自动控制-工业控制自动化行业发展状况

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： 工业控制机机（工控机）是是计算机技术术和自动控制制技术结合的的产物，是实实现工业生产产自动化、优优质、高产、低低能耗，以提提高经济效益益的主要技术术手段。 11.2工控机机的种类 工工控机系统产产品一般可分分成下列几类类： &; 可可编程序控制制器（PLCC）：按功能能及规模可分分为大型PLLC（输入输输出点数11024），中中型PLC（输入入输出点数22561024）及及小型PLCC（输入输出出点数2556点）。 &; 分布式控控制系统（DDCS）：又又称集散控制制系统，按功功能及规模亦亦可分为多级级分层

2、分布式式控制系统、中中小型分布式式控制系统、两两级分布式控控制系统。 &; 工业PC机：能适适合工业恶劣劣环境的PCC机，配有各各种过程输入入输出接口板板组成工控机机。近年又出出现了PCII总线工控机机。 &; 嵌入式计计算机及OEEM产品，包包括PID调节器器及控制器 &; 机电设备备数控系统（CNC，FMS，CAM） &; 现场总线线控制系统（FCS） 11.3工控机机发展综述 11983年工工业控制计算算机被列入国国家计算机系系列型谱及发发展规划。11989年机机电部受国务务院电子振兴兴领导小组办办公室委托，完完成对全国工工业控制计算算机机型优选选，共选出包包括工业控制制微机系统、但但（

3、多）回路路调节器、可可编程控制器器和工业控制制功能模块四四个种类211个优选机型型。19900年国家计委委、机电部、化化工部、建材材局联合组织织完成了首次次全国工业炉炉窑控制系统统的优选。共共选出工业锅锅炉、水泥机机立窑和小氮氮肥三种炉窑窑21套获奖的的控制系统。目目前我国工业业控制计算机机（包括工业业控制计算机机系统、分散散型工业控制制计算机系统统、工业控制制功能模块系系列、自动测测试系统和数数控、程控五五大系列）技技术、产业和和应用都有了了很大的发展展，我国工控控机行业已经经形成。 我我国工控机系系统的发展道道路，大多是是在引进成套套设备的同时时，也相继引引进了各种工工控机系统，并并开始自

4、己设设计控制系统统和装置，然然后进行消化化吸收，进行行二次开发和和应用。也有有一些厂家引引进国外技术术，与外商合合作合资组装装生产国外产产品，并逐步步实现国产化化。 据据电子部微型型机信息网估估计，目前我我国工控机市市场规模为9951277亿元，其中中PLC的规模模是15117亿元，DCSS系统规模15520亿元元，工业PCC机及板卡25530亿元元，嵌入式计计算机（含控控制器）15520亿元元，机电设备备数控系统33545亿亿元。据报道道，工控机生生产厂家中，生生产PLC的占30.443%，DCS占17.399，FCS占8.7%，工工业PC机占21.774%，其他他（自动化仪仪表、模块）占占

5、21.744%。 11.4各种主主要产品（PPLCDCCSIPCCFCSRTU）的的市场情况 11.4.1PPLC PPLC国内外外市场概况 由由于计算机网网络技术和集集成电路的迅迅速发展，PPLC向小型型化、微型化化和高速化发发展。在应用用中，PLCC可与上位机机联网，也可可下挂PLCC，组成分布布式控制系统统。PLC已广泛泛应用于冶金金、电力、石石油、化工、建建材、机械、轻轻工、食品、市市政、交通和和军工等行业业。 据美国FROOST&SUULLIVAA公司的报告告，全球PLLC从1993年的的39亿美元上上升到20000年的76亿美元，由由占工控机市市场的46%上升到50%。 11995

6、年国国内市场销售售PLC约为6.6万套，其其中国产1.6万套，约约为48000万人民币，进进口约5万套，约有有7000万美美元；19996年国内市市场销售约为为9万套，其中中进口8万套，总计计约合人民币币15亿元。专专家估计，22000年PLC的国内内市场销售达达到15220万套，约约25355亿元，其中中进口占900%左右。上上述数据表明明：我国PLLC市场几乎乎被国外产品品占领，国内内PLC产品的的市场占有率率不足10%。（以上PLLC统计数据据包括小型PPLC） 据据专家估计，国国内PLC产品的的年增长率为为12%，以满满足石油、化化工、电力、市市政等行业技技改的需要，到到2005年全全

