自动控制--工业控制自动化行业发展状况.docx

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1、自动控制-工业控制自动化行业发展状况 第一章：工业控制自动化行业基本状况 1.1定义： 工业控制机（工控机）是计算机技术和自动控制技术结合的产物，是实现工业生产自动化、优质、高产、低能耗，以提高经济效益的主要技术手段。 1.2工控机的种类 工控机系统产品一般可分成下列几类： Ï 可编程序控制器（PLC）：按功能及规模可分为大型PLC（输入输出点数1024），中型PLC（输入输出点数2561024）及小型PLC（输入输出点数256点）。 Ï 分布式控制系统（DCS）：又称集散控制系统，按功能及规模亦可分为多级分层分布式控制系统、中小型分布式控制系统、两级分布式控制系统。 &I

2、uml; 工业PC机：能适合工业恶劣环境的PC机，配有各种过程输入输出接口板组成工控机。近年又出现了PCI总线工控机。 Ï 嵌入式计算机及OEM产品，包括PID调节器及控制器 Ï 机电设备数控系统（CNC，FMS，CAM） Ï 现场总线控制系统（FCS） 1.3工控机发展综述 1983年工业控制计算机被列入国家计算机系列型谱及发展规划。1989年机电部受国务院电子振兴领导小组办公室委托，完成对全国工业控制计算机机型优选，共选出包括工业控制微机系统、但（多）回路调节器、可编程控制器和工业控制功能模块四个种类21个优选机型。1990年国家计委、机电部、化工部、建材局联

3、合组织完成了首次全国工业炉窑控制系统的优选。共选出工业锅炉、水泥机立窑和小氮肥三种炉窑21套获奖的控制系统。目前我国工业控制计算机（包括工业控制计算机系统、分散型工业控制计算机系统、工业控制功能模块系列、自动测试系统和数控、程控五大系列）技术、产业和应用都有了很大的发展，我国工控机行业已经形成。 我国工控机系统的发展道路，大多是在引进成套设备的同时，也相继引进了各种工控机系统，并开始自己设计控制系统和装置，然后进行消化吸收，进行二次开发和应用。也有一些厂家引进国外技术，与外商合作合资组装生产国外产品，并逐步实现国产化。 据电子部微型机信息网估计，目前我国工控机市场规模为95127亿元，其中PL

4、C的规模是1517亿元，DCS系统规模1520亿元，工业PC机及板卡2530亿元，嵌入式计算机（含控制器）1520亿元，机电设备数控系统3545亿元。据报道，工控机生产厂家中，生产PLC的占30.43%，DCS占17.39，FCS占8.7%，工业PC机占21.74%，其他（自动化仪表、模块）占21.74%。 1.4各种主要产品（PLCDCSIPCFCSRTU）的市场情况 1.4.1PLC PLC国内外市场概况 由于计算机网络技术和集成电路的迅速发展，PLC向小型化、微型化和高速化发展。在应用中，PLC可与上位机联网，也可下挂PLC，组成分布式控制系统。PLC已广泛应用于冶金、电力、石油、化工、

5、建材、机械、轻工、食品、市政、交通和军工等行业。 据美国FROST&SULLIVA公司的报告，全球PLC从1993年的39亿美元上升到2000年的76亿美元，由占工控机市场的46%上升到50%。 1995年国内市场销售PLC约为6.6万套，其中国产1.6万套，约为4800万人民币，进口约5万套，约有7000万美元；1996年国内市场销售约为9万套，其中进口8万套，总计约合人民币15亿元。专家估计，2000年PLC的国内市场销售达到1520万套，约2535亿元，其中进口占90%左右。上述数据表明：我国PLC市场几乎被国外产品占领，国内PLC产品的市场占有率不足10%。（以上PLC统计数据包括小型

6、PLC） 据专家估计，国内PLC产品的年增长率为12%，以满足石油、化工、电力、市政等行业技改的需要，到2005年全国PLC需求量将达到25万套左右，约人民币3545亿元。 PLC产品的主要生产厂家 来自中国最大的资料库下载 目前，全世界PLC生产厂家约200家，生产300多个品种。主要的国外生产厂家包括Siemens、Modicon、A-B、OMRON、三菱、GE、富士、日立、光洋等等。据电子部98年调查结果表明，国内应用Siemens产品的用户占20.8%，Modicon占14%左右，A-B14%左右，OMRON14%占14左右，三菱8.3%，GE6.25%，富士4.2%；其他（日立、光洋

