工业自动化发展(上)参考.ppt

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
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)
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
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
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。
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
丨
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
• 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。
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
1.2kg/c㎡气源
50wk.baidu.com60
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。
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
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。
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
(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