7、国PLC需求量量将达到255万套左右，约约人民币35545亿元元。 PPLC产品的的主要生产厂厂家 来自httpp:/中中国最大的资资料库下载 目目前，全世界界PLC生产厂厂家约2000家，生产3000多个品种种。主要的国国外生产厂家家包括Sieemens、Modiccon、A-B、OMRONN、三菱、GEE、富士、日日立、光洋等等等。据电子子部98年调查结结果表明，国国内应用Siiemenss产品的用户户占20.88%，Modiccon占14%左右，A-BB14%左右右，OMROON14%占占14左右，三三菱8.3%，GE6.225%，富士士4.2%；其其他（日立、光光洋等）4%。 目目前，

8、我国的的PLC生产有有一定的发展展，小型PLLC的有些品品种已批量生生产，中型PPLC已有产产品，大型PPLC也开始始研制，合资资企业得到发发展，有的产产品不仅供应应国内市场，而而且还有出口口。国内PLLC形成产品品化生产的企企业约30多家，年年产量超过11000台的的不到10家。主要要有苏州机床床电器厂、上上海香岛机电电制造有限公公司、机械部部北京机械工工业自动化所所、江苏嘉华华实业有限公公司、苏州电电子计算机厂厂、杭州机床床电器厂、辽辽宁无线电二二厂等。国内内产品的市场场占有率不到到10%。 从以上数据据可知，国内内PLC产品仍仍以国外产品品为主，并以以Siemeens、Modiccon、

9、A-B、OMRONN、三菱、GEE的产品为主主。 技技术发展趋势势 开开放式的设计计和网络成为为主流；PLLC技术正与与PC技术融合合；系统控制制向分散发展展；容错系统统；小型化、智智能化。 11.4.2DDCS市场 DDCS国内外外市场概况 据据美国FROOST$SUULLIVAA公司的报告告，全球DCCS的销售额额由93年的26.44亿美元降到到2000年的的21.3亿美美元，由占工工控机市场份份额的31%降为27%。主要要的生产厂家家集中在美、日日、德等国。 11996年国国内DCS的市场场销售1520亿元人人民币，其中中国产（约1100套）约约占5%，据专家家估计，20000年国内内D

10、CS系统销销售规模达到到30355亿元人民币币。 DDCS国内外外主要生产厂厂家 DCS主要要生产厂家集集中在美、日日、德等国。如如美国HONNEYWELLL的TDC30000MIICRO TTDC30000,TDCC3000XX等；FOXBBORO的I/AS；WESTIING HHOUSE的的WDPF；WAILEEY的NETWOORK90、INFI990；日本横横河的CENNTUM、CS；YEWPAACK的MARK III；德国SIEEMENS的的TELEPPERM；ABB公司的的MOD3000、SIPAOOS200等等等。 国国内由于我国国传统产业改改造和新建工工程对DCSS的急需，我我国

11、八十年代代引进了几百百套DCS，主要要应用于石化化、冶金、电电力、化肥等等企业，我国国工业自动化化仪表行业同同时从国外引引进技术，与与外商合资组组装生产国外外DCS，并逐逐步实现国产产化，如上海海福克斯波罗罗、西安横河河、北京贝利利、四川仪表表总厂等。同同时，我国机机械部重庆和和上海自动化化仪表所开发发的DJK-7500，航航空航天部的的友力-20000、电子子部六所的HHS10000和HS20000、北京康拓的的KT60000、浙大SUPPERCONN、杭州万盛盛公司的FBB-20000等。目前，我我国的小型DDCS系统已已投入工业生生产，大中型型系统已在国国家大型石化化、冶金、电电力等行业

12、的的百多个工程程中推广应用用。 据据电子部988年的调查表表明：我国用用户中采用HHYNEYWWELL的用用户占22.5%；北京京和利时占17.5%；西安横河河占12.55%；北京贝贝利占10%，SIEMEENS占7.55；WESTIING HHOUSE占占5%；三菱、日日立等公司各各占2.5%。调查表明明：采用国产产DCS产品占占有一定的市市场份额，将将近50%。 国国外主要DCCS厂商及DCSS性能表 BaileeyINF990 ABBBMOD3000 FoxxboroIIA HonneywelllTDC33000 RRosemoontDETTAV YEEW10000-XL 年年生产量 8

