過程控制系統(tǒng)[李國勇][電子教案]第1章

1、2目目 錄錄1.1 過程控制的要求與任務1.2 過程控制系統(tǒng)的組成與特點1.3 過程控制系統(tǒng)的性能指標1.4 過程控制系統(tǒng)的設計1.5 過程控制的發(fā)展與趨勢本章小結 3 生產(chǎn)過程是指物料經(jīng)過若干加工步驟而成為產(chǎn)品的過程。該過程中通常會發(fā)生物理化學反應、生化反應、物質能量的轉換與傳遞等等，或者說生產(chǎn)過程表現(xiàn)為物流變化的過程。伴隨物流變化的信息包括體現(xiàn)物流性質（物理特性和化學成分）的信息和操作條件（溫度、壓力、流量、液位或物位等）的信息。 1.1 過程控制的要求與任務過程控制的要求與任務4 生產(chǎn)過程的總目標，應該是在可能獲得的原料和能源條件下，以最經(jīng)濟的途徑將原物料加工成預期的合格產(chǎn)品。為了達到該

2、目標，必須對生產(chǎn)過程進行監(jiān)視與控制。 5 對生產(chǎn)過程所進行的控制，稱為過程控制，它是自動控制學科的一個重要分支。過程控制一般是指工業(yè)生產(chǎn)中連續(xù)的或按一定程序周期進行的生產(chǎn)過程的自動控制。它主要針對所謂六大參數(shù)，即溫度、壓力、流量、液位(或物位)、成分和物性等參數(shù)的控制問題，它能覆蓋許多工業(yè)部門，諸如石油、化工、冶金、煉焦、造紙、建材、輕工、紡織、陶瓷、食品及電力等等，因而，過程控制在國民經(jīng)濟中占有極其重要的地位。 6 為了實現(xiàn)過程控制，以控制理論和生產(chǎn)要求為依據(jù)，采用模擬儀表、數(shù)字儀表或計算機等構成的控制總體，稱為過程控制系統(tǒng)。圖1-1 轉爐供氧控制系統(tǒng)7 圖1-1表示轉爐供氧量控制系統(tǒng)。轉爐

3、是煉鋼工業(yè)生產(chǎn)過程中的一種重等要設備。熔融的鐵水裝入轉爐后，通過氧槍供給一定的氧。其目的是使鐵水中的碳氧化燃燒，以不斷降低鐵水中的含碳量?？刂拼笛趿亢痛笛鯐r間，可以獲得不同品種的鋼產(chǎn)品。由圖1-1可見，從節(jié)流裝置1采集到的氧氣流量，送入流量變送器FT，再經(jīng)過開方器2，其結果送到流量控制器FC，流量控制器FC根據(jù)氧氣流量的測量值與其設定值的偏差，按照一定的控制算法輸出控制信號，去控制調(diào)節(jié)閥3的開度，從而改變供氧量的大小，以滿足生產(chǎn)工藝的要求。 8 通常，將系統(tǒng)中被控制的物理量稱為被控變量，而被控變量所要求的理想值稱為設定值或給定值。設定值是系統(tǒng)的輸入變量，被控變量是系統(tǒng)的輸出變量。9 過程控制系

4、統(tǒng)一般有如下兩種運行狀態(tài)。一種是穩(wěn)態(tài)，此時系統(tǒng)沒有受到任何外來干擾，同時設定值保持不變，因而被控變量也不會隨時間變化，整個系統(tǒng)處于穩(wěn)定平衡的工況。另一種是動態(tài)，當系統(tǒng)受到外來干擾的影響或者在改變了設定值后，原來的穩(wěn)態(tài)遭到破壞，系統(tǒng)中各組成部分的輸入輸出變量都相繼發(fā)生變化，尤其是被控變量也將偏離原穩(wěn)態(tài)值而隨時間變化，這時就稱系統(tǒng)處于動態(tài)。經(jīng)過一段調(diào)整時間后，如果系統(tǒng)是穩(wěn)定的，被控變量將會重新達到新設定值或其附近，系統(tǒng)又恢復穩(wěn)定平衡工況。 10 工業(yè)生產(chǎn)對過程控制的要求是多方面的，最終可以歸納為安全性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。（1）安全性安全性（2）穩(wěn)定性穩(wěn)定性（3）經(jīng)濟性經(jīng)濟性11 因此，過程控制的任務

