中国科学院沈阳分院
简 报
第三十六期
总716期
沈阳分院办公室 二○○八年十一月六日
我国工业无线国际标准制定工作取得重大突破
由中国科学院沈阳自动化研究所主持研发的用于工业过程自动化的无线网络WIA-PA(Wireless Networks for Industrial Automation-Process Automation)规范于10月31日经过国际电工委员会(IEC)全体成员国的投票,以96%的得票率获得通过,作为公共可用规范IEC/PAS 62601标准化文件正式发布。
工业无线技术是工业自动化领域前沿热点技术,引领工业自动化系统未来的发展方向。工业无线技术是本世纪初新兴的,一种面向设备间信息交互的无线通信技术,是对现有工业通信技术在工业应用方向上的功能扩展和提升,将引发传统工业测控模式的变革,引领工业自动化系统向着低成本、高可靠、高灵活的方向发展。欧美等国政府多次在发展规划中指出,工业无线技术将在提高产品质量、降低生产成本、提高能源效率等方面发挥重要作用。美国能源部还将工业无线技术列为实现到2020年美国工业整体能耗降低5%目标的主要技术手段之一。
工业无线技术引起了先进工业国家的高度关注。无线技术在恶劣的工业现场环境使用面临着抗干扰、高安全、实时通信等一系列挑战性技术难题需要解决。国际上,以美国、德国为代表的西方工业强国投入巨资开展相关的研发工作,爱默生(Emerson)、西门子(Siemens)、霍尼韦尔(Honeywell)、通用电气(GE)等大公司都参与其中。目前国外工业无线技术的发展已开始进入工程验证阶段,关键技术难题正在逐步突破,市场需求非常旺盛,爱默生、霍尼韦尔等公司已初步形成了自有技术体系和原型产品。
标准制定是工业无线技术竞争的焦点。国际上,以HART通信基金会和美国仪表系统与自动化协会ISA等为代表的几百家会员单位,在众多的跨国公司的支持下,积极开展相关标准的制定工作。我国在国家863计划、科学院创新方向性项目的支持下,经过两年近百名科技工作者的艰苦攻关,工业无线技术取得了突破,WIA-PA技术在冶金、石化等领域进行了初步应用,得到了用户的认可。在此基础上,完成了WIA-PA规范国家标准征求意见稿和IEC PAS文件的制订,最终成为在国际上与Wireless HART被同时承认的仅有的两个国际标准化文件之一。
我国是国际上最早开展工业无线技术研发与应用的国家之一,本世纪初就开展了相关研究,并做出了一些有特色的工作;2006年全国工业过程测量和控制标准化技术委员会立项开展“测量、控制用无线通信技术”国家标准体系研究及标准起草工作,由中国科学院沈阳自动化研究所为牵头单位,联合浙江大学、机械工业仪器仪表综合技术经济研究所、重庆邮电大学、上海自动化仪表所、北京科技大学、西南大学、中科博微公司、浙江中控集团、东北大学、大连理工大学等十余家单位成立了“测量、控制用无线通信技术”国家标准起草工作组;2007年国家科技部及时部署,启动了863计划项目支持工业无线关键技术攻关和示范应用,国内主要从事工业无线技术研究的单位都参与其中;2008年10月,标准起草工作组完成了WIA-PA国家标准征求意见稿的制订。在制订国家标准的同时,我国也积极推动相关国际标准制定工作。2008年5月的IEC/TC65东京会议上,我国代表积极推动IEC/SC65C启动工业无线标准的制定工作;2008年7月在加拿大召开的IEC工业无线标准启动会上,WIA-PA技术成为IEC工业无线标准潜在的技术解决方案之一。
WIA-PA规范成为国际IEC标准具有重要意义。我国工业自动化领域长期以来的发展模式是依靠引进国外的先进技术与产品实现集成应用。由于不掌握核心技术,产业安全存在一定风险。我国拥有自主知识产权的WIA-PA技术成为国际标准,标志着在工业无线通信领域,中国已经成为技术领先的国家之一,是对改变我国工业自动化产业发展模式的有益探索和尝试,是对我国发展具有自主知识产权的工业测控系统工作的充分肯定,同时该项技术被国际电工委员会所承认,也标志着我们在工业化与信息化的融合工作中又为国家提供了一种新的高端技术解决方案。(沈阳自动化所供稿)
林励吾院士和张涛研究员分获中国催化成就奖和中国催化青年奖