7、等）4%。 目前，我国的PLC生产有一定的发展，小型PLC的有些品种已批量生产，中型PLC已有产品，大型PLC也开始研制，合资企业得到发展，有的产品不仅供应国内市场，而且还有出口。国内PLC形成产品化生产的企业约30多家，年产量超过1000台的不到10家。主要有苏州机床电器厂、上海香岛机电制造有限公司、机械部北京机械工业自动化所、江苏嘉华实业有限公司、苏州电子计算机厂、杭州机床电器厂、辽宁无线电二厂等。国内产品的市场占有率不到10%。 从以上数据可知，国内PLC产品仍以国外产品为主，并以Siemens、Modicon、A-B、OMRON、三菱、GE的产品为主。 技术发展趋势 开放式的设计和网络

8、成为主流；PLC技术正与PC技术融合；系统控制向分散发展；容错系统；小型化、智能化。 1.4.2DCS市场 DCS国内外市场概况 据美国FROST$SULLIVA公司的报告，全球DCS的销售额由93年的26.4亿美元降到2000年的21.3亿美元，由占工控机市场份额的31%降为27%。主要的生产厂家集中在美、日、德等国。 1996年国内DCS的市场销售1520亿元人民币，其中国产（约100套）约占5%，据专家估计，2000年国内DCS系统销售规模达到3035亿元人民币。 DCS国内外主要生产厂家 DCS主要生产厂家集中在美、日、德等国。如美国HONEYWELL的TDC3000MICRO TDC

9、3000,TDC3000X等；FOXBORO的I/AS；WESTING HOUSE的WDPF；WAILEY的NETWORK90、INFI90；日本横河的CENTUM、CS；YEWPACK的MARK II；德国SIEMENS的TELEPERM；ABB公司的MOD300、SIPAOS200等等。 国内由于我国传统产业改造和新建工程对DCS的急需，我国八十年代引进了几百套DCS，主要应用于石化、冶金、电力、化肥等企业，我国工业自动化仪表行业同时从国外引进技术，与外商合资组装生产国外DCS，并逐步实现国产化，如上海福克斯波罗、西安横河、北京贝利、四川仪表总厂等。同时，我国机械部重庆和上海自动化仪表所开

10、发的DJK-7500，航空航天部的友力-2000、电子部六所的HS1000和HS2000、北京康拓的KT6000、浙大SUPERCON、杭州万盛公司的FB-2000等。目前，我国的小型DCS系统已投入工业生产，大中型系统已在国家大型石化、冶金、电力等行业的百多个工程中推广应用。 据电子部98年的调查表明：我国用户中采用HYNEYWELL的用户占22.5%；北京和利时占17.5%；西安横河占12.5%；北京贝利占10%，SIEMENS占7.55；WESTING HOUSE占5%；三菱、日立等公司各占2.5%。调查表明：采用国产DCS产品占有一定的市场份额，将近50%。 国外主要DCS厂商及DCS

11、性能表 BaileyINF90 ABBMOD300 FoxboroIA HoneywellTDC3000 RosemontDETAV YEW1000-XL 年生产量 80套 70套 80套 100套 50套 75套 年生产能力 150套 100套 150套 200套 150套 150套 系统结构 模件 综合系统 分布网 分布网 综合系统 分布网 回路数 128400 块结构 8120 1632 816 模拟I/O点 1224 无限 640 72/站 80 数字I/O点 1224 无限 1280 96/站 250 系统回路数 128400 无限16点/块 无限 3840 256 冗余系统 是 是

12、 是 是 可选 是 操作站数 250 不固定资产 无限 10 不固定 5 点数/站 30000 5000 无限 23000 不限 6000 趋势显示点 15003000 每区36 所有点 所有点 所有点 328 报警点 有 有 有 有 有 100 组显示 240 有 400/区 200/区 480 通讯冗余 有 有 有 有 有 有 通讯速度兆波特 10 2 10 5 1 1 通讯长度KM 2-4 1.6 2 1 15 批量控制 有 有 有 有 有 有 算法数 200 25500 80 72 30标准 30 用户语言 C. basic 有 Fortran P.B 高级语言 有 有 先进控制 有