13、80套 70套 80套 100套 50套 75套 年年生产能力 150套 100套 150套 200套 150套 150套 系系统结构 模件 综合系统 分布网 分布网 综合系统 分布网 回回路数 1228400 块结构 8120 11632 816 模模拟I/O点 12244 无限 6400 72/站站 80 数数字I/O点 12244 无限 12880 96/站 250 系系统回路数 128400 无限16点/块 无限 38440 2566 冗冗余系统 是 是 是 是 可选 是 操操作站数 2250 不固固定资产 无限 10 不固定 5 点点数/站 300000 5000 无限 230000

14、 不限限 60000 趋趋势显示点 15003000 每区36 所有点点 所有点 所有点 3228 报报警点 有 有 有 有 有 100 组组显示 2440 有 400/区 200/区 480 通通讯冗余 有 有 有 有 有 有 通通讯速度兆波波特 10 2 10 5 1 11 通通讯长度KMM 2-4 1.6 2 1 115 批批量控制 有 有 有 有 有 有 算算法数 2000 255500 800 72 330标准 30 用用户语言 CC. bassic 有 Forttran PP.B 高级级语言 有 有 先先进控制 有 有 有 有 有 有 通通用数据库 是 是 是 是 分布式 诊诊断功

15、能 有 有 有 有 有 有 模模拟图 1220-10000 无固定定 无限 无限 1000/CRT 80 与与PLC接 可 可 可 可 可 可 DDCS的主要要发展趋势 &; 向向综合方向发发展：由于标标准化数据通通信线路和通通信网络的发发展，将各种种单（多）回回路调节器、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。 &; 向智能化化发展：由于于数据库系统统、推理技能能等的发展，尤尤其是知识库库系统和专家家系统的应用用，人工智能能会在DCSS各级实现。 &; 工业PC化：由于于IPC组成DCS成为一大趋势，PCC作为DCS的操作站或节点点机已经很普普

16、遍。 &; 专业化：DCS为更适适合各相应领领域的应用，就就要进一步了了解各个专业业的工艺和应应用要求，以以逐步形成如如核电站DCCS、变电站站DCS等等。 11.4.3工工业PC机市场 国国内外市场概概况 据据美国FROOST&SUULLIVAA公司的报告告，全球工业业PC机市场销销售额从19997年的10.22亿美元上升升到13.77亿美元，由由占工控机市市场份额的112%降为9%。 国国内自92年以来，工工业PC机市场极极为活跃。据据电子部微电电子于计算机机研究中心统统计，全国工工业PC机的OEM产品海海关统计进口口95年为21亿元人民民币，96年为27亿元，20000年接近40亿元。

17、主主要生产厂家家 国外的生产产厂家主要由由台湾研华、美国INNTEL、IBM、SIEMEENS等等。 国国内的主要生生产厂家有北北京康拓工业业电脑公司、北北京四通工控控、北京联想想工控、北京京画院自动化化系统公司、北北京工控计算算机厂、北京京宏拓工控、北北京长城工控控、北工大、北北大方正、上上海康泰克电电子技术公司司、华北工控控、和利时自动化工工程公司、中中国航天工业业总公司骊山山公司等等。 据电子部988年调查表明明：我国工业业PC机市场以以海外产品如如台湾研华、美国INNTEL为主主，但国内产产品也占有一一定的市场份份额。 现现场总线控制制系统市场 现现场总线控制制技术给控制制系统体系结结

18、构带来一场场革命，将有有FCS代替传传统的DCSS。国家在“九九五”期间为为了加快现场场总线技术在在我国的发展展，支持成立立了“中国机机电一体化技技术应用协会会现场总线专专业委员会”和和“中国仪器器仪表协会现现场总线专业业委员会”以以推进行业工工作，同时在在重庆、西安安、上海三大大生产基地进进行技术改造造，重点放在在智能化仪表表和现场总线线技术的开发发和工程化上上，补充和完完善工艺设备备、开发装置置和测试装置置、建立智能能化仪表和开开发自动化系系统的生产基基地，形成适适度规模经济济。集中力量量联合攻关解解决基础产品品和基型产品品等50个品种和和必要的支撑撑软件的开发发。重点开发发压力、差压压变

