反观我国,风电发展偏重以资源定规划,在鼓励大规模风电开发的同时,在风电送出和消纳等方面还存在问题。因此,我国应加强风电等可再生能源发电与电网的统一规划和有序开发,突出坚强智能电网建设的引领作用。一是将风电发展规划与其他电源规划和电网规划相协调,强调因地制宜、统筹兼顾、合理布局、有序发展的原则,加快跨区电网建设,扩大风电消纳范围。二是优化电源结构和布局,科学配置常规电源,合理规划建设抽水蓄能电站等调峰电源建设,解决大规模风电并网引起的调峰问题。三是合理安排风电开发建设时序,避免风电项目的无序开发,实现风电的科学有序发展。四是加强风电并网技术研究,特别是针对与我国风电发展模式紧密相关的技术,例如风电与火电、水电等“打捆”送出技术研究,常规电源的深度调峰技术,风功率预测技术,适用于风电输送的新型输电技术,以及考虑风电的电网调度技术、安全稳定控制技术等。    第二,科学的技术标准和检测认证制度。    首先,德国针对大规模风电并网制定了一系列的技术标准和规范,而且德国的技术规范要求高于国际电工委员会的标准。而我国当前采用的风电场接入技术标准主要针对小型风电场接入电网制定的,并不是强制性标准,因此我国应尽快修订和出台科学合理的、具有强制性的技术标准和管理规定,并应严格执行。    其次,德国建立了完善的风电发电并网检测认证制度,对风电有明确的入网检测和认证规定,包括风电机组的入网检测和大型风电场的并网运行检测评价等。以此保证风电机组性能和风电场运行特性满足系统安全稳定运行的要求。而我国风电发电设备并网检测和认证环节还不够,风机本身质量难以得到保证,并可能会对电网安全稳定运行带来隐患。笔者建议加快建设国家风电研究检测中心,严格并网检测认证制度。    第三,完善的政策法规体系。    德国注重风电政策法规的导向作用,并根据发展实际,适时调整。1991年,德国出台《可再生能源购电法》,强制要求电力公司收购可再生能源电力;2000年,《可再生能源法》代替《可再生能源购电法》,规定可再生能源可以优先接入电网;2009年实施的《可再生能源法修正案》,对收购电价和风机技术要求进行了修改。例如,该法案要求新风电机组必须满足输电导则和中压电网技术规范要求;已经并网运行且不能满足新并网导则要求的老旧机组,限期进行改造。在电价上,针对新机组和老旧改造机组分别制定了补贴政策,支持鼓励老旧机组技术改造以满足并网导则要求。    随着我国大规模风电的快速发展,相关政策法规也应随着风电产业的发展,适时进行相应调整,充分发挥法规体系的导向作用。一是从法律层面强化国家规划对地方规划的指导调控作用,强调风电发展规划必须要与电网建设规划相统筹。二是完善风电“全额收购”政策。在保证电力系统安全稳定运行条件下,对风电执行全额收购,在必要条件下,应允许风电参与系统调峰调频。如德国的输电系统运营商E.on公司提出的发电管理规定中,允许临时降低风电机组出力,必要时风电应参与系统调峰。三是兼顾利益相关方的合法权益。随着风电的大量开发,政策制定者也应关注风电对电网建设运行成本、对其他能源发电的效率和效益的影响等问题。(来源:工控网(百站))...