13、有 有 有 有 有 通用数据库 是 是 是 是 分布式 诊断功能 有 有 有 有 有 有 模拟图 120-1000 无固定 无限 无限 100/CRT 80 与PLC接 可 可 可 可 可 可 DCS的主要发展趋势 Ï 向综合方向发展：由于标准化数据通信线路和通信网络的发展，将各种单（多）回路调节器、PLC、工业PC、NC等工控设备构成大系统，以满足工厂自动化要求，并适应开放化的大趋势。 Ï 向智能化发展：由于数据库系统、推理技能等的发展，尤其是知识库系统和专家系统的应用，人工智能会在DCS各级实现。 Ï 工业PC化：由于IPC组成DCS成为一大趋势，PC作为DC

14、S的操作站或节点机已经很普遍。 Ï 专业化：DCS为更适合各相应领域的应用，就要进一步了解各个专业的工艺和应用要求，以逐步形成如核电站DCS、变电站DCS等等。 1.4.3工业PC机市场 国内外市场概况 据美国FROST&SULLIVA公司的报告，全球工业PC机市场销售额从1997年的10.2亿美元上升到13.7亿美元，由占工控机市场份额的12%降为9%。 国内自92年以来，工业PC机市场极为活跃。据电子部微电子于计算机研究中心统计，全国工业PC机的OEM产品海关统计进口95年为21亿元人民币，96年为27亿元，2000年接近40亿元。 主要生产厂家 国外的生产厂家主要由台湾研华、美

15、国INTEL、IBM、SIEMENS等等。 国内的主要生产厂家有北京康拓工业电脑公司、北京四通工控、北京联想工控、北京画院自动化系统公司、北京工控计算机厂、北京宏拓工控、北京长城工控、北工大、北大方正、上海康泰克电子技术公司、华北工控、和利时自动化工程公司、中国航天工业总公司骊山公司等等。 据电子部98年调查表明：我国工业PC机市场以海外产品如台湾研华、美国INTEL为主，但国内产品也占有一定的市场份额。 现场总线控制系统市场 现场总线控制技术给控制系统体系结构带来一场革命，将有FCS代替传统的DCS。国家在“九五”期间为了加快现场总线技术在我国的发展，支持成立了“中国机电一体化技术应用协会现

16、场总线专业委员会”和“中国仪器仪表协会现场总线专业委员会”以推进行业工作，同时在重庆、西安、上海三大生产基地进行技术改造，重点放在智能化仪表和现场总线技术的开发和工程化上，补充和完善工艺设备、开发装置和测试装置、建立智能化仪表和开发自动化系统的生产基地，形成适度规模经济。集中力量联合攻关解决基础产品和基型产品等50个品种和必要的支撑软件的开发。重点开发压力、差压变送器系列、温度变送器系列、流量仪表系列、执行器和阀门定位器系列等100个以上的品种。北京康拓科技开发总公司采用兼有数字模拟特性的HART协议，研制开发了ITT智能温度变送器。利用ITT智能温度变送器和其他HATT产品组成HART现场总

17、线网络。 1.4.5RTU产品 RTU的应用情况 RTU产品主要应用电力行业的电网调度SCADA系统、变电站自动化控制，油田的自动化、输油输气管网监控系统，城市供水、供气管网监控系统。以电力行业的使用量最大。 主要的生产厂家 国外厂家包括GE Harris的D10/D20/D25/D200；费希尔-罗斯蒙特（F-RSOEMOUNT）的ROC产品系列包括ROC-300系列通用RTU(199l年推出)有ROC306，ROC312，ROC3；另外SIEMENS、ABB、MOTOROLA等公司也开发自己的RTU产品，但他们的产品主要为自己公司的SCADA系统提供服务。 国内厂家包括：电力行业的东方电子