19、送器系列列、温度变送送器系列、流流量仪表系列列、执行器和和阀门定位器器系列等1000个以上的的品种。北京京康拓科技开开发总公司采采用兼有数字字模拟特性性的HARTT协议，研制制开发了ITTT智能温度度变送器。利利用ITT智能温温度变送器和和其他HATTT产品组成成HART现场场总线网络。 11.4.5RRTU产品 RRTU的应用用情况 RRTU产品主主要应用电力力行业的电网网调度SCAADA系统、变变电站自动化化控制，油田田的自动化、输输油输气管网网监控系统，城城市供水、供供气管网监控控系统。以电电力行业的使使用量最大。 主主要的生产厂厂家 国外厂家包包括GE HHarriss的D10/DD2

20、0/D225/D2000；费希尔尔-罗斯蒙特（FF-RSOEEMOUNTT）的ROC产品系系列包括ROOC-3000系列通用RTTU(1999l年推出)有ROC3006，ROC3112，ROC3；另另外SIEMMENS、ABB、MOTORROLA等公公司也开发自自己的RTUU产品，但他他们的产品主主要为自己公公司的SCAADA系统提提供服务。 国内厂家包包括：电力行行业的东方电电子、南瑞集集团、山东积积成等等；石石油行业的北北京安控、江江苏华盛等公公司。 第第二章化工行行业工控发展展概况 22.1化工自自动化的发展展现状与趋势势 11975年后后，随着从美美、日、法引引进以DDZZ-III型型

21、系列表为主主，实现全流流程集中控制制的13套自动化化程度较高的的30万吨/年合成氨装装置和一批大大中型乙烯装装置和化工装装置，我国化化工自动化进进入发展期。1981年吉化公司化肥厂在氨合成生产过程中率先采用DCS CCENTUMM系统监控合合成塔温度等等，这是我国国工业部门首首次使用分散散控制系统（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、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，D

22、CS、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，440多年来化化工自动化发发展较快。目目前化工自动动化的整体水水平已达到国国外同类型990年代初的的水平。 22.2化工行行业应用工控控产品的基本本情况 目目

23、前，化工行行业的工控应应用主要集中中在生产装置置的控制方面面，但在管控控一体化方面面也有了一定定的发展。大大型化工生产产控制主要用用DCS；对于于小型的生产产装置，考虑虑到IPC和PLC使用方方便，价格便便宜，又能用用于程序控制制，顺序控制制和连续生产产过程控制，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100%采用自动化控制生产，其中60.35采用DCS，13.79采用IPC，

24、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。 据据化工部19997年11月统计，目目前我国化工工系统(不包括石化化)用了713套DCS系统，比比19

25、95年4月统计数增增加37.445%，化工工系统是应用用DCS最多的的工业部门，约约占全国工业业部门用DCCS总套数20666套的34.55%。据专家家估计，20000年化工工应用DCSS为1740套，PLC为7800套。其其中化肥DCCS为478套，氯氯碱DCS为83套，有机机化工DCSS为595套。化化工系统所用用的DCS引进的的较多，进口口占60%以上，有有美国、日本本、德国、英英国、意大利利、澳大利亚亚等国家144个公司的不不同型号的产产品，约占总总套数的700%左右，其其中日本横河河公司和美国国霍尼韦尔公公司为最多，分分别占22%和18%。 999年各厂家家所用工控产产品的比例 DC

26、S % IPC % PLCC % 大大型化肥厂所所占比例 119.51 21.955 58.553 中中型化肥厂 32.233 39.667 28.1 小小型化肥厂 15.244 33.333 39.5 氯氯碱厂 233.03 558.98 17.977 化化工行业工控控产品应用数数量估计： 化化工行业 DDCS（套） PLLC（台） RTTU（台） 999年 12000 71000 260 22000年 17000 78000 300 主主要的应用企企业 化化工行业的企企业分布主要要有兰州化工工基地，南京京化工基地，吉吉林化工基地地，北京化工工基地，华南南，华中地区区等。 对对工控产品的的性