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先进控制技术助力节能增效

GKzhan摘要:传统的自动化较少关注节能与环保问题,随着社会和经济的发展,绿色电厂、绿色楼宇以及绿色化工等与节能环保相关概念被提出,节能能源、减少原材料消耗以及绿色环保等新的约束对自动化技术提出了更高的要求。        在现代企业中,先进控制与优化技术对于企业的节能减排、高效运行起着十分重要的作用,具有许多显著的优点。因此得到了广泛的推广和应用。“节能降耗”需要从自动化等高新技术中寻求出路。先进控制技术完全可以在“节能降耗”领域里建功立业!      节能减排是“十二五”期间国民经济能够继续保持可持续发展的战略性问题之一,是当前对于各行各业都极其重要的任务。先进的科学技术正是“节能减排”的有力武器,这种技术在制造业中正是先进的工业自动化技术。如何加快装备制造业的发展和技术进步,增强工业控制系统的功能和效率,以及更好地应用先进的控制技术来帮助制造企业降低成本、提高效率、改善质量、实现低碳化与“节能减排”的目标,是当前工业自动化行业面临的十分紧迫的问题。    目前,我国工业生产仍普遍存在“三高”(高能耗、高消耗、高污染)的问题。钢铁、有色、电力、化工等高耗能行业单位产品能耗比世界先进水平高40%以上。因而,我们应努力奋斗,尽早缩短这一差距,按照科学发展观和加快转变经济发展方式的要求,建立资源节约型、环境友好型社会。    节能减排、建设“两型”社会是科学发展观的内在要求,当然也是应对气候变化的一个有效手段。    “十二五”节能减排的主要目标与基本思路    《“十二五”节能减排综合性工作方案》总体目标包括:到2015年,万元国内生产总值能耗下降到0.869t标准煤,比2010年的1.034t标准煤下降16%,总实现节约能源6.7亿t标准煤。2015年,全国化学需氧量和SO2排放总量分别控制在2347.6万t、2086.4万t,比2010年的2551.7万t、2267.8万t分别下降8%;全国氨氮和氮氧化物排放总量分别控制在238.0万t、2046.2万t,比2010年的264.4万t、2273.6万t分别下降10%。    “坚持节约优先、立足国内、多元发展、保护环境,加强国际互利合作,调整优化能源结构,构建安全、稳定、经济、清洁的现代能源产业体系”是推动能源生产和利用方式变革的新思路。    为此,专家学者提出:“节能改变世界智能创造未来”,“十二五”期间工业节能减排工作要以科技创新为支撑,大力推进工业节能降耗。围绕工业生产源头、过程和产品三个重点,组织实施余热余压回收利用工程、工业锅炉窑炉改造工程、内燃机系统节能工程、电机系统节能改造工程、热电联产工程、工业副产煤气回收利用工程、高效节能机电产品推广工程、企业能源管控中心建设工程、绿色通信推广工程、节能产业培育工程等十大重点节能工程,提升工业能源利用效率,促进行业节能技术产品装备、企业节能管理水平再上新台阶。    充分认识“十二五”节能减排压力及难度将会更大    随着工业化、城镇化进程加快和消费结构持续升级,我国能源需求呈刚性增长,受国内资源保障能力和环境容量制约以及全球性能源安全和应对气候变化影响,资源环境约束日趋强化,“十二五”时期节能减排形势仍然十分严峻,任务十分艰巨。16%这一目标和“十一五”期间“19.1%”的实际节能幅度相比虽然稍有下降,但仍是一块“难啃的硬骨头”。    这是由于:一是节能减排的约束性指标增多了,“十二五”规划纲要草案除了继续要求化学需氧量排放量和SO2排放量分别下降8%,还新增要求氨氮和氮氧化物分别减排10%;二是“十二五”将大幅抑制能源消耗;三是行业节能减排的空间趋小、难度加大;四是我国石油和化学工业的重点耗能产品,能耗与国际先进水平的差距还很大;五是减排的这四项指标是约束性的,是一定要完成的,严峻的“节能”形势之外,“减排”重任的完成也不容乐观;六是部分高耗能产品生产增长较快,一些过去停工减产的又在恢复生产,产能大量释放,局部地区电力供需偏紧,节能减排任务非常严峻。专家学者形象地说:这次提出的目标是属于“踮起脚来才够得着”的目标。    “十二五”节能减排要求工业发展低碳化    “十二五”时期,我国科技发展仍处于可以大有作为的重要战略机遇期。世界科技保持快速发展态势,学科交叉和技术融合加快,创新要素和创新资源在全球范围内流动加速,科学技术正孕育着新的突破。网络和信息技术加速渗透和深度应用,将引发以智能、泛在、融合和普适为特征的新一轮信息产业变革。新型节能环保技术、新能源技术等加速突破,将推动世界进入绿色、清洁、低碳发展的新阶段。    