单芯片色谱，以及更多

仅使用一个硅芯片就能快速、高精度地进行气体成分分析，这对开发更有效、更节能、实时的工业过程控制系统大有帮助。如果一切按计划进行，这种单芯片气相色谱技术将成为新泽西州莫里斯镇霍尼韦尔国际公司12月4日宣布的一项为期三年、耗资1000万美元、由联邦政府共同资助的项目所完善的技术之一

这项工作将由美国能源部提供50%的资金。霍尼韦尔自动化与控制解决方案(ACS)业务副总裁兼首席技术官Dan Sheflin(见上图)表示，该项目计划交付的其他成果包括开发和演示一个标准化的过程流采样系统，该系统将适应来自多个供应商的传感器，以及一个“工业强度”的开放无线网络标准。

霍尼韦尔ACS的六个业务部门已经与霍尼韦尔ACS实验室合作，并将与近20个其他行业合作伙伴合作开展该项目。合作伙伴包括最终用户公司美国铝业、雪佛龙德士古、陶氏化学、杜邦和埃克森美孚。各种供应商公司也将参与其中，包括Adcon、Ember和Omnex，他们将提供无线网络专业知识。

节省10亿美元

霍尼韦尔在宣布该项目的时候表示，该项目将致力于开发无线和传感器技术，以应对工厂现场运营控制的挑战，并帮助美国工业每年减少高达10亿美元的运营成本。

美国能源部赞助的这个项目的一个主要目标是减少能源消耗。霍尼韦尔表示，多个行业的制造商目前面临着物理和技术障碍，限制了在整个工厂环境中有效移动和管理运营数据的能力。因此，他们缺乏准确的实时过程信息，足以控制他们的过程，导致次优或非受控过程和高于必要的能源消耗。

通过改进传感、无线和控制技术，美国能源部和霍尼韦尔认为，在减少对环境的影响和提高产量的同时，每年有望节省高达256万亿btu的工业能源。该项目的目标行业包括铝、化工、林产、玻璃、金属铸造、采矿、石油和钢铁。

芯片分析

谢夫林说，美国能源部赞助的项目将包括三个主要部分。他说，其中一部分将建立在霍尼韦尔几年来已经完成的一项被称为相控气相色谱技术的基础上。该技术部分依赖于一系列高度小型化的设备，用于提高流经传感器的气体的浓度水平，从而实现对气体的快速、高精度、低成本的单芯片级分析。

Sheflin说，当这些单芯片设备被放置在工艺流程线上并与工厂控制系统连接时，可以实现实时过程监测和控制，其精度远远高于目前的可能水平。“通过能够实时测量这些气体，随着流动的进行，你将能够非常准确地控制气体的混合，这样你就可以节省能源，而不是最终不得不报废材料。”谢夫林补充说，霍尼韦尔也在探索将相控技术应用于液相色谱。

Sheflin说，该项目的第二部分与一个被称为新采样/传感器倡议(NeSSI)的特设行业小组所做的工作有关。该小组由西雅图华盛顿大学过程分析化学中心赞助，包括来自最终用户和供应商公司的250多名成员，其中包括霍尼韦尔。NeSSI的目标包括过程分析仪样品系统设计的简化和标准化。

Sheflin表示，根据美国能源部赞助的项目，霍尼韦尔及其合作伙伴将致力于开发和演示基于NeSSI“第二代”采样系统的标准化模块。他解释说，使用通用的板基板和表面贴装技术，目标是开发一个标准化的采样平台，可以容纳来自多个供应商的多种传感器类型。“然后，你就可以将这些标准化模块放置在工厂的任何地方，例如进行温度、压力或流量测量，或者气相色谱或液相色谱。”

工业级无线

美国能源部赞助的项目的第三个部分是开发和演示一种易于使用的、开放的无线网络技术，将所有这些技术结合在一起。“有很多标准。有了蓝牙，人们正在研究ZigBee，”谢夫林说。“但不同的是，我们正在创造一种工业强度的版本。”谢夫林承认，作为主要的网络设计者，霍尼韦尔可能会获得一些先发优势。他强调:“但我们的目标是建立一个真正开放的无线标准，任何人，包括我们的竞争对手，都可以接入。”

Sheflin说，无线网络设计将基于一种独特的系统架构，将高度健壮的无线电通信与冗余但灵活的基础设施紧密结合在一起。扩频和网状网络方法是正在探索的技术。最小化设备功耗和网络安全也将是关键的设计考虑因素，他补充道。

Sheflin说:“据我们估计，目前安装传感器的成本中有60%是在布线上。”所以从这个角度来看，我们提出的无线网络架构将真正改变游戏规则。”他解释说，由于消除了布线的高成本，公司将能够在更多的地方放置更多的传感器，从而提供更高的过程可见性。谢夫林相信，其结果将是“对过程的更严格控制，节约能源，节省废料，提高产量。”