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呼吁行业健康发展,你会使用热电偶补偿导线吗

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呼吁行业健康发展,你会使用热电偶补偿导线吗

5月26日,2019中国国际大数据产业博览会在贵阳开幕,全球大数据业界的代表和嘉宾围绕“创新发展·数说未来”的主题,共商大数据产业发展与合作大计。 在2019数博会“工业互联网与智能+”高端对话上,中国信息通信科技集团有限公司党委常委、中国工程院院士余少华在主题演讲中谈及推进工业互联网的原因。他认为,总的来说,发展工业互联网网络、平台、安全三大体系对中国制造的国际地位和转型升级意义重大,未来我们工业互联网要建立两个关联工厂,不仅仅是物理的工厂,更是智能的工厂。从中国制造业来看,中国有超过220个工业品产量是世界第一,我们应该是不折不扣的全球第一制造大国,从趋势上来看,未来十年互联网是由消费领域向制造领域推进。在这个趋势过程中,人、网、物都会发生量级变化。 通过工业资源的网络互连、数据互通和系统互操作,实现制造原料的灵活配置、制造过程的按需执行、制造工艺的合理优化和制造环境的快速适应,达到资源的高效利用,从而构建服务驱动型的新工业生态体系。 以机器、原材料、控制系统、信息系统、产品以及人之间的网络互联为基础,通过对工业数据的全面深度感知、实时传输交换、快速计算处理和高级建模分析,实现智能控制、运营优化和生产组织方式变革。 工业互联网的最早概念来自于美国,是GE公司率先提出来的。我们知道,传统的制造业的生产设备、产品的生产、检修、追溯,大部分都是通过人工来操作,严重依赖老工人的经验判断,而且传承周期很长。 那么工业互联网时代,就是通过万物互联的方法,将生产设备、产品、服务,通过云计算、大数据来分析,最终实现最优化解决方案,这大大增加了制造业的效率,堪称第四次工业革命。因此工业互联网和工业4.0有很多的共同之处。只不过,德国的工业4.0的提法少了云计算和大数据融合,更多的是制造业的智能化。 工业互联网是工业化国家在过去几十年强大的技术积累,以及和互联网结合以后产生的新战略,新的技术布局以及对未来的一种新的愿景。如果我们单从互联网角度去解读这些愿景和战略,是远远不够的。事实上工业互联网有强大的技术支撑。 工业互联网平台参考架构 那么目前工业互联网走到哪一步了呢?很可惜,目前工业互联网是工业的最高阶段,但目前也仅走到工业物联网阶段。也就是未来还有很长的路要走。感知是物联网的先行技术,要确保物联网的稳定运行,离不开众多感知技术的加持,其中最为关键的技术之一便是传感器。 传感器是工业互联网的基础和核心,是自动化智能设备的关键部件,工业互联网的蓬勃发展,将给传感器企业带来巨大的机会。 工业互联网为传感器企业带来巨大市场 参照工业2.0、3.0、4.0,人工智能1.0、2.0等阶段划分,工业互联网可分成三个阶段:工业互联网1.0,通过建设以IP技术为基础的网络连接体系,实现工厂IT网络与OT网络的连接,工厂外部企业与上下游、智能产品、用户的网络联通;工业互联网2.0,通过工业数据采集技术,实现产品、设备、原材料、产业链等详细数据的上传和汇聚,为工业互联网平台和工业APP打下基础;工业互联网3.0,通过人工智能、边缘计算技术,实现物理世界与数字世界的智能无缝连接。 我国大部分的工业企业尚处于工业互联网1.0或向其迈进的过程中,少部分领先性企业在探索实践工业互联网2.0,个别企业开始布局工业互联网3.0的研究。工业互联网发展的不同阶段对传感器要求差别亦不同,传感器及传感系统产业企业同样需要准确定位,不仅要看到工业互联网发展给传感器产业发展带来的蓝海,更要挖掘有效市场,实现最终的产值和利润。 工业互联网一方面给传感器企业带来了机会,另一方面也对传感器提出了新的要求,主要体现在对灵敏度、稳定性、鲁棒性等方面的要求会更高。同时,工业互联网的普及使得传感器无处不在,大量使用对传感器提出轻量化、低功耗、低成本的要求,同时也更多要求网络化、集成化、智能化。 此外,工业互联网传感器应用涉及的面更广,对传感器的数量及产业化的需求更大,国内传感器产业目前还存在企业规模小、创新能力不足的问题,完全满足工业互联网的需求还有不少差距。近期爆发的中美贸易摩擦中对核心芯片的禁运,也给我们传感器及应用行业敲响了警钟。传感器和集成电路芯片一样,都属于高技术含量的关键零部件,如果国内企业不加大自主创新力度,未来也会面临类似的局面。 无线传感器网络 随着传感器、计算机、无线通信及微机电等技术的发展和相互融合,产生了无线传感器网络(WSN,wirelesssensornetworks)。无线传感器网络技术与当今主流无线网络技术使用同一个标准——802.15.14,它是一种新型的信息获取和处理技术,是继互联网之后,将对人类社会的生产、生活方式产生重大影响的一项重要技术。无线传感网络综合了嵌入式计算技术、传感器技术、分布式信息处理技术以及通信技术,能够协作地实时监测、感知和采集网络分布区域内的不同监测对象的信息。 