18、、南瑞集团、山东积成等等；石油行业的北京安控、江苏华盛等公司。 第二章化工行业工控发展概况 2.1化工自动化的发展现状与趋势 1975年后，随着从美、日、法引进以DDZ-III型系列表为主，实现全流程集中控制的13套自动化程度较高的30万吨/年合成氨装置和一批大中型乙烯装置和化工装置，我国化工自动化进入发展期。1981年吉化公司化肥厂在氨合成生产过程中率先采用DCS CENTUM系统监控合成塔温度等，这是我国工业部门首次使用分散控制系统（DCS）控制生产过程。80年代末90年代初，随着微电子技术发展和现代控制理论应用扩大，化工自动化得到进一步的发展，在沧州化肥厂、云南天然气化工厂等采用优化操作

19、、优化管理的管控一体的自动化试点。90年代初现在，随着微电子技术发展和现代控制理论应用的扩大，计算机技术用于化工生产过程控制有了较快的发展，DCS、IPC、PLC已获得广泛应用，尤其是DCS和计算机相结合在实现多变量控制、优化控制、人工智能专家系统、大型设备诊断以及管理控制一体化等方面做了大量工作，使我国化工特别是大型化工装置的自动化技术有了长足的进步。国家863工程使化工自动化由单体控制系统在向总体控制系统发展，由彼此独立的子系统在向多元沟通的网络化系统发展，由追求单向指标、单个控制系统的品质优化在向追求整体效益、实现大规模生产的安全、优质低耗的综合最优指标发展。 综上所述，40多年来化工自

20、动化发展较快。目前化工自动化的整体水平已达到国外同类型90年代初的水平。 2.2化工行业应用工控产品的基本情况 目前，化工行业的工控应用主要集中在生产装置的控制方面，但在管控一体化方面也有了一定的发展。大型化工生产控制主要用DCS；对于小型的生产装置，考虑到IPC和PLC使用方便，价格便宜，又能用于程序控制，顺序控制和连续生产过程控制，IPC和PLC在化工行业应用越来越广泛。大型化肥厂、大型乙烯厂主要采用DCS系统控制生产，小化肥厂，氮碱厂等主要用IPC或PLC控制，少量用DCS，化工行业用RTU控制生产的很少，主要用于一些化工厂的污水处理、输送管道控制。据不完全统计，大型化肥厂、大型乙烯厂1

21、00%采用自动化控制生产，其中60.35采用DCS，13.79采用IPC，25.86采用PLC；中型化肥厂也100采用工控产品，其中32.23%采用DCS系统，39.67采用IPC，28.1采用PLC；小化肥厂也85以上都采用了工控产品，其中15.24采用DCS，33.33采用IPC，39.5采用PLC；氮碱厂95以上都采用了工控产品，其中23.03%用DCS控制，58.98%用IPC，17.97用PLC。对于管控一体化方面，化工部在“十五”期间，把管理控制一体化列入规划，并已在沧州化肥厂、云南天然气化工厂、福建炼油化工公司、吉化、盘锦乙烯等企业进行了大量的工作。 据化工部1997年11月统计

22、，目前我国化工系统(不包括石化)用了713套DCS系统，比1995年4月统计数增加37.45%，化工系统是应用DCS最多的工业部门，约占全国工业部门用DCS总套数2066套的34.5%。据专家估计，2000年化工应用DCS为1740套，PLC为7800套。其中化肥DCS为478套，氯碱DCS为83套，有机化工DCS为595套。化工系统所用的DCS引进的较多，进口占60%以上，有美国、日本、德国、英国、意大利、澳大利亚等国家14个公司的不同型号的产品，约占总套数的70%左右，其中日本横河公司和美国霍尼韦尔公司为最多，分别占22%和18%。 99年各厂家所用工控产品的比例 DCS % IPC %

23、PLC % 大型化肥厂所占比例 19.51 21.95 58.53 中型化肥厂 32.23 39.67 28.1 小型化肥厂 15.24 33.33 39.5 氯碱厂 23.03 58.98 17.97 化工行业工控产品应用数量估计： 化工行业 DCS（套） PLC（台） RTU（台） 99年 1200 7100 260 2000年 1700 7800 300 主要的应用企业 化工行业的企业分布主要有兰州化工基地，南京化工基地，吉林化工基地，北京化工基地，华南，华中地区等。 对工控产品的性能要求 大型化工企业采用DCS要求高可靠性，功能强，具有开放性，可联网组成综合管理控制系统，一般用国外产品