27、能要求 大大型化工企业业采用DCSS要求高可靠靠性，功能强强，具有开放放性，可联网网组成综合管管理控制系统统，一般用国国外产品；中中小型化工企企业要求可靠靠性高，具有有开放性，可可用国产DCCS或用PLC控制，价价格较便宜。 工工控改造的要要求 小小化工装置在在工艺和装备备的技术改造造中，要采用用相应的低成成本自动化（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

28、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。 大大型连续化工工生产装置要要以提高经济济效益为中心心不断优化操操作和实现优优化控制。大大多数现有化化工生产装置置仍有很大的的效益潜力可可开发，优化化是主要依靠靠软技术来获获益的重要途途径，而优化化操作参数和和优化控制技技术的应用远远未被重视和和采用。 积积极采用先进进控制技术来来提高控制效效

29、益；先进控控制软件的开开发要加速向向工程化、商商品化、产业业化方向发展展的进程，针针对化工过程程常具有的多多变量、非线线性、时变性性、不确定性性、反应机理理复杂等特点点，采用诸如如解耦控制、推推断控制、自自适应控制、智智能控制等方方法，可使许许多控制难题题得以解决，从从而获取常规规控制难以达达到的效益，特特别需要提出出的是专家系系统等人工智智能技术对复复杂的化工对对象来说往往往可以取得事事半功倍的效效果，其应用用前景十分广广阔。 提提高在线分析析仪表的应用用技术水平，扩扩大开发软测测量技术及其其应用。在我我国化工生产产过程中，在在线质量分析析仪表一直是是既昂贵而又又难以用好的的仪表，所以以，不

30、少化工工厂在生产上上主要依赖于于化验室分析析，由于这种种离线分析的的时间滞后且且分析结果不不具连续性，可可能使产品质质量问题不能能被及时发现现，从而造成成无法挽回的的损失。故当当前首先要提提高在线分析析仪表的应用用技术水平，如样气的预处理装置就十分关键。 设设备和过程故故障诊断技术术的开发应用用，提高设备备状态监测和和预测水平。企企业越来越深深切地认识到到生产的安、稳稳、长、满、优优是获取最大大经济效益的的关键，而“安安”是第一位位的，所以，故故障诊断技术术已成为自动动化的重要内内容，近十多多年来，无论论是在其硬件件还是软件技技术上都有很很大进展，尤尤其是应用人人工智能技术术，使系统具具有智能

31、化关关联和逻辑判判断真假功能能，能有效地地避免因仪表表造成的误操操作、误停车车和停车的扩扩大化，以迅迅速恢复生产产和减少经济济损失。 工工控改造的发发展趋势 未未来十年化工工自动化的发发展目标： &; 建建立和完善以以安全生产、节节约能源、产产品质量、环环境保护为主主要的控制对对象，用IPPC、PLC、DCS和常规规仪器仪表实实现全流程控控制。小型企企业凡能实现现自调的岗位位和参数务必必实现自动监监测和自动调调节替代手工工干预。 &; 开开发和应用专专家系统、人人工智能、统统计过程控制制、多参数模模型预估控制制等先进过程程控制技术处处理和控制各各类化学反应应全过程，并并能处理过程程单元非线性性

32、现象和排除除可能有的干干扰，以实现现装置的优化化运行和保证证产品质量在在标准范围内内的要求。 &; 对设备特特别是旋转设设备进行在线线腐蚀、磨损损、旋转和振振动监测。 &; 开开发和建立标标准化平台，运运用开放系统统把化工企业业的生产过程程控制系统、企企业管理系统统、生产调度度合计化系统统、实验室分分析系统、仓仓库管理系统统、设备维护护系统集成现现场控制层、生生产管理层和和决策层网络络，是实现整整个企业计算算机联网和通通讯的综合信信息的自动化化管理。 &; 开发和应应用特殊化工工检测和分析析仪表，以满满足强酸、强强碱、高温、高高压、易爆场场合的要求和和化学工业发发展的需要。来自中国最大的资料库