未来五年,我国经济将面临重大转变,能源消费增长也要有重大变化,“十二五”要继续制定积极的节能降耗定量目标,并试行能源消费总量控制目标,加强节能降耗考核,完善经济社会发展考核内容,以进一步统一认识,用节能降耗实践科学发展,推动科学发展;防止盲目扩大投资,避免单纯追求GDP增长速度;加快低碳技术开发和推广应用;组织开展节能减碳共性、关键和前沿技术攻关。    先进控制技术在节能降耗中的促进作用    “十二五”科技发展的总体目标是:自主创新能力大幅提升,科技竞争力和国际影响力显著增强,重点领域核心关键技术取得重大突破,为加快经济发展方式转变提供有力支撑;基本建成功能明确、结构合理、良性互动、运行高效的创新体系。    传统的自动化较少关注节能与环保问题,随着社会和经济的发展,绿色电厂、绿色楼宇以及绿色化工等与节能环保相关概念被提出,节能能源、减少原材料消耗以及绿色环保等新的约束对自动化技术提出了更高的要求。    当前的节能已不是简单意义的节约和少用能源,而是要靠使用先进科学技术,先进管理理念等来提高能源的利用效率。在当今世界性市场经济的激烈竞争中,工业企业必须应用自动化技术科学来保证产品的质量、成本和数量的优势。特别是在用高新技术改造传统产业方面,自动化科学在工业企业的运行与发展中起到非常重要的作用。在现代企业中,先进控制与优化技术对于企业的节能减排、高效运行起着十分重要的作用,具有许多显著的优点。因此得到了广泛的推广和应用。“节能降耗”需要从自动化等高新技术中寻求出路。先进控制技术完全可以在“节能降耗”领域里建功立业!    先进控制技术在化工自动化的应用    随着科学技术的飞速发展及其在工业生产中广泛和深入的应用,工业生产的发展体现着两个明显的特征,一是生产规模越来越大,二是生产技术水平越来越高。长期以来,我国化学工业技术水平较低、能耗很高。要改变这种局面,根本的出路就是走科技进步的道路,采用先进实用的技术改造传统产业。随着化学工业日益朝着集成化、大型化方向发展,系统的复杂性不断增加,表现为过程具有强耦合性、不确定性、非线性、信息不完全性和大纯滞后性等特征,并存在着苛刻的约束条件,控制目标多元化,变量数目增多且相关性增强。在这种情况下,传统的控制策略已不能完全满足要求,必须应用先进控制。近年来,先进控制在工业上的应用已经越来越多。从工业应用的角度看,先进控制应用成功与否的关键在于设计者对被控过程的准确把握与否,能否正确应用各种控制策略。    就自动化水平而言,主要包含自动化系统及仪器仪表产品和控制技术两个方面。前者仅是实现自动化的基础条件。而后者决定目标控制的好坏。能耗的下降有两种方式:一种是把高耗能产业合理转移出去,提高产业结构;另一种是降低单位增加值能耗,提高能源使用效率。    现代工业过程正向复杂化、高速化、大型化方向发展,节能、降耗、安全、环保是自动化的首要目标,而工业过程通常都有多种约束条件、多变量、强耦合、非线性、大时滞、不确定性、多控制目标等问题,给先进控制技术的实现带来很大困难,主要因为控制目标带有多种约束条件、多变量、强耦合、非线性、大时滞及不确定性;加之对象研究不够、控制方案不够合理等因素造成的。而这些回路恰恰是影响生产效率,降低能耗的关键点。如何实现降低单位增加值能耗,提高能源使用效率呢?本文主要想从市场需求、自动化领域实现节能降耗的基础条件、节能降耗与先进控制的关系、目前存在的问题和今后努力的方向等几个方面来讨论。    近年来对复杂系统建模与控制、非线性控制系统理论、离散事件动态系统、混杂系统理论、大系统理论、随机系统滤波与控制、分布参数系统控制、自适应控制、鲁棒控制、智能控制、最优控制、系统辨识与建模等各种控制理论的研究较多。针对复杂工业过程所具有的多变量、强耦合、强非线性、不确定性、生产边界条件变化大等综合复杂性,将控制理论与方法和智能方法(模糊推理、神经网络、知识挖掘、专家系统等)相结合,开展了智能建模技术、软测量技术、智能控制技术、多变量智能解耦控制技术以及基于综合生产指标的优化控制技术的研究。自动控制是节能降耗的手段之一。对工厂而言,仅靠自动化技术是不能实现节能降耗的,只有当流程工业企业通过结合自动化技术才能达到高效节能的目的。在自动化系统及仪表使用正常的条件下,先进控制的应用使得节能降耗的效果可达5%~7%。即便生产工艺的改造、升级和创新,各种机械、电气等设备的效率提高的条件下,自控投运率太低,同样对节能降耗有影响。国内一些石化公司如茂名、扬子、济南等炼油厂已经应用了先进技术,并且带来了可观的经济效益。(来源:工控网(百站))...