24、；中小型化工企业要求可靠性高，具有开放性，可用国产DCS或用PLC控制，价格较便宜。 工控改造的要求 小化工装置在工艺和装备的技术改造中，要采用相应的低成本自动化（LCA）技术来提高经济效益。低成本自动化是指为达到化工装置所需控制要求而采用的适用而先进的自动化技术，以取得低投入、高产出和缩短投资回收期的效果。LCA是国际上公认的中小企业自动化发展的有效路子和基本模式。尤其在现阶段，我国国产的DCS、PLC、工业PC机已不乏性能/价格好、售后服务又有良好信誉的品牌。而且，绝大多数化工对象的控制可用PID或PID与串级、前馈、超驰等的复合控制系统来实现，也可引入并不复杂的软测量参数后再用上述方法加

25、以控制；在关键而难以控制的地方，应用已有的或移植适当的先进控制方法，如专家系统等技术，是完全可以取得很好的控制效果和经济效益的，而所需投资并不会很多。 大型连续化工生产装置要以提高经济效益为中心不断优化操作和实现优化控制。大多数现有化工生产装置仍有很大的效益潜力可开发，优化是主要依靠软技术来获益的重要途径，而优化操作参数和优化控制技术的应用远未被重视和采用。 积极采用先进控制技术来提高控制效益；先进控制软件的开发要加速向工程化、商品化、产业化方向发展的进程，针对化工过程常具有的多变量、非线性、时变性、不确定性、反应机理复杂等特点，采用诸如解耦控制、推断控制、自适应控制、智能控制等方法，可使许多

26、控制难题得以解决，从而获取常规控制难以达到的效益，特别需要提出的是专家系统等人工智能技术对复杂的化工对象来说往往可以取得事半功倍的效果，其应用前景十分广阔。 提高在线分析仪表的应用技术水平，扩大开发软测量技术及其应用。在我国化工生产过程中，在线质量分析仪表一直是既昂贵而又难以用好的仪表，所以，不少化工厂在生产上主要依赖于化验室分析，由于这种离线分析的时间滞后且分析结果不具连续性，可能使产品质量问题不能被及时发现，从而造成无法挽回的损失。故当前首先要提高在线分析仪表的应用技术水平，如样气的预处理装置就十分关键。 设备和过程故障诊断技术的开发应用，提高设备状态监测和预测水平。企业越来越深切地认识到

27、生产的安、稳、长、满、优是获取最大经济效益的关键，而“安”是第一位的，所以，故障诊断技术已成为自动化的重要内容，近十多年来，无论是在其硬件还是软件技术上都有很大进展，尤其是应用人工智能技术，使系统具有智能化关联和逻辑判断真假功能，能有效地避免因仪表造成的误操作、误停车和停车的扩大化，以迅速恢复生产和减少经济损失。 工控改造的发展趋势 未来十年化工自动化的发展目标： Ï 建立和完善以安全生产、节约能源、产品质量、环境保护为主要的控制对象，用IPC、PLC、DCS和常规仪器仪表实现全流程控制。小型企业凡能实现自调的岗位和参数务必实现自动监测和自动调节替代手工干预。 Ï 开发和应

28、用专家系统、人工智能、统计过程控制、多参数模型预估控制等先进过程控制技术处理和控制各类化学反应全过程，并能处理过程单元非线性现象和排除可能有的干扰，以实现装置的优化运行和保证产品质量在标准范围内的要求。 Ï 对设备特别是旋转设备进行在线腐蚀、磨损、旋转和振动监测。 Ï 开发和建立标准化平台，运用开放系统把化工企业的生产过程控制系统、企业管理系统、生产调度合计化系统、实验室分析系统、仓库管理系统、设备维护系统集成现场控制层、生产管理层和决策层网络，是实现整个企业计算机联网和通讯的综合信息的自动化管理。 Ï 开发和应用特殊化工检测和分析仪表，以满足强酸、强碱、高温、高