无线传感器网络系统(WSNS,wirelesssensornetworkssystem)通常由传感器节点、聚节点和管理节点组成。 无线传感器网络通信体系结构图 无线传感器网络的出现引起了全世界范围的广泛关注,被称为二十一世纪最具影响的技术之一;改变世界的10大新技术之一;全球未来的四大高技术产业之一。无线传感器网络技术很快也将进入工业互联网和工业测控领域。伴随未来大多数工业仪表和自动化产品对无线传输功能的集成,从而完成从有线到无线的过渡。 典型的工业用无线传感器网络 工业用无线传感器网络示意图,核心部分是低功耗的传感器节点(可以使用电池长期供电、太阳能电池供电,或风能、机械振动发电等),网络路由器(具有网状网络路由功能)和无线网关(将信息传输到工业以太网和控制中心,或者传输通过互联网联网)。 在工业自动化领域的老牌劲旅,如GE、Honeywell等,都推出了各种工业无线传感器网络产品和系统,国内也有不少研究机构和大型公司在进行相关研究。 传感器网路在工业互联网的应用 工业互联网现在人们普遍理解为使用传感器网络和机到机通信的工业环境自动化。 市场分析公司NanoMarkets在2014年11月发表的“工业互联网用传感器市场”报告就将工厂自动化、楼宇自动化、智能电网和公共交通等作为工业互联网的应用,并预测到2019年之前这一领域每年消费的传感器将超过200亿美元。今后的技术人员和维护人员将越来越多地使用强大的平板电脑收集和处理来自工业机械中集成的传感器发出的信息。 1、工业环境监测 工业环境的监测范围已经涉及到整个生态环境的各个方面,包括日常环境监测,如大气,水,电磁辐射和放射性监测等;同时还存在一些特殊的区域环境监测,如沙漠、高山和存在放射源等区域的监测。这些环境对传感器产品的灵活性、可靠性和安全性提出了高要求。 无线传感器网络产品可以突破传统的监测方法,在满足了灵活性、可靠性和安全性的同时,为工业环境的监测降低了成本,同时也大幅度缩减了传统监测的繁琐流程,为随机性的研究数据获取提供了便利。随着人们对于工业环境的关注程度越来越高,需要采集的环境数据也越来越多,对无线传感器网络产品的需求将逐步扩大。 2、智能电网 当前,全球能源、环境、气候变化等问题日益突出,世界各国纷纷把开发利用清洁能源作为能源发展与变革的重点。智能电网如今已经成为物联网技术的重要应用之一,也是电网发展的必然趋势。智能电网通过先进的传感测量技术、通讯技术、先进的控制方法和决策支持系统技术的应用,确保电力供应的安全性、可靠性和经济性。 为了使智能电网的持续运营,设备安全保障已经成为了关键问题。由于电网设备长期处于高电压、大电流等工作状态,同时面临雷雨等极端自然环境的威胁,对设备实施智能监控显得尤为重要。无线传感器网络产品可对电网设备进行远程的监控,了解设备的工作状态,并将数据传输到控制中心,对设备进行统一管理,同时实时监控也提高了维护效率。随着智能电网计划的推进,对电网设备的智能化监控需求形成了巨大的无线传感器网络产品市场。 3、数字化油田 经济发展与社会需求的不断扩大加速着油井数量的迅速上升,油田开发整体范围也呈扩大趋势。因此,油田生产、管理与经营的智能化成为发展趋势,数字化油田应运而生。 在油田的数字化过程中,无线传感器网络产品可以对油井环境和井口设备实现实时监控,将工作现场的设备状态,环境参数等重要信息传到控制中心,在必要时刻即刻发出警报并安排调度。随着无线传感器网络产品在油田的深入推广和广泛示范,数字化油田的数量也将逐渐增加,无线传感器网络产品的市场需求将呈现高速增长的态势。 4、智能工业 我国工业制造业正面临新一轮产业革命的契机,制造企业利用物联网技术进行改造升级的需求十分迫切,信息技术企业也在积极借助物联网技术,以其为突破口迅速向工业领域渗透。以智能化为核心的工业4.0的提出,契合了物联网技术向工业领域融合的趋势,未来市场发展潜力巨大。智能制造中的核心之一是工业过程的智能监测。 将无线传感器网络技术应用到智能监测中,将有助于工业生产过程工艺的优化,同时可以提高生产线过程检测、实时参数采集、生产设备监控、材料消耗监测的能力和水平,使得生产过程的智能监控、智能控制、智能诊断、智能决策、智能维护水平不断提高。随着物联网的快速发展和工业4.0的进一步推进,以智能化为核心的工业过程控制将得到快速发展,进而拉动对基于无线传感器网络技术的工业过程监测系统解决方案的市场需求。 工业无线传感器网络产品飞速增长的主要原因是随着整个物联网生态环境的成熟,工业物联网也由政府主导开始慢慢发展。中国工业感测终端的数量保持着飞速增长的态势,2014年中国工业感测终端数量为7亿左右,预计伴随着中国制造2025的推行,到2020年,中国工业感测终端将突破20亿个。 同时,无线通信、功耗、极端微型化(驱动力之一是MEMS传感器)以及嵌入式计算方面的发展,也促成了面向苛刻工业环境的无线传感器网络的兴起。工业无线传感器网络产品会随着“中国制造2025”的提出所带动的企业生产线改造和IT设备升级改造一直高速增长到2019年,并一直保持着上升趋势。 工业互联网领域传感器不仅是硬件,更是数据的创造者,同时也是服务的创造者。