33、下载 &; 建立一支支与现代企业业自动化相适适应的自动化化技术队伍。 在在“十五“计划划期间，化工工行业将积极极推广自动化化行业的发展展，预期在22005年使使化工行业的的自动化水平平达到90年代中期期国际水平，自自动化将成为为企业确保安安全生产、节节约能源、提提高经济效益益的有效手段段。到20110年，推广广应用管控一一体的标准化化平台试验成成果，使其彷彷效大型化工工企业和200%的中型化化工企业实现现管控一体化化，其它大中中型企业用数数字表，智能能表和工业控控制计算机，特特别是用DCCS，PLC，IPC对生产产过程进行控控制，实现生生产控制微机机化;实验分析仪仪表化;计量数据标标准化;并扩

34、大使用用以现场总线线为主要控制制的仪表;所有小型化化工企业重要要工艺参数和和重要岗位实实现自调。通通过完成这些些任务，使其其2010年化化工自动化先先进水平达到到发达国家下下世纪初的自自动化水平。 第第三章石化行行业工控发展展概况 33.1石化工工业控制的水水平 石石化行业自动动化主要包括括炼油化工自自动化、油田田自动化两个个方面。对于于炼油化工自自动化，在大大型的炼油装装置、乙烯生生产装置、化化纤生产装置置主要采用DDCS系统，配配备先进的控控制软件进行行控制；对于于中小型的生生产装置，采采用电动仪表表或DCS（中小小型）、智能能电动变送器器、数字式调调节器进行控控制；油田自自动化主要采采用

35、SCADDA系统和DCSS系统。石化化总公司在“九九五”期间对对新建和技改改项目进行了了自动化改造造，并取得了了明显的效益益。总体来说说，石化自动动化水平已达达到国外900年代中期水水平。 33.2炼油化化工行业主要要工控产品的的应用 我我国炼油化工工生产装置规规模大，生产产过程复杂，对对计算机控制制系统要求高高，国产DCCS还不能满满足要求。因因此，这些装装置采用的DDCS系统大大都是引进的的。另外，多多数DCS系统用用于单个装置置的集中控制制，联合装置置集中控制的的较少，采用用全厂或区域域DCS集中控控制的改造正正在进行之中中。自动化系系统控制软件件也主要从国国外进口，目目前有18家国外公

36、公司销售的1120多种控控制软件在我我国销售，新新的神经网络络软件、模糊糊控制软件已已实用化。我我国DCS应用软软件有待进一一步开发，目目前应用与石石化行业的DDCS系统都都数只发挥了了30的功能能，有待进一一步的提高。截截止到19999年九月化化工信息中心心统计，石油油化工用于过过程控制的DDCS共678套，其其中炼油2111套，化工工182套，化化纤39套，化肥肥38套，油田田113其他为为95套。分别别由国外100家公司引进进的20种型号产产品。数量居居前五家公司司分别为美国国霍尼威尔为为225套，日日本横河为1163套，FISHHER-ROOSEMOUUNT为37套，美国国FOXBOO

37、RO为35套，美国国ABB为20套。国产产DCS为21套。石油油化工系统引引进的DCSS系统价格昂昂贵，19990年前引进进的122套DCS总投资资约为60000万美元，15500万人民民币，平均每每套价格为550万美元，目目前每套的价价格也在30040万美美元左右。另另外，引进的的方式主要是是成套引进。 对对于一些中小小型的生产装装置，采用IIPC、DCS（中小小型）、PLLC、智能电电动变送器、数数字式调节器器等方式进行行控制。另外外，对于整个个生产装置的的某个局部控控制部分，也也采用PLCC、IPC等方式式作为控制核核心。如催化化裂化装置中中，利用IPPC和电动仪仪表构成计算算机监控系统

38、统，实现定点点控制、数据据处理、开环环指导，现已已成为技术成成熟、性能可可靠的自控模模式。 专专家估计，22000年石石化应用DCCS为700套，PLC（IPC）为31000套，RTU为1200套。其其中乙烯DCCS为185套，PLC为820台；炼炼油DCS为226套，PLC为1000台；油田DCSS为117套，PLC为518台，RTU为1200台。在在石油化工领领域RTU主要是是用于油田自自动化。石化化使用的DCCS，PLC（IPC）及RTU产品90%为引进进技术。 工工控产品应用用数量： 石石化行业 DDCS （套套） PPLC （台台） RTUU （台） 999年 678 28000 1