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未来我国传感器应用前景宽广

       GKzhan摘要:当前,我国传感器产业正处于由传统型向新型传感器发展的关键阶段,它体现了新型传感器向微型化、多功能化、数字化、智能化、系统化和网络化发展的总趋势。  传感器由传统向新型转变    我国在传感器技术研究方面,正在逐渐缩小与国外的差距,一批基于MEMS技术的新型传感器正在进入市场,在各领域中不断拓宽应用范围,设计技术、材料控制技术、生产技术、可靠性技术和测试技术不断发展成熟,量产能力逐步提高。在市场竞争日趋激烈的条件下,我国生产的传统传感器,如力学量传感器、气体传感器、温度传感器、光学传感器、电压敏传感器,产销形势稳中有升,不仅在国内市场的份额逐步增长,还同时满足了部分国外市场的需求。    在国内传感器产业中形成了一批骨干研发及生产单位。同时,由于改革开放,国内巨大的传感器应用市场,引来了各国厂商,如西门子、日本横河公司、美国霍尼韦尔公司、日本欧姆龙公司、美国邦纳、芬兰维萨拉公司等,这些国外公司占据了中国传感器市场重要份额。    当前,我国传感器产业正处于由传统型向新型传感器发展的关键阶段,它体现了新型传感器向微型化、多功能化、数字化、智能化、系统化和网络化发展的总趋势。传感器产业和市场发展前景归纳起来,主要特点是:    1.加速形成从传感器研究开发到大生产一条龙产业化发展模式,走自主创新和国际合作相结合的跨越式发展道路,使我国尽早进入世界传感器的主要生产国之列。    2.传感器产品结构向全面、协调、持续性发展。根据市场需求,既要切实加强新型传感器的开发,又要做好传统传感器的质量升级和产量增长;产品品种向投资类倾斜,尤其是填补“空白”的品种,从而使传感器各门类和品种比例适当,形成一种“新旧交替、远近结合、品种齐全、满足需求”的新的产品结构。    3.企业生产(年生产能力)向规模经济或适宜规模经济发展。大生产技术的实践表明:规模经济出效益。考虑到今后先进生产技术的使用和市场的扩大,量大面广的通用传感器的生产规模将以年产亿只计,一些中档传感器的生产规模将以年产1000万只计;而一些高档传感器和专用传感器的生产规模将以年产几十至几百万只计。实现规模经济生产后,可最大限度地降低生产成本,从而实现廉价传感器的商品化。    4.生产格局向专业化发展,专业化生产的内涵为:生产传感器门类少而精;专门生产某一应用领域需要的某一类传感器系列产品以获得较高的市场占有率;各传感器企业的专业化合作生产,能有效地避免企业内部的“大而全”,提高经济效益。    5.传感器大生产技术向自动化方向发展。传感器的门类、品种繁多,所用的敏感材料各异,决定了传感器制造技术的多样性和复杂性。纵观当前传感器工艺线(含各类传感器引进线)的概况,生产技术水平不一,多数工艺已实现单机自动化,但距离生产过程自动化尚存在诸多困难,其中封装工艺和测试标定(两者的费用约占产品成本的30%~50%)是传感器自动化大生产的关键技术,有待今后广泛采用CAD(计算机辅助设计)、CAM(计算机辅助制造)及先进的自动化装备和工业机器人进行突破。    6.企业的重点技术改造应加强从依赖引进技术向引进技术的消化吸收与自主创新的方向转移。自主创新应视为企业的立足之本。    7.企业经营要加快从以国内市场为主向国内与国外两个市场相结合的国际化方向发展。    8.企业结构将向“大、中、小并举”、“集团化、专业化生产共存”的格局发展。集团化大公司(含在境外的跨国集团公司)将越来越显示出它的垄断作用,而专业化生产的中、小企业因其能适应市场小量产品的需求,仍有其生存、发展的空间。    