你会使用热电偶补偿导线吗?

热电偶是工业现场使用广泛的温度传感器,热电偶、补偿导线和显示控制仪表、PLC系统或DCS系统构成热电偶测温系统

热电偶补偿导线是在一定温度范围内与所匹配的热电偶有相同热电势标称值的导线。以下是工业现场常见的十种错误使用补偿导线案例,希望大家在看完案例分析后会有所收获。

1、使用普通电线做热电偶信号线,未使用补偿导线

根据热电偶测温原理可知,热电偶回路的热电势与测量温度和热电偶参考端温度有关,安装在使用现场的热电偶参考端温度(指热电偶接线盒处温度)随环境温度变化而变化,不能恒定。在热电偶参考端温度波动情况下,使用补偿导线将参考端延长到温度较稳定的环境或远离热源的环境来补偿热电偶参考端温度变化所产生的误差。

普通电线能传送热电偶测温时产生的mV信号,但不能补偿将热电偶参考端温度延长到仪表控制室,从而导致热电偶测温系统出现温度补偿不准确。

正确方法:热电偶信号传送必须使用热电偶补偿导线,禁止用电缆替代补偿导线。

2、不同分度号热电偶和热电偶补偿导线混用,引入测量误差

某单位使用S型热电偶测量炉膛温度,工作人员知道热电偶必须使用补偿导线,便用库存K型热电偶补偿导线将铂铑10-铂热电偶信号连接到显示仪表,使用中发现实际炉温与测量值偏差很大,将补偿导线更换更换为SC后测温恢复正常。按照国家质量技术监督局规定,热电偶补偿导线的热电势及允许误差应符合JJG 351-1996工作用廉金属热电偶检定规程及有关标准的规定,不同分度号对应的热电偶补偿导线在同一环境温度下的所产生的热电势不同,将不同分度号热电偶与热电偶补偿导线混用,必然给热电偶测量系统引入热电偶参考端温度补偿误差。正确方法:各种热电偶补偿导线必须与对应分度号的热电偶配用。