29、压、易爆场合的要求和化学工业发展的需要。来自中国最大的资料库下载 Ï 建立一支与现代企业自动化相适应的自动化技术队伍。 在“十五“计划期间，化工行业将积极推广自动化行业的发展，预期在2005年使化工行业的自动化水平达到90年代中期国际水平，自动化将成为企业确保安全生产、节约能源、提高经济效益的有效手段。到2010年，推广应用管控一体的标准化平台试验成果，使其彷效大型化工企业和20%的中型化工企业实现管控一体化，其它大中型企业用数字表，智能表和工业控制计算机，特别是用DCS，PLC，IPC对生产过程进行控制，实现生产控制微机化;实验分析仪表化;计量数据标准化;并扩大使用以现场总线为主要

30、控制的仪表;所有小型化工企业重要工艺参数和重要岗位实现自调。通过完成这些任务，使其2010年化工自动化先进水平达到发达国家下世纪初的自动化水平。 第三章石化行业工控发展概况 3.1石化工业控制的水平 石化行业自动化主要包括炼油化工自动化、油田自动化两个方面。对于炼油化工自动化，在大型的炼油装置、乙烯生产装置、化纤生产装置主要采用DCS系统，配备先进的控制软件进行控制；对于中小型的生产装置，采用电动仪表或DCS（中小型）、智能电动变送器、数字式调节器进行控制；油田自动化主要采用SCADA系统和DCS系统。石化总公司在“九五”期间对新建和技改项目进行了自动化改造，并取得了明显的效益。总体来说，石化

31、自动化水平已达到国外90年代中期水平。 3.2炼油化工行业主要工控产品的应用 我国炼油化工生产装置规模大，生产过程复杂，对计算机控制系统要求高，国产DCS还不能满足要求。因此，这些装置采用的DCS系统大都是引进的。另外，多数DCS系统用于单个装置的集中控制，联合装置集中控制的较少，采用全厂或区域DCS集中控制的改造正在进行之中。自动化系统控制软件也主要从国外进口，目前有18家国外公司销售的120多种控制软件在我国销售，新的神经网络软件、模糊控制软件已实用化。我国DCS应用软件有待进一步开发，目前应用与石化行业的DCS系统都数只发挥了30的功能，有待进一步的提高。截止到1999年九月化工信息中心

32、统计，石油化工用于过程控制的DCS共678套，其中炼油211套，化工182套，化纤39套，化肥38套，油田113其他为95套。分别由国外10家公司引进的20种型号产品。数量居前五家公司分别为美国霍尼威尔为225套，日本横河为163套，FISHER-ROSEMOUNT为37套，美国FOXBORO为35套，美国ABB为20套。国产DCS为21套。石油化工系统引进的DCS系统价格昂贵，1990年前引进的122套DCS总投资约为6000万美元，1500万人民币，平均每套价格为50万美元，目前每套的价格也在3040万美元左右。另外，引进的方式主要是成套引进。 对于一些中小型的生产装置，采用IPC、DCS

33、（中小型）、PLC、智能电动变送器、数字式调节器等方式进行控制。另外，对于整个生产装置的某个局部控制部分，也采用PLC、IPC等方式作为控制核心。如催化裂化装置中，利用IPC和电动仪表构成计算机监控系统，实现定点控制、数据处理、开环指导，现已成为技术成熟、性能可靠的自控模式。 专家估计，2000年石化应用DCS为700套，PLC（IPC）为3100套，RTU为1200套。其中乙烯DCS为185套，PLC为820台；炼油DCS为226套，PLC为1000台；油田DCS为117套，PLC为518台，RTU为1200台。在石油化工领域RTU主要是用于油田自动化。石化使用的DCS，PLC（IPC）及R

34、TU产品90%为引进技术。 工控产品应用数量： 石化行业 DCS （套） PLC （台） RTU （台） 99年 678 2800 1100 2000年 700 3100 1200 号数据来源：化工信息中心；其他数据为专家估计。 DCS系统在炼化企业的应用效果 综观已投用的DCS绝大部分都取得了较好的效益，为生产的安稳长满优起了促进作用，具有传统常规仪表无法替代的优点。 例如高桥公司炼油厂的常减压装置采用DCS系统与FOX一300上位机，除对全装置实现常规控制外，还充分发挥了信息采集功能、通信功能和运算功能强的优势，并以此利用人工智能方法构造上级协调系统，开发了常压塔整体智能决策与优化专家系统