MEMS及汽车传感器市场加速发展    由于传感器的种类很多,这里主要介绍MEMS传感器和汽车传感器的市场情况。    MEMS传感器市场    随着国际MEMS传感器市场从高端产品向消费类产品市场转移,中国的MEMS传感器市场将加速繁荣。MEMS传感器除了用于工业交通等部门外,新兴应用市场是汽车、通信、办公设备、移动电话等。对于在全球消费电子市场中占据重要地位的中国市场,专家们预计,2009年国内MEMS传感器市场将有3500万~4500万颗的需求量,而明年这一数字则很可能会翻倍。    国内MEMS传感器的基础性科研开发取得了显著成果,但尚未形成大批量生产能力,未形成独立的产业,技术成熟度还存在不足,产品种类相对较少,生产厂家分散,与国际上的产业化存在较大差距。    汽车传感器市场    受汽车产业高速增长的拉动,汽车传感器的市场规模也在扩大。    2007年全球汽车传感器市场规模达47亿美元,其中底盘传感器市场为21亿美元,车身传感器占13亿美元。    从2004年到2009年,全球车用传感器以9%左右的速率增长,2008年市场需求量约为14.87亿个。2007年-2010年中国汽车传感器市场销售额的年度复合增长率将超过35%。其中,2009年其市场销售额将接近10.5亿美元,同比增长40.5%;2010年市场销售额将超过13.2亿美元,同比增长35.2%。    汽车数量的增加以及每辆汽车上所采用传感器数量的增多,决定了中国汽车传感器市场容量必将不断增大,中国传感器市场正进入蓬勃发展期。    目前,汽车技术升级换代,国内外企业都将车用传感器技术列为重点发展的高技术。微型化、智能化、非接触测量和MEMS传感技术,将逐步取代传统的机械式、应变片式、滑动电位器式等传感技术,汽车传感器在安全、节能、环保以及智能化方面将取得重大突破。而各大传感器厂商在性能上的比拼,将提升汽车传感器的技术含量,降低生产成本,并推动新的技术革命,促进汽车传感器工业的发展。    而且,现在市场也出现了很多更为先进的传感器设备。像太阳能无线远传传感器、风力无线传感器等等。并且在许多领域已经有了很广泛的应用。    比如:    污水处理厂的水质监控    一个无线传感器节点上连接一个液位传感器,一个pH值传感器,一个流量计和一个电导率传感器。许多个这样的节点被放置在污水处理池的各个位置,用来监测每个处理池中各处的污水处理状况,通过节点自动组成的智能网络,将各个节点的数据回传到远程控制中心的机房终端显示器上。由于无线传感器摆脱了信号电缆的束缚,因此可以任意安放在各个位置,并且可以随时对位置进行更换而不影响这个系统的监控,同时因为没有电缆,也不用担心发生漏电事故。    建筑物强度结构健康监测    在地震中,对人的生命财产安全造成最大伤害的就是建筑物的倒塌。而现今大都市中,摩天大楼林立,在汶川大地震中,北京地区也有震感,华贸#middot;国贸等高层写字楼均有晃动,大量人员有不适感,但直至通过广播,网络确认地震发生后,写字楼人员方开始撤离。如果震中发生在北京附近这几分钟的迟疑就会带来高层写字楼数千生命的消逝,而北京至少拥有    数百栋高层写字楼。    加速度计依然是监测建筑物的最简单有效方式。美国加州大学伯克利分校对旧金山金门大桥部署过建筑健康监测系统。其本意是用来检测桥体在风力作用下的各个关键受力点的振动状况,整体数据建模后就可以分析出桥体受损老化严重的部分从而进行有针对性的修补。    桥体和高层建筑有一个共同的特点,就是建筑结构及其敏感,因此其前端的测量点部署很难采用有线方式,否则极易损害建筑结构受力。    而无线技术,特别是不需供电的低功耗无线技术,在解决建筑物健康监测前端100米数据获取中具有极其重大的意义。