5、是在充分了解、掌握生產(chǎn)過程的工藝流程和動靜態(tài)特性的基礎上，根據(jù)上述三項要求，應用理論對控制系統(tǒng)進行分析與綜合，以生產(chǎn)過程中物流變化信息量作為被控變量，選用適宜的技術手段，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的控制目標。121.2 過程控制系統(tǒng)的組成與特點1.2.1 過程控制系統(tǒng)組成過程控制系統(tǒng)組成 在生產(chǎn)過程中有各種各樣的控制系統(tǒng)，圖1-2所示為幾個簡單控制系統(tǒng)的示例。 圖1-213 過程控制系統(tǒng)一般由被控過程（或稱被控對象）、測量變送裝置、執(zhí)行器和控制器（或稱調(diào)節(jié)器）等環(huán)節(jié)組成。 （1）被控過程（2）測量變送裝置（3）執(zhí)行器（4）控制器（5）報警、保護和連鎖等其他部件141.2.2 過程控制系統(tǒng)特點過程控制系統(tǒng)特點

6、 1. 工業(yè)生產(chǎn)過程的特點工業(yè)生產(chǎn)過程的特點 由于過程控制主要是指連續(xù)工業(yè)生產(chǎn)過程的控制，故工業(yè)生產(chǎn)過程的特點主要指連續(xù)工業(yè)生產(chǎn)過程的特點。15 工業(yè)生產(chǎn)過程伴隨著物理化學反應、生化反應、物質能量的轉換與傳遞，是一個十分復雜的大系統(tǒng)，存在不確定性、時變性以及非線性等因素。因此，過程控制的難度是顯而易見的，要解決過程控制問題必須采用有針對性的特殊方法與途徑。工業(yè)生產(chǎn)過程常常處于惡劣的生產(chǎn)環(huán)境中，同時常常要求苛刻的生產(chǎn)條件，如高溫、高壓、低溫、真空、易燃、易爆或有毒等等。因此，生產(chǎn)設備與人身的安全性特別重要。 由連續(xù)生產(chǎn)的特征可知，工業(yè)生產(chǎn)過程更強調(diào)實時性和整體性。協(xié)調(diào)復雜的耦合與制約因素，求得全

7、局優(yōu)化，也是十分重要的。 162. 過程控制系統(tǒng)的特點過程控制系統(tǒng)的特點(1) 被控過程的多樣性 工業(yè)生產(chǎn)過程涉及到各種工業(yè)部門，其物料加工成的產(chǎn)品是多樣的。同時，生產(chǎn)工藝各不相同，如：石油化工過程、冶金工業(yè)中的冶煉過程、核工業(yè)中的動力核反應過程等等，這些過程的機理不同，甚至執(zhí)行機構也不同。因此，過程控制系統(tǒng)中的被控對象（包括被控變量）是多樣的，明顯地區(qū)別于運動控制系統(tǒng)。 17(2) 控制方案的多樣性 由工業(yè)生產(chǎn)過程的特點以及被控過程的多樣性決定了過程控制系統(tǒng)的控制方案必然是多樣的。這種多樣性包含系統(tǒng)硬件組成和控制算法以及軟件設計。對于圖1-1和圖1-2所示的簡單過程控制系統(tǒng)，早期的控制器采用

8、的是模擬調(diào)節(jié)儀表，如果將控制器、執(zhí)行器和檢測元件與變送器統(tǒng)稱為常規(guī)檢測控制儀表，則一個簡單的過程控制系統(tǒng)可以被認為是由被控過程和常規(guī)檢測控制儀表兩部分組成，這樣的系統(tǒng)也稱之為常規(guī)儀表過程控制系統(tǒng)。18 隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，工業(yè)過程越來越復雜，對過程控制的要求也越來越高，傳統(tǒng)的模擬式過程檢測控制儀表已經(jīng)不能滿足控制要求，因而采用計算機作為控制器組成計算機過程控制系統(tǒng)。從控制方法的角度看，有單變量過程控制系統(tǒng)，也有多變量過程控制系統(tǒng)。同時，控制算法多種多樣，有PID控制、復雜控制，也有包括智能控制的先進控制方法等等。19(3) 被控過程屬慢過程，且多屬參數(shù)控制 連續(xù)工業(yè)生產(chǎn)過程大慣性和大滯后的