39、1000 22000年 700 3100 1200 号数据来源源：化工信息息中心；其他他数据为专家家估计。 DDCS系统在在炼化企业的的应用效果 综综观已投用的的DCS绝大部部分都取得了了较好的效益益，为生产的的安稳长满优优起了促进作作用，具有传传统常规仪表表无法替代的的优点。 例例如高桥公司司炼油厂的常常减压装置采采用DCS系统与与FOX一300上位机机，除对全装装置实现常规规控制外，还还充分发挥了了信息采集功功能、通信功功能和运算功功能强的优势势，并以此利利用人工智能能方法构造上上级协调系统统，开发了常常压塔整体智能决决策与优化专专家系统，年年经济效益达达314万元，技技术上处于国国内领先

40、地位位，并达国际际水平。 天天津公司涤纶纶厂与申科院院自动化所合合作，采用DDCS及一台台PC微机对间间歇缩聚装置置十条生产线线进行控制，实实现聚酯粘度度数模优化控控制，并与本本厂微机局域域网PLANN一5000连网网，把实时生生产信息自动动传送至调度度室，向管控控一体化迈出出了一步。获获总公司899年优秀计算算机软件一等等奖及总公司司科技进步三三等奖。 巴巴陵公司锦纶纶厂已内酡胺装置投资资人民币322万元，采用用DCS系统改改造原气动II型表，自投投用以来，工工艺指标控制制合格率、产产品质量及原原材料消耗均均达历史最好好水平，一级级品率由633%提高到83%，年经济效效益达1300万元。 扬

41、扬子公司聚丙丙烯装置，采采用TDG一3000系统统对全装置进进行控制，由由于仪表、计计算机人员与与工艺人员、设设计人员的密密切配合，协协同工作，技技术上互相渗渗透，操作人人员熟练地掌掌握了操作，取取得了良好的的经济效益，获获总公司19989年优秀秀计算机软件件二等奖，总总公司科技进进步三等奖。 齐齐鲁公司橡胶胶厂乙腈装置置引进，依靠靠厂内自己的的技术力量，进进行组态生成成，节约了外外汇，锻炼了了队伍，提高高了技术水平平，在管理上上建立了岗位位操作规范，激激发了操作人人员刻苦钻研研业务、提高高操作水平的的热情。DCCS投用以后后，产品合格格率提高了114.73%，加上其它它消耗下降，预预计经济效

42、益益可达5000万元。齐鲁鲁公司第二化化肥厂、金陵陵公司化肥厂厂等30万吨/年合成氨装装置采用DCCS控制系统统，也都取得得了较好的经经济效益，为为装置节能降降耗增产作出出了贡献。 从从管理角度定定性评价DCCS应用水平平的分类标准准 第第一类，满足足生产安、稳稳、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。 第第二类:满足生产安安、稳、长运运行的要求，促促进了工艺管管理的改进;采用先进控控制策略，取取得了良好的的经济效益，为为装置达标发发挥了作用;工艺、仪表表、计算机人人员配合协调调好;工艺人员能能

43、熟练地掌握握DCS操作。 第第三类，满足足生产安、稳稳、长运行的要求求，发挥了DDCS的基本本功能，提高高了控制品质质，有经济效效益。但应用用深度有待进进一步提高。 第第四类:DGGCS基本功功能没有发挥挥，应用水平平低。 以以上述分类标标准为尺度，对对60多套DCS使用情情况考查，属属第一类1套，占1.66%;第二类类12套，占19.7%;第三三类45套，占73.8%;第四四类3套，占4.99%。 总总上分析，我我国的DCSS系统的利用用率相对较低低，需要进一一步开发DCCS系统的功功能。 主主要炼油化工工企业 主主要集中在兰兰州石化基地地，南京石化化基地，东北北石化基地，北北京石化基地地，