节点具有无线能力,体积较为小巧,可以很容易的安装在建筑物的关键受力点上,而不影响建筑物外观。具有低功耗能力,节点一经部署不需要频繁更换。省去了复杂耗时的布线操作,只要打开节点开关,位于建筑物监控中心的接受终端就可以实时获取数据,与建筑报警系统联动后,一旦探测到可能威胁到建筑物的震动信息,立即发出报警通知建筑物内人员立即撤离。平时该系统收集的数据还可以用来监测建筑物老化状况,为建筑物维护提供辅助决策信息。    桥梁强度结构健康监测    近年来中国连续发生的几起桥梁垮塌事故是人们加强了桥梁健康状况的重视,相关部门也意识到桥梁并不是一个一次性投入后就可以放任不管的公共交通基础设施,它的健康状况同样关乎着人民的生命和国家经济的安全。利用传统的传感器和测量监控设备对桥梁健康进行监测需要在整个桥面上铺设信号和供电电缆,不仅浪费资源而且铺设起来工程复杂庞大,特别是像杭州湾大桥和港珠澳大桥这种长距离、大跨度的巨型桥梁。而使用无线传感器网络来进行桥梁健康监测,就显得简单方便的多了,只需要将无线传感器节点固定在桥梁的关键受力点处,并沿桥布置,各个节点就会自动组织形成网络并且回传相关的测量数据。另外,我们还开发了专门的无线传感平台,可以连接多种传感器。这样,即使在建设桥梁时预埋进桥体的传感器也可以通过无线节点进行监测。不但充分利用了资源,还节省了技术升级所带来的成本投入。    原油输油管线温度压力监测    随着世界能源消耗量的增加,各个国家越来越依赖于从别国进口能源,特别是石油和天然气等基础能源原料,而石油输油管线又是其中最为重要的一种。但是世界原油储藏分布在一些高海拔国家,比如俄罗斯和加拿大。而原油的属性又决定它必须达到一定温度才能被稀释,具有良好的粘度特性和流动性。同时,又本着节约能源的目的,我们又要把加热的温度控制在一个合理的范围内,因此,就需要对石油输油管道的温度进行监测。在确保原油能够达到良好流动性的同时降低加热的能耗。在原有管道沿线布设无线传感器网络是最为经济合理的方案,这样可以大大节省铺设信号和供电电缆的成本。同时又能实现数据的网络只能传输。同时在节点上连接压力计又能够监测输油管线是否发生泄漏和偷盗事故,并及时报告事故位置。    通过无线网络监控储存罐    通过无线网络监控室外储存罐内液位,并提供电源转换功能    与无线网络相连的传感器监控储存罐内的液位.因为只有120V交流可用,所以无线网络节点能够转换成可用的线电源.无线网络几点基于可抵御各种天气环境的设计,避免了耗时的维护工作.    地质灾害的预防监测-山体滑坡    香港由于存在大量山地地貌,城市居民人口众多,要求土地必须保持较高的利用率,因此大量建筑和道路都位于山区附近。由于地处中国南方,地理位置决定了该地区降雨量常年偏高,尤其在每年夏季的梅雨季节,会出现大量的降水。不稳定的山地地貌在受到雨水侵蚀后,容易产生山体滑坡现象,对居民生命财产安全造成巨大的威胁。    过去数十年内在某些极其危险地域发生了多次山地滑坡现象,因此政府部门试图部署一种灵活稳定的系统对山体滑坡进行监测和预警。该市政府部门尝试部署过多套有线方式的监测网络,但是由于监测区域往往为人迹罕至的山间,缺乏道路,野外布线,电源供给等都受到限制,使得有线系统部署起来非常困难。此外有线方式往往采用就近部署数据记录仪的方式记录采集数据,需要专人定时前往监测点下载数据,系统得不到实时数据,灵活性较差。有关方面的专家为此专门制定了应用无线传感器网络的解决方案。    山体滑坡的监测主要依靠两种传感器的作用,液位传感器以及倾角传感器。在山体容易发生危险的区域,将会沿着山势走向竖直设置多个孔洞,如图所示。每个孔洞都会在最下端部署一个液位传感器,在不同深度部署数个倾角传感器。