9、特點決定了被控過程為慢過程。被控過程是物流變化的過程，伴隨物流變化的信息（物性、成分、溫度、壓力、流量、液位或物位）表征為被控過程狀態(tài)的參數(shù)，也是過程控制系統(tǒng)的被控變量。 20(4) 定值控制是過程控制的主要形式 在多數(shù)工業(yè)生產(chǎn)過程中，被控參數(shù)的設定值為一個定值，定值控制的主要任務在于如何減小或消除外界干擾，使被控變量盡量保持接近或等于設定值，使生產(chǎn)穩(wěn)定。 21(5) 過程控制系統(tǒng)有多種分類方法 按被控參數(shù)分類：可分為溫度過程控制系統(tǒng)、壓力過程控制系統(tǒng)、流量過程控制系統(tǒng)、液位或物位過程控制系統(tǒng)、物性過程控制系統(tǒng)和成分過程控制系統(tǒng)等； 按被控變量數(shù)分類：可分為單變量過程控制系統(tǒng)和多變量過程控制系

10、統(tǒng)； 按設定值分類：可分為定值過程控制系統(tǒng)、隨動（伺服）過程控制系統(tǒng)和程序過程控制系統(tǒng)； 按參數(shù)性質分類：可分為集中參數(shù)過程控制系統(tǒng)和分布參數(shù)過程控制系統(tǒng)； 按控制算法分類：可分為簡單過程控制系統(tǒng)、復雜過程控制系統(tǒng)和先進或高級過程控制系統(tǒng)； 按控制器形式分類：可分為常規(guī)儀表過程控制系統(tǒng)和計算機過程控制系統(tǒng)。 221.3 過程控制系統(tǒng)的性能指標 工業(yè)生產(chǎn)過程對控制的要求，可以概括為準確性、穩(wěn)定性和快速性。另外，定值控制系統(tǒng)和隨動（伺服）控制系統(tǒng)對控制的要求既有共同點，也有不同點。定值控制系統(tǒng)在于恒定，即要求克服干擾，使系統(tǒng)的被控參數(shù)能穩(wěn)、準、快地保持接近或等于設定值。而隨動（伺服）控制系統(tǒng)的主要

11、目標是跟蹤，即穩(wěn)、準、快地跟蹤設定值。根據(jù)過程控制的特點，主要討論定值檢測的性能指標。圖1-3為一個過程控制系統(tǒng)的階躍響應曲線。23圖1-3 過程控制系統(tǒng)的階躍響應曲線241.3.1 單項性能指標單項性能指標1. 衰減比和衰減率衰減比和衰減率 衰減比是衡量一個振蕩過程的衰減程度的指標，它等于系統(tǒng)階躍響應曲線兩個相鄰的同向波峰值之比，如圖1-3中所示，即衰減比可表示為31yyn 25 衡量振蕩過程衰減程度的另一種指標是衰減率，它是指每經(jīng)過一個周期以后，波動幅度衰減的百分數(shù)，即衰減率可表示為 %100131yyy262. 最大動態(tài)偏差和超調(diào)量最大動態(tài)偏差和超調(diào)量 最大動態(tài)偏差是指設定值階躍響應中，

12、過渡過程開始后第一個波峰超過其新穩(wěn)態(tài)值的幅度，如圖1-3中的。 最大動態(tài)偏差占被控變量穩(wěn)態(tài)變化幅度的百分數(shù)稱為超調(diào)量。對于二階振蕩過程而言，超調(diào)量與衰減率有嚴格的對應關系，即超調(diào)量可表示為)(1yyM273. 殘余偏差殘余偏差 殘余偏差是指過渡過程結束后，被控變量新的穩(wěn)態(tài)值與新設定值r之間的差值，它是控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)準確性的衡量指標。284. 調(diào)節(jié)時間和振蕩頻率調(diào)節(jié)時間和振蕩頻率 調(diào)節(jié)時間是從過渡過程開始到結束所需的時間。理論上它需要無限長的時間，但一般認為當被控變量已進入其穩(wěn)態(tài)值的5范圍內(nèi)，就算過渡過程已經(jīng)結束。因此，調(diào)節(jié)時間就是從擾動開始到被控變量進入新穩(wěn)態(tài)值的5范圍內(nèi)的這段時間，在圖中以表示