3、 热电偶补偿导线绝缘层破损在热电偶接线和安装使用过程中,偶尔会出现热电偶接线盒出线口处和补偿导线其他部位绝缘层磨损,故障现象表现为显示仪表或DCS系统温度显示值一般偏小。正确方法:寻找补偿导线绝缘层破损点,重新进行绝缘处理,恢复仪表正常显示值。

热电偶和热电偶补偿导线都有正负极之分,补偿导线极性反接时仪表显示值变化很大:

补偿导线型号

配套热电偶

绝缘层颜色

热电偶补偿导线护套颜色

一般用

耐热用

正极

负极

普通级

精密级

普通级

精密级

RC

R型

绿

SC

S型

绿

KCA

K型

KCB

K型

KX

K型

NC

N型

NX

N型

EX

E型

JX

J型

TX

T型

5、热电偶补偿导线与接线端子接触不良热电偶补偿导线比较硬,导线与接线端子间在接线或使用过程中容易出现接触不良,此类故障现象反映为仪表或DCS系统无显示值或显示值超量程。处理方法:紧固接线端子,消除接触不良故障,回复仪表正常测量显示。6、热电偶与补偿导线连接点温度超过规定的使用范围普通热电偶补偿导线使用温度在0-100℃;耐高温补偿导线使用温度在0-200℃。比如R型热电偶补偿导线Rc和S型热电偶补偿导线Sc均为补偿型补偿导线,在各类补偿导线中准确度最低,在0-60℃环境中使用误差较小,在0-150℃环境中使用有较大负误差。正确方法:一般补偿型热电偶补偿导线使用环境温度不超过100℃,高温型热电偶补偿导线使用可达200℃

7、热电偶补偿导线中间有接头,接头处接触不良在热电偶补偿导线生产过程中单位长度内接头数量对于生产商而言有相关质国家量标准约束,生产商会做相应处理。在长距离敷设补偿导线中长度不够需要接线,常见施工人员将补偿导线接头处拧在一起做绝缘处理后就投入使用,使用一段时间后出现测量不准,误差增加。正确方法:如需要延长补偿导线长度,应将同型号补偿导线相同极性线相连接,连接牢固可靠并进行焊接,做绝缘处理后投入使用。

8、补偿导线与动力电缆平行敷设,信号被干扰某企业在施工过程中将热电偶补偿导线与电气动力平行敷设在同一电缆桥架中,系统投入使用后出现DCS系统显示热电偶温度忽高忽低,经反复检查确认为热电偶测量信号被动力线路干扰,由此引起温度测量误差最高达一百多度。正确方法:施工过程中热电偶补偿导线与动力电缆同向敷设,将电力桥架与仪表信号桥架分别敷设,并采用屏蔽型补偿导线。如避免不了补偿导线与动力电缆在同一桥架,桥架内部应设置屏蔽隔板或交叉敷设,####降低热电偶信号被干扰机率。9、长距离使用热电偶补偿导线,因信号衰减和干扰引入测量误差热电偶测温时产生的电势值为mV信号,因补偿导线用长度增加出现信号衰减和现场磁电干扰耦合,使仪表或DCS系统温度显示值波动。处理方法:需要长距离敷设补偿导线,补偿导线线径应不低于Φ1.5mm2,减少mV信号衰减。选用屏蔽型补偿导线,并将屏蔽层按规范接地(必须让屏蔽层在补偿导线一端接地,接地并入仪表信号接地网,禁止将接地并入工厂电气接地网),避免因屏蔽层接地不正确而引入测量误差。使用温度变送器,将就地热电偶信号转换为4-20mA信号传输,提高信号抗干扰能力。10、热电偶选配热电偶温度变送器后,不需要补偿导线?热电偶温度变送器通常安装在热电偶接线盒内和控制柜内,这是两种不同结构的温度变送器:温度变送器安装在热电偶接线盒内构成一体化热电偶温度变送器,热电偶偶丝直接接到温度变送器输入端上,输出为二线制4-20mA信号,变送器与显示仪表或DCS系统直接用双绞线或两芯屏蔽电缆连接,不使用热电偶补偿导线。