由于该地区的山体滑坡现象主要是由雨水侵蚀产生的,因此地下水位深度是标识山体滑坡危险度的第一指标。该数据由部署在孔洞最下端的液位深度传感器采集并由无线网络发送。    通过倾角传感器我们可以监测山体的运动状况,山体往往由多层土壤或岩石组成,不同层次间由于物理构成和侵蚀程度不同,其运动速度不同。发生这种现象时我们部署在不同深度的倾角传感器将会返回不同的倾角数据,如图所示。在无线网络获取到各个倾角传感器的数据后,通过数据融合处理,专业人员就可以依据此判断出山体滑坡的趋势和强度,并判断其威胁性大小。山体滑坡在地震之后的灾区随处可见,尤其是交通要道两侧的山体滑坡对救援进度更是会造成巨大的威胁,相信无数人仍然记得在听到理县到汶川的生命线在打通后不到一天的时间就又因山体滑坡而中断时那揪心的感觉。    国内传感器市场将会继续的稳定且快速的增长。    面临新的形势,未来传感器市场的发展走势可预期为:    首先,国内传感器的总需求量将稳定增长。    投资类传感器将呈现较大幅度增长,汽车工业的持续发展促进国产传感器加快进入市场,各工业部门为节约原材料、降低能耗、提高经济效益,将大量采用工业过程控制传感器;环保工程中所需各类传感器的需求会愈加旺盛,尤其是我国投入4万亿元用于基础建设项目以及应对国际金融危机采取的防范措施等重点工程,无疑会大幅度促进传感器的需求增长。    消费类用传感器将呈现继续稳定增长势头,MEMS传感器加工成本降低,将在家用电器中普及,新一代信息家电、办公用信息产品的需求,加速了消费类市场的繁荣势头。    其次,传感器市场需求的产品结构将向着增加投资类产品的比例发展,其中农业、环保、医疗卫生以及仪器检测用传感器将是广阔的新市场。    最后,力学量传感器、湿度传感器、光传感器、磁传感器、生物传感器、温度传感器的主要品种的产业化更加成熟,传感器市场空间将进一步扩展。    据CCID-MRD(中国电子信息产业发展研究院微电子研究所)预测,2010年我国传感器市场销售额将达到632亿元。    尽管受到金融风暴的影响,但工业和信息化部2008年的数据统计依旧显示,我国的传感器市场呈现出逆势增长的态势。前几年,中国的传感器年销售额平均增长率达到了39%,而2008年-2010年我国传感器增长速度将在23%左右,有所下降,这一趋势与我国经济调整的趋势相吻合。(来源:工控网(百站))...
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浅析国内压力传感器企业发展存在的几点问题

国内压力传感器企业综合实力方面,我国行业内企业存在以下几个方面不足之处:    (1)企业劳动生产率低,由于压力传感器产业属于高科技产业,低劳动力本的作用并不明显。另外,国内企业管理水平普遍低于国际企业。因此,生产高技术含量产品的企业,其企业劳动生产率远低于外国企业。    (2)企业技术开发投入普遍不足,由于我国压力传感器产业内企业几乎全部是中、小型企业,人力、财力方面都不能支持足够的、长期的技术创新投入。因此,在产品研发投入上略显不足。目前,就全球压力传感器产业范围来看,平均产品研发投入占销售额的10%,而我国仅占3%。    (3)行业规模小,我国的压力传感器行业的总产值较低。目前,我国压力传感器产业内企业绝大多数是中小企业,行业内缺乏综合实力强的“旗舰”企业。国内企业的单项产品市场运作力较强,但缺乏综合实力;同时,在人力、财力上都能在市场上与外国跨国集团抗衡。因此,在市场竞争方面处于弱(来源:工控网(百站))...
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