13、。調(diào)節(jié)時間是衡量控制系統(tǒng)快速性的一個指標。291.3 過程控制系統(tǒng)的性能指標 工業(yè)生產(chǎn)過程對控制的要求，可以概括為準確性、穩(wěn)定性和快速性。另外，定值控制系統(tǒng)和隨動（伺服）控制系統(tǒng)對控制的要求既有共同點，也有不同點。定值控制系統(tǒng)在于恒定，即要求克服干擾，使系統(tǒng)的被控參數(shù)能穩(wěn)、準、快地保持接近或等于設定值。而隨動（伺服）控制系統(tǒng)的主要目標是跟蹤，即穩(wěn)、準、快地跟蹤設定值。根據(jù)過程控制的特點，主要討論定值檢測的性能指標。圖1-3為一個過程控制系統(tǒng)的階躍響應曲線。301.3.2 綜合性能指標綜合性能指標 也稱為誤差積分指標。它是過渡過程中被調(diào)量偏離其新穩(wěn)態(tài)值的誤差沿時間軸的積分。無論是誤差幅度大或是時

14、間拖長都會使誤差積分增大，因此它是一類綜合指標，希望它愈小愈好。誤差積分可以有各種不同的形式，常用的有以下幾種： 31 (l)誤差積分(IE) (2)絕對誤差積分(IAE) (3)平方誤差積分(ISE) (4)時間與絕對誤差乘積積分(ITAE) 以上各式中， ，見圖1.3。 0)( dtteIE0)(dtteIAE02)( dtteISE0)(dttetITAE)()()(ytyte32 采用不同的積分公式意味著估計整個過渡過程優(yōu)良程度時的側重點不同。例如 ISE著重于抑制過渡過程中的大誤差，而 ITAE則著重懲罰過渡過程拖得過長。人們可以根據(jù)生產(chǎn)過程的要求，特別是結合經(jīng)濟效益的考慮加以選用。

15、 誤差積分指標誤差積分指標有一個缺點缺點，它們并不能都保證控制系統(tǒng)具有合適的衰減率，而后者則是人們首先關注的。特別是，一個等幅振蕩過程是人們不能接受的，然而它的 IE卻等于零，顯然極不合理。為此，通常的為此，通常的做法是首先規(guī)定衰減率的要求。在這個前提下，系統(tǒng)做法是首先規(guī)定衰減率的要求。在這個前提下，系統(tǒng)仍然可能有一些靈活的余地，這時再考慮使誤差積分仍然可能有一些靈活的余地，這時再考慮使誤差積分為最小為最小。 331.4 過程控制系統(tǒng)的設計 過程控制系統(tǒng)的設計是過程控制工程設計的一個重要環(huán)節(jié)，設計的正確與否，直接影響到工程能否投入正常運行。因此要求過程控制專業(yè)人員必須根據(jù)生產(chǎn)過程的特點、工藝對

16、象的特性和生產(chǎn)操作的規(guī)律，只有正確運用過程控制理論，合理選用自動化技術工具，才能設計出技術先進、經(jīng)濟合理、符合生產(chǎn)要求的控制系統(tǒng)。341.4.1 過程控制系統(tǒng)設計的基本步驟過程控制系統(tǒng)設計的基本步驟 過程控制的目標與任務是通過對過程控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)來完成的。過程控制系統(tǒng)的設計作為工程設計的一個環(huán)節(jié)，其具體設計步驟為： （1）根據(jù)工藝要求和控制目標確定系統(tǒng)變量； （2）建立數(shù)學模型； （3）確定控制方案； （4）選擇硬件設備； （5）選擇控制算法，進行控制器設計； （6）軟件編程。 系統(tǒng)設計完成后，先進行設備安裝、調(diào)試與整定，再投入運行。351.4.2 確定控制變量與控制方案確定控制變量與控

17、制方案1確定控制目標 前面所述的過程控制目標定性地說明了過程控制的一般目標，即所設計出的系統(tǒng)需確保過程的穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟性。 控制系統(tǒng)的設計是為工藝生產(chǎn)服務的，因此它與工藝流程設計、工藝設備設計以及設備選型等有密切關系?，F(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程的類型很多，生產(chǎn)裝置日趨復雜化、大型化，這就需要更復雜更可靠的控制裝置來保證生產(chǎn)過程的正常運行。因此，對于具體系統(tǒng)，過程控制設計人員必須熟悉生產(chǎn)工藝流程、操作條件、設備性能、產(chǎn)品質量指標等，并與工藝人員一起研究各操作單元的特點以及整個生產(chǎn)裝置工藝流程特性，確定保證產(chǎn)品質量和生產(chǎn)安全的關鍵參數(shù)。 36(1) 被控變量被控變量 被控變量也是工業(yè)過程的輸出變量，選