35、，年经济效益达314万元，技术上处于国内领先地位，并达国际水平。 天津公司涤纶厂与申科院自动化所合作，采用DCS及一台PC微机对间歇缩聚装置十条生产线进行控制，实现聚酯粘度数模优化控制，并与本厂微机局域网PLAN一5000连网，把实时生产信息自动传送至调度室，向管控一体化迈出了一步。获总公司89年优秀计算机软件一等奖及总公司科技进步三等奖。 巴陵公司锦纶厂已内酡胺装置投资人民币32万元，采用DCS系统改造原气动I型表，自投用以来，工艺指标控制合格率、产品质量及原材料消耗均达历史最好水平，一级品率由63%提高到83%，年经济效益达130万元。 扬子公司聚丙烯装置，采用TDG一3000系统对全装置

36、进行控制，由于仪表、计算机人员与工艺人员、设计人员的密切配合，协同工作，技术上互相渗透，操作人员熟练地掌握了操作，取得了良好的经济效益，获总公司1989年优秀计算机软件二等奖，总公司科技进步三等奖。 齐鲁公司橡胶厂乙腈装置引进，依靠厂内自己的技术力量，进行组态生成，节约了外汇，锻炼了队伍，提高了技术水平，在管理上建立了岗位操作规范，激发了操作人员刻苦钻研业务、提高操作水平的热情。DCS投用以后，产品合格率提高了14.73%，加上其它消耗下降，预计经济效益可达500万元。齐鲁公司第二化肥厂、金陵公司化肥厂等30万吨/年合成氨装置采用DCS控制系统，也都取得了较好的经济效益，为装置节能降耗增产作出

37、了贡献。 从管理角度定性评价DCS应用水平的分类标准 第一类，满足生产安、稳、长、满、优运行的要求，DCS功能发挥齐全，应用水平较高，经济效益显著，为装置达标作出较大贡献;并实现了实时信息向计算机管理信息系统的传输。 第二类:满足生产安、稳、长运行的要求，促进了工艺管理的改进;采用先进控制策略，取得了良好的经济效益，为装置达标发挥了作用;工艺、仪表、计算机人员配合协调好;工艺人员能熟练地掌握DCS操作。 第三类，满足生产安、稳、长运行的要求，发挥了DCS的基本功能，提高了控制品质，有经济效益。但应用深度有待进一步提高。 第四类:DGCS基本功能没有发挥，应用水平低。 以上述分类标准为尺度，对6

38、0多套DCS使用情况考查，属第一类1套，占1.6%;第二类12套，占19.7%;第三类45套，占73.8%;第四类3套，占4.9%。 总上分析，我国的DCS系统的利用率相对较低，需要进一步开发DCS系统的功能。 主要炼油化工企业 主要集中在兰州石化基地，南京石化基地，东北石化基地，北京石化基地，华东，华南，华中地区等地区。主要是中石化下属的公司和中石油和天然气集团公司下属的地区公司。如中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司、中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司、中国石油化工股份有限公司上海高桥分公司等等。 对工控产品的性能要求 大型石化企业采用DCS要求高可靠性，功能强，具有开放性，可联网组成综

39、合管理控制系统，一般用国外产品；中小型炼油装置要求可靠性高，具有开放性，可用国产DCS，价格较便宜。对罐区，水处理等可用IPC或PLC控制，油田用SCADA系统和RTU控制。 对工控改造的需求与趋势 炼油化工自动化的改造需求迫切。当前，我们对石油化工产品的质量要求越来越高，并要求炼化企业减少污染，节约能源，所有这些都迫使炼化企业提高自动化水平。传统的DCS系统出现了一定的局限性，自1975年推出DCS以来，已广泛应用炼油化工企业，取得了很好的效果，显示了它的优越性。但是，随着信息技术和企业管理现代化的发展，传统的DCS显出了局限性。据北美和欧洲用户的调查，70以上的用户对DCS不满意，原因一是

