控制
(DCS
(单元组合仪表)
FCS
无线网
就地集中 控制
工业以太网)
(仪表)
年
60 70 80
90 2000
上海赛科石化中央控制室
1300平方米
各种控制系统的工作内容
DCS FCS SCADA 工业无线
PLC I/O+PC 智
制造商工程服务解决方案
能
仪表 化 仪
自控水平取决态组
表
控制盘制
程序编制
功能组态
应用逐渐向中等及大型装置发展，形成了与国外产品竞争的局面
应用于化工、炼油、石化、冶金、 电力、建材、轻工、制药、生化、机械制造及水处理等行业
民族工业
先进控制的应用
先进控制技术用来处理常规PID控制 效果不好，甚至无法控制复杂工业过 程控制的问题。通过实施先进控制， 可达到增强装置运行稳定性和安全性、 提高产品质量和收率、增加装置处理 量、降低运行成本、带来显著经济效 益。
与安装
功
二次仪 能
表选型
组 态
卡件选型
卡件选型
电缆敷设
变送器选型
无线 变送器
控制硬件类型
。
,
基地式气动电动仪表控制系统
控 制 室 气 动 指 示 仪 显 示 伐 开 度
气
动
调
节
调节输出MV
伐
0.2~1 kg/c㎡
PID调节
是
设定值SV
年 代 主 测量值PV 要 0.2~ 1kg/c㎡ 调 节 器
(3)先进控制的实现需要足够的计算能力 作为支持平台， 可以在上位机或DCS/FCS中实现。
工业在线质量分析仪表的应用 提高PH值的控制
• 选择品牌PH变送器:普通或数字式 • 合适的测量方法:流动式;沉入式 • 正确的控制算法:开关量控制;常规PID控制;
非线性增益PID控制;非线性补偿PID控制;编 程控制等
21世纪流程工业自动化
1开放的DCS将取代传统的DCS 2控制,管理和经营一体化的信息综合系统 3先进控制软件向标准化,工程化和商品化 方向发展 4工业在线质量分析仪表的应用
5现场总线控制系统等的应用
生产效率
先进控制与优化
人力
自动化 设备老化
机械化
50 60 70
80
90
年 2000
工业控制系统历史回顾
90年代以来是以中国国情为设计前提，参照当今国外先进技术而 推出的计算机控制系统。 它融合了最先进的自动化技术、计算机技术、通讯技术、 故障诊断技术、 冗余技术和软件技术，具有成本低、可靠性高、使用方便、 安装简单、维护容易等特点。系统规模可大可小， 支持标准网络通讯协议，兼容性、开放性 ，
我国在这个方面已经取得了突破性的发展，不但可靠性有了很大的提高，某些性能也 达到国外第四代DCS的水平，因此，应用的领域不断扩大，由过去为数不多的小装置
先进控制的主要特点
(1)它是基于模型的控制策略。
如：模型预测控制和推断控制等。目前，基于知识的控制如智能控制和模糊 控制正成为先进控制的一个重要发展方向。
(2)先进控制通常用于处理复杂的多变量 过程控制问题。
如大时滞、多变量耦合、被控变量与控制变量存在各种约束等。先进控制是建立 在常规单回路控制之上的动态协调约束控制，可使控制系统适应实际工业生 产过程动态特性和操作要求。
价格
多回路 单回路 调节器
基地式 调节器 调节器
FCS现场总线பைடு நூலகம்
工
DCS分散控制系统 业
无
PC+I/O
线 测
工控机
控
系
PLC可编程
统
控制系统
功能和规模
操作形式
网络 管理
控制室 CRT 显示操作
控制室 仪表盘 就地 仪表盘 现场 操作
现场 操作
50
分散化
中央集中操作 智能化
分散控制 网络化
中央集中 (DCS)
技术发展趋势
Technology Expansion
工业标准
以经营为核心
技 术 扩 展
CIM 60’s
IT 标准
以应用为核心
集成技术
DCS PLC
70’s
80’s
90’s
以网络为核心 (Open Systems)
以系统为核心
以计算机为核心 00’s
工厂自动化整体解决方案
企业资源规划 制造执行系统 工业控制系统
• 合理的执行机构:调节伐;高性能脉冲计量泵
解决方案（solution)"
随着用户对应用软件的开发愈来愈熟悉， DCS的制造商逐步演变为仅仅是硬件和系统软件 的供应商， 价格愈来愈透明，利润空间愈来愈薄。............
所谓“解决方案（solution)”是DCS制造商不 再把自己仅仅看成是DCS的供应商，而是针对用 户的某一个项目或装置的控制问题，从控制方案 的制定开始，包括系统集成、硬件采购、软件配 置、现场调试、开车投运，直到验收，全过程都 有其承包。
先进控制
• 目前一些先进控制技术已比较成熟， 其中应用比较成功的是鲁棒PID控 制和多变量预测控制技术。
• 在多变量预测控制方面的先进控制软件产品，国 外的有美国Honeywell公司的RMPCT、美国 Aspen Tech公司的DMC Plus等，
• 国内的有APC-HIECON（浙大中控）、SMART （清华大学）等多家软件。至今石化企业中已有 几十套装置应用了先进控制，并取得了显著的经 济效益。
复杂调节系统
串级调节系统
单回路 调节系统 参数检测
DDZ—II QDZ—II
基地式调节器 分立元件仪表
工业无线测控
DCS 开放系统 系 统 和 工 业 以
PLC IPC
太网应用
DDZ-III QDZ-III
FCS 现场总线
1960
1970
1980
1990
2000
2005
我国工业自动化控制系统进展
工业仪表自动化仪表与系统
1.2kg/c㎡气源
50~60
气动压力调节器
基地式电动调节记录仪XWD1
气动单元组合式模拟仪表控制系统
电动单元组合式模拟仪表控制系统。
STD总线型的工业控制机
DJK/F-1000分散控制系统框图
国产集散控制系统
❖国内从70年代开始，在DCS的研究和产品开发方面，始终紧跟世界潮流，也有一些不 俗的成绩。但是，由于各种条件的限制，国产化的产品无法与国外一流产品抗衡。
控制系统的发展 • 基地式气动,电动仪表控制系统 • 气动、电动单元组合式模拟仪表控制系统 • 集中式数字控制系统(DDC) • 集散控制系统（DCS）广泛应用 • 现场总线控制系统（ECS）的应用 • 工业以太网崛起和工业无线通信的应用
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综合信息管理 自动化系统 管控一体化 优化控制 先进 控制系统