18、擇的基本原則為： 選擇對控制目標起重要影響的輸出變量作為被控變量； 選擇可直接控制目標質量的輸出變量作為被控變量； 在以上前提下，選擇與控制變量之間的傳遞函數(shù)比較簡單、動態(tài)和靜態(tài)特性較好的輸出變量作為被控變量； 有些系統(tǒng)存在控制目標不可測的情況，則可測量其他能夠可靠測量，且與控制目標有一定關系的輸出變量，作為輔助被控變量。37(2) 控制變量控制變量 控制變量為可由操作者或控制機構調(diào)節(jié)的變量，選擇的基本原則為： 選擇對所選定的被控變量影響較大的輸入變量作為控制變量； 在以上前提下，選擇變化范圍較大的輸入變量作為控制變量，以便易于控制； 在的基礎上選擇對被控變量作用效應較快的輸入變量作為控制變量

19、，使控制的動態(tài)響應較快； 在復雜系統(tǒng)中，存在多個控制回路，即存在多個控制變量和多個被控變量。所選擇的控制變量對相應的被控變量有直接影響，而對其他輸出變量的影響應該盡可能的小，以便使不同控制回路之間的影響比較小。 382確定控制方案 工業(yè)過程的控制目標以及輸出變量和控制變量確定以后，控制方案就可以確定了?？刂品桨笐摪刂平Y構和控制規(guī)律?？刂品桨傅倪x取是控制系統(tǒng)設計中最重要的部分之一，它們決定了整個控制系統(tǒng)中信息所經(jīng)過的運算處理，也就決定了控制系統(tǒng)的基本結構和基本組成，所以對控制質量起決定性的影響。 (1) 控制結構 在控制結構上，從系統(tǒng)方面來說，要考慮選取常規(guī)儀表控制系統(tǒng)，還是計算機控制系統(tǒng)

20、；在系統(tǒng)回路上，是選取單回路簡單控制系統(tǒng)，還是多回路復雜控制系統(tǒng)；在系統(tǒng)反饋方式上，是選取反饋控制系統(tǒng)、前饋控制系統(tǒng)，還是復合控制系統(tǒng)。 39（2）控制規(guī)律 在控制結構確定以后，需要首先選擇合適的控制算法，如簡單PID控制、復雜控制或先進控制等算法，然后根據(jù)控制規(guī)律進行控制器設計。401.4.3 過程控制系統(tǒng)硬件選擇過程控制系統(tǒng)硬件選擇 根據(jù)過程控制的輸入輸出變量以及控制要求，可以選定系統(tǒng)硬件，包含控制器、測量儀表、傳感器、執(zhí)行器和報警、保護、連鎖等部件。 過程控制系統(tǒng)硬件選擇的原則是保證控制目標和控制方案的實施。 1控制器控制器 簡單的工業(yè)過程控制系統(tǒng)可以選擇PID控制器作為控制器，對于比較

21、復雜的系統(tǒng)需要用計算機控制。目前常用的計算機過程控制系統(tǒng)有單片機系統(tǒng)、工控機（或微型計算機）系統(tǒng)、DCS（集散控制系統(tǒng)）、PLC（可編程序控制器）系統(tǒng)或FCS（現(xiàn)場總線網(wǎng)絡控制系統(tǒng)）等。 41 2測量儀表和傳感器的選型 在自動控制系統(tǒng)中，檢測部件的作用相當于人的感覺器官，它直接感受被測參數(shù)的變化，提取被測信息，轉換成標準信號供顯示和作為控制的依據(jù)。檢測部件一般宜采用定型產(chǎn)品，設計過程控制系統(tǒng)時，根據(jù)控制方案選擇測量儀表和傳感器。其選型原則是： (1) 可靠性原則 可靠性是指產(chǎn)品在一定的條件下，能長期而穩(wěn)定地完成規(guī)定功能的能力?？煽啃允菧y量儀表和傳感器的最重要的選型原則。 42 (2) 實用性原

22、則 實用性是指完成具體功能要求的能力和水平。根據(jù)工藝要求考慮實用性，既要保證功能的實現(xiàn)，又應考慮經(jīng)濟性，并非功能越強越好。 (3) 先進性原則 隨著自動化技術的飛速發(fā)展，測量儀表和傳感器的技術更新周期越來越短，而價格卻越來越低。在可能的條件下，應該盡量采用先進的設備。431.5 過程控制的發(fā)展與趨勢 隨著過程控制技術應用范圍的擴大和應用層次的深入，以及控制理論與技術的進步和自動化儀表技術的發(fā)展，過程控制技術經(jīng)歷了一個由簡單到復雜，從低級到高級并日趨完善的過程。441.5.1 過程控制裝置的進展過程控制裝置的進展 從系統(tǒng)結構來看，過程控制系統(tǒng)的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下四個階段。 1基地式控制階段（初級