由中国化学会催化委员会主办、南京大学承办、上海石化院协办的第十四届全国催化学术会议于2008年10月14-18日在江苏南京召开。在10月15日的大会开幕式上,中国化学会催化委员会颁发了第二届“中国催化奖”。林励吾院士因其为推动我国催化技术与科学发展所做出的卓越成就,获得本届“中国催化成就奖”(冠名“张大煜奖”),张涛研究员因其在扩展催化剂在航空航天领域中的应用所做出的突出成就获得本届“中国催化青年奖”。南京市委朱善璐书记与闵恩泽院士(2007年度中国最高科技奖获得者)共同为林励吾院士颁发了“中国催化成就奖”;大会主席陈懿院士与厦门大学万惠霖院士共同为张涛研究员颁发了“中国催化青年奖”。林励吾院士和张涛研究员分别在会上做了大会邀请报告和Keynote报告。
“中国催化奖”包括 “中国催化成就奖”(冠名张大煜奖)和“中国催化青年奖”。“中国催化成就奖”是我国催化委员会颁发的最高学术奖励。奖励在催化科学和技术研究中做出原始创新性或创造性成果、对中国催化科学的发展或对我国催化重大应用方面做出突出贡献的中国催化科学工作者。获奖者应具备严谨的学风,在国内外催化界有较大的影响和较高的认可。主要奖励近十年内所取得的成就。“中国催化青年奖”是奖励在催化科学和技术研究中做出创造性成果、为催化科学和催化应用的发展做出突出成绩的中国青年催化科学工作者,获奖者应具备严谨的学风,在国内催化界有一定的影响和认可。“中国催化奖”每两年评选一次(与全国催化大会召开年同步),一般每次评选“成就奖”1人,“青年奖”2人。由中国化学会催化委员会颁发荣誉证书及奖金。如无合适人选,可以空缺。在2006年兰州举行的第十三届全国催化大会上,中石化石油化工科学研究院闵恩泽院士获得了首届“中国催化成就奖”,清华大学徐柏庆教授和我所刘中民研究员获得了首届“中国催化青年奖”。
Science 发表Cl+H2 非绝热动力学研究新进展
分子体系中非绝热过程是自然界经常发生的化学物理现象,在生命和自然的演化、大气化学以及各种激发态过程中非常重要。然而,在实验和理论上精确研究非绝热动力学过程是一个异常困难的课题。中科院大连化学物理研究所科学家与合作者在Cl+H2反应的非绝热动力学的研究上取得了重要进展,解决了长期以来化学动力学领域一个极具争议性的难题。这一成果在非绝热过程动力学研究中具有重要的学术意义,研究成果发表在10月24日出版的美国Science (《科学》)杂志上。
论文审稿人对该项研究给予了很高的评价,“毫无疑问,这项实验工作是对Cl+H2这一反应体系迄今为止最好的一项实验研究,理论研究也非常杰出”,“这项工作解决了一个长期以来极具争议性的Cl+H2反应中激发态和基态相对反应性的问题。”美国化学会在10月27日出版的化学与工程新闻周刊(Chemical & Engineering News)对这项研究工作进行了报道。
氯加氢反应是一个重要基元化学反应,而氯原子自旋-轨道激发态的反应特性一直是科学家们关注的热点。在早先的实验研究中,科学家们发现即使在很高的碰撞能量下氯原子自旋-轨道激发态的反应性要比基态高很多,这一实验结果与当今最为精确的动力学理论结果有非常大的差异,对于波恩-奥本海默近似在高碰撞能下的有效性提出挑战,使得Cl+H2反应的非绝热动力学研究成为一个备受关注的极具争议性的研究课题。
大连化物所杨学明领导的实验小组利用实验室自行研制的、先进的里德堡态氢原子飞行时间谱—交叉分子束仪器,对氯加氢的反应进行了精确的交叉分子束实验研究,测量了基态和激发态氯原子与氢分子反应的相对微分截面。在低碰撞能下,他们发现氯原子自旋-轨道激发态的反应性与基态的相当,这一结果说明波恩-奥本海默近似在这一反应中在低碰撞能时是失效的。但当碰撞能增加时,他们发现氯原子自旋-轨道激发态的反应性与基态的相比变得越来越小,这说明波恩-奥本海默近似在这一反应中在高碰撞能量时是有效的。
美国马里兰大学Alexander教授与我所张东辉教授、南京大学谢代前教授等人合作在理论上开展了详细的研究,在多个耦合的精确势能面上进行全量子散射的动力学计算,理论计算结果与实验结果吻合相当好。这项研究证实波恩-奥本海默近似虽然在Cl+H2反应中低碰撞能下失效,但在高碰撞能下还是有效的。这项结果也表明,三原子非绝热动力学的理论研究已达到非常高的精度。(大连化物所供稿)