40、价格昂贵；二是不能适应现代企业信息迅速增加的要求，90年代，I/O点已增加到50000点，传统的DCS不能满足这种要求；三是过程变化性不大，有80的控制回路与一般控制回路相比，控制过程变化性相似，只有20的控制回路降低了过程的变化性；四是现场信号检测与传送仍是传统模式，现场变送器检测信号，以420MA模拟信号传送，精度低，无自诊断功能，信号传送也是单方向的。 从目前到2005年，我国石化系统将有1200多套生产装置需要用DCS控制，其中有100套主要装置采用先进优化控制（一套先进优化控制软件价格约50万美元）。 工控改造的发展趋势 （1）传统DCS转向开放的DCS：传统DCS是由控制站，操作站

41、及网络组成，开放性较差。90年代国外推出新一代DCS。如霍尼维尔的TPS（Total Plant Solution System），它是集过程控制和信息管理于一体的计算机系统，采用通用的软件：Windows NT OLE(对象连结和嵌装),ODBC（开放数据库连接）及现场总线powerPC，和Intel芯片。 (2) 以工业PC机和现场总线为基础的分散控制：随着工业PC机和现场总线技术的发展，工业PC机的容量大，灵活性大，价格便宜，作为生产过程控制的设备，可满足要求。到下个世纪，以工业PC机和现场总线为基础的分散控制，在石化工厂将会得到应用。据专家估计：到21世纪，大部分常规的DCS功能将移到

42、现场智取仪表和基于PC的系统。目前，已有炼油厂采用基于PC的现场分散控制系统。如美国犹他洲盐湖城FLYING炼油厂，在自动化改造中，因常规的DCS价格很贵，所以没有采用，而是采用的工业PC机，Opto 22和Optocontrol最新控制软件构成了分散控制系统，取得与常规的DCS分散控制系统一样的控制效果。我国油田也应用了这种控制系统，投资省，控制效果较好。 （3）总线和现场总线控制系统：随着国际现场总线标准的实施，现场总线技术的成熟以及现场总线控制系统的推出，它将对我国仪表和自控领域产生巨大的影响，也必将对我国石化企业仪表和控制系统的应用产生很大的影响。由于现场总线技术克服了模拟仪表和DCS

43、的不足及应用中的问题，近几年它发展迅速，已进入实用化阶段。新一代控制系统是由多段高速（H2）或低速（H1）现场总线、各类智能现场仪表包括流量、压力、温度、执行器及附助单元等、人-机接口（工业PC机）、组态软件、监控软件及网络软件等组成现场总线控制系统（FCS）。有的国外仪表公司已推出自己的现场总线控制系统。现有的控制系统是DCS，它可完成控制、显示、操作及与上位机通讯等。采用现场总线控制系统，原DCS60-80的基本控制功能分散在智能现场仪表上执行，现场仪表、PLC、人-机接口（操作站）、维护管理系统、和上位机系统都将作为现场总线的节点平等地挂在总线上。FCS除了有控制系统外还有非控制用的信息

44、组成维护管理系统，可把现场仪表的工位号、制造厂、材料、量程和零点、运行状况、精度、维修计划等一系列信息传送到操作站，操作员对现场仪表运行情况一目了然。系统出现故障时，可及时了解故障的位置和性质，缩短了判断故障的时间，并可预测维修，提高了系统的可靠性和可用性。 （4）控制，管理和经营于一体的信息综合系统：目前许多炼油化工企业都是采用一种自成系统的自动化结构，每个单元都有它自己负责的自动化系统，形成许多自动化“孤岛”式的控制和信息管理格局。由于市场竞争激烈和规模经营发展，企业为增强竞争优势，需要更及时、准确的信息为企业决策服务，并使经营决策能有效地转变为生产操作成果。计算机控制，经营和管理一体化的信息综合系统的应用开发将会得到炼油化工企业的重视。该系统主要由调节控制级、生产管理和经营决策级组成。调节控制级包括现场仪表、调节控制、先进控制和优化，实现过程的最佳控制；生产经营管理级包括跟踪产品质量的实验室信息管理系统，采集、加工和分析信息，生产计划调度等；决策级是企业的最高决策层，包括原油供给、产品销售、市场营销等活动，及时作出正确决策，实现企业的最