23、階段）基地式控制階段（初級階段） 20世紀50年代，生產(chǎn)過程自動化主要是憑生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，局限于一般的控制元件及機電式控制儀器，采用比較笨重的基地式儀表（如自力式溫度控制器、就地式液位控制器等），實現(xiàn)生產(chǎn)設備就地分散的局部自動控制。在設備與設備之間或同一設備中的不同控制系統(tǒng)之間，沒有或很少有聯(lián)系，其功能往往限于單回路控制。過程控制的目的主要是幾種熱工參數(shù)（如溫度、壓力、流量及液位）的定值控制，以保證產(chǎn)品質量和產(chǎn)量的穩(wěn)定。時至今日，這類控制系統(tǒng)仍沒有被淘汰，而且還有了新的發(fā)展，但所占的比重大為減少。45 2單元組合儀表自動化階段單元組合儀表自動化階段 20世紀60年代出現(xiàn)了單元組合儀表組成的控制系

24、統(tǒng)，單元組合儀表有電動和氣動兩大類。所謂單元組合，就是把自動控制系統(tǒng)儀表按功能分成若干單元，依據(jù)實際控制系統(tǒng)結構的需要進行適當?shù)慕M合。因此單元組合儀表使用方便、靈活。單元組合儀表之間用標準統(tǒng)一信號聯(lián)系。氣動儀表（QDZ系列）信號為0.020.1MPa氣壓信號。電動儀表信號為010mA直流電流信號（DDZ-II系列）和420 mA直流電流信號（DDZ-III系列）。46 3計算機控制的初級階段計算機控制的初級階段 20世紀70年代出現(xiàn)了計算機控制系統(tǒng)，最初是采用單臺計算機的直接數(shù)字控制系統(tǒng)（DDC）實現(xiàn)集中控制，代替常規(guī)的控制儀表。但由于集中控制的固有缺陷，未能普及與推廣就被集散控制系統(tǒng)（DCS

25、）所替代。DCS在硬件上將控制回路分散化，數(shù)據(jù)顯示、實時監(jiān)督等功能集中化，有利于安全平穩(wěn)生產(chǎn)。 47 4綜合自動化階段綜合自動化階段 20世紀80年代以后出現(xiàn)二級優(yōu)化控制，在DCS的基礎上實現(xiàn)先進控制和優(yōu)化控制。在硬件上采用上位機和 DCS（或電動單元組合儀表）相結合，構成二級計算機優(yōu)化控制。隨著計算機及網(wǎng)絡技術的發(fā)展，DCS出現(xiàn)了開放式系統(tǒng)，實現(xiàn)多層次計算機網(wǎng)絡構成的管控一體化系統(tǒng)(CIPS)。同時，以現(xiàn)場總線為標準，實現(xiàn)以微處理器為基礎的現(xiàn)場儀表與控制系統(tǒng)之間進行全數(shù)字化、雙向和多站通信的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡控制系統(tǒng)(FCS)。FCS將對控制系統(tǒng)結構帶來革命性變革，開辟控制系統(tǒng)的新紀元。 48 當

26、前自動控制系統(tǒng)發(fā)展的一些主要特點是：生產(chǎn)裝置實施先進控制成為發(fā)展主流；過程優(yōu)化受到普遍關注。傳統(tǒng)的DCS正在走向國際統(tǒng)一標準的開放式系統(tǒng)；綜合自動化系統(tǒng)（CIPS）是發(fā)展方向。綜合自動化系統(tǒng)，就是包括生產(chǎn)計劃和調(diào)度、操作優(yōu)化。先進控制和基層控制等內(nèi)容的遞階控制系統(tǒng)，亦稱管理控制一體化系統(tǒng)（簡稱管控一體化系統(tǒng)）。這類自動化是靠計算機及其網(wǎng)絡來實現(xiàn)的，因此也稱為計算機集成過程系統(tǒng)（CIPS）。這里，“計算機集成”指出了它的組成特征，“過程系統(tǒng)”指明了它的工作對象，正好與計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）相對應，有人也稱之為過程工業(yè)的CIMS?？梢哉J為，綜合自動化是當代工業(yè)自動化的主要潮流。它以整體優(yōu)化為目標，以計算機為主要技術工具，以生產(chǎn)過程的管理和控制的自動