如果温度变送器安装在控制柜内,热电偶与温度变送器之间连接必须使用补偿导线,变送器与显示仪表或DCS系统直接用双绞线或两芯屏蔽电缆连接,不使用热电偶补偿导线。正确方法:热电偶温度变送是否使用补偿导线必须按实际应用来确定。

正确使用热电偶补偿导线,相关从业人员需要了解热电偶工作原理和补偿导线工作原理,更要有强烈责任感和认真踏实的工作态度,这样才能避免上面所述错误发生,从而保证热电偶精确。咨询请联系www.xmsensor.com王春燕

进入21世纪以来,我国经济发展势头强劲,各行各业可谓是遍地开花。然而,随着企业数量的日渐增长,企业间竞争的激烈程度也一路攀升,逐步迈向了白热化。一个市场一旦热闹起来,就难免会出现摩擦。如果是合理的正当竞争情有可原,也有利于行业的整体发展,但要是恶性竞争,那就反而会起到不良的影响。 近日,一家科学仪器厂商发现自己的产品被拍下来发在朋友圈里,配的一段文字令他们着实不快。原来是晒照片的人说他们产品的胶管味道很重,熏得整个走廊都能闻到。经过对每一家客户的回访,厂商才了解到没有一家出现过胶管气味熏人的情况。他们认为朋友圈所发信息应该是同行在恶意诋毁和造谣,随后发布公告予以澄清。类似的事情也曾发生在一家仪器代理商身上,有人诽谤其代理的某美国品牌产品均是中国当地生产,而不是美国原产。实际情况是,一类是美国品牌授权销售的产品,一类是美国原产产品。该品牌已经在亚太区建立了研发团队和技术服务团队的公司,为亚太地区用户提供更符合使用习惯与需求的产品,以降低生产与研发成本。 上述两个案例都是因为被无端造谣而引发的,被造谣的企业平白花了更多的精力和时间去解释澄清。可以说是,造谣一张嘴,辟谣跑断腿。不太了解实际情况或者没有看到辟谣公告的客户,可能还是会在心里留下不好的印象。不过,作为企业恶性竞争当中较为常见但也颇为低端的手段,中伤造谣主要还是只会对某家企业造成影响,下面这些恶性竞争行为却会威胁到整个行业。 首当其冲的就是我国科学仪器行业尤其是低端领域的一大顽疾——低价竞争。作为普通的消费者,很多人都会偏向于选择价格较低且质量符合心理预期的产品,即讲求性价比。尤其是中国消费者,对于价格的敏感度很高,偏爱低价产品。所以即便是消费升级的时代,拼多多这样瞄准低消费人群的电商平台依然能够大火。 但是,科学仪器行业有别于普通的消费品行业,“便宜没好货,好货不便宜”的道理更加行得通。其原因在于,科学仪器企业需要一笔足够的研发费用来支撑产品的性能和质量,因此仪器产品的实际成本要高于原材料成本、生产成本、人力成本之和。一味降低价格出售产品,就是在压缩利润空间,进而导致企业没有足够的资金进行研发和生产。由此,仪器企业会进入一个死循环,不断在利润低、资金不足、研发能力差的漩涡中挣扎。一旦低价竞争的风气形成,科学仪器行业内一批企业都会受到影响。竞争对手已经压低价格了,如果自己不跟着压价,就难以抢到客户。然而,这种竞争方式也不过是“伤敌一千,自损八百”,结局是两败俱伤。所以,国产仪器想要崛起,必须摆脱这种低价竞争的模式,进入投入与产出的良好循环。 除了打价格战之外,有些不法企业还通过偷窃他人的研发成果、炮制假冒产品或者在招标中暗箱操作等手段来牟利。这些行为均严重打击了广大创新型企业的积极性,也反映出当前科学仪器市场的相关制度还不够完善。归根结底,创业就是为了利益,只谈梦想不谈利益是不切实际的。只有切实保证好创新型企业的生存力和竞争力,证明创新是成功最好的出路,为广大企业大开创新发展的方便之门,才能将市场风气一步步引导回正途。希望国产仪器的明天不是继续沉沦在恶性竞争中,不是事与愿违的劣汰优也汰,而是良币驱逐劣币的健康发展。

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