44、华东，华华南，华中地地区等地区。主主要是中石化化下属的公司司和中石油和和天然气集团团公司下属的的地区公司。如如中国石油化化工股份有限限公司北京燕燕山分公司、中中国石油化工工股份有限公公司齐鲁分公公司、中国石石油化工股份份有限公司上上海高桥分公公司等等。 对对工控产品的的性能要求 大大型石化企业业采用DCSS要求高可靠靠性，功能强强，具有开放放性，可联网网组成综合管管理控制系统统，一般用国国外产品；中中小型炼油装装置要求可靠靠性高，具有有开放性，可可用国产DCCS，价格较较便宜。对罐罐区，水处理理等可用IPPC或PLC控制，油油田用SCAADA系统和和RTU控制。 对对工控改造的的需求与趋势势

45、炼炼油化工自动动化的改造需需求迫切。当当前，我们对对石油化工产产品的质量要要求越来越高高，并要求炼炼化企业减少少污染，节约约能源，所有有这些都迫使使炼化企业提提高自动化水水平。传统的的DCS系统出出现了一定的的局限性，自自1975年推推出DCS以来，已已广泛应用炼炼油化工企业业，取得了很很好的效果，显显示了它的优优越性。但是是，随着信息息技术和企业业管理现代化化的发展，传传统的DCSS显出了局限限性。据北美美和欧洲用户户的调查，770以上的的用户对DCCS不满意，原原因一是价格格昂贵；二是是不能适应现现代企业信息息迅速增加的的要求，900年代，I/OO点已增加到到500000点，传统的的DCS

46、不能满满足这种要求求；三是过程程变化性不大大，有80的控制制回路与一般般控制回路相相比，控制过过程变化性相相似，只有220的控制制回路降低了了过程的变化化性；四是现现场信号检测测与传送仍是是传统模式，现现场变送器检检测信号，以以420MMA模拟信号号传送，精度度低，无自诊诊断功能，信信号传送也是是单方向的。 从从目前到20005年，我我国石化系统统将有12000多套生产产装置需要用用DCS控制，其其中有1000套主要装置置采用先进优优化控制（一一套先进优化化控制软件价价格约50万美元）。 工工控改造的发发展趋势 （1）传统DCSS转向开放的的DCS：传统统DCS是由控控制站，操作作站及网络组组

47、成，开放性性较差。900年代国外推推出新一代DDCS。如霍霍尼维尔的TTPS（Totall PPlant Soluttion SSystemm），它是集集过程控制和和信息管理于于一体的计算算机系统，采采用通用的软软件：Winndows NT OOLE(对象象连结和嵌装装),ODBBC（开放数数据库连接）及及现场总线ppowerPPC，和Inteel芯片。 (2) 以以工业PC机和现场场总线为基础础的分散控制制：随着工业业PC机和现场场总线技术的的发展，工业业PC机的容量量大，灵活性性大，价格便便宜，作为生生产过程控制制的设备，可可满足要求。到到下个世纪，以以工业PC机和现场场总线为基础础的分散

48、控制制，在石化工工厂将会得到到应用。据专专家估计：到到21世纪，大大部分常规的的DCS功能将将移到现场智智取仪表和基基于PC的系统。目目前，已有炼炼油厂采用基基于PC的现场分分散控制系统统。如美国犹犹他洲盐湖城城FLYINNG炼油厂，在在自动化改造造中，因常规规的DCS价格很很贵，所以没没有采用，而而是采用的工工业PC机，Optoo 222和Optoccontrool最新控制制软件构成了了分散控制系系统，取得与与常规的DCCS分散控制制系统一样的的控制效果。我我国油田也应应用了这种控控制系统，投投资省，控制制效果较好。 （3）总线和现现场总线控制制系统：随着着国际现场总总线标准的实实施，现场总

49、总线技术的成成熟以及现场场总线控制系系统的推出，它它将对我国仪仪表和自控领领域产生巨大大的影响，也也必将对我国国石化企业仪仪表和控制系系统的应用产产生很大的影影响。由于现现场总线技术术克服了模拟拟仪表和DCCS的不足及及应用中的问问题，近几年年它发展迅速速，已进入实实用化阶段。新新一代控制系系统是由多段段高速（H22）或低速（HH1）现场总总线、各类智智能现场仪表表包括流量、压压力、温度、执执行器及附助助单元等、人人-机接口（工工业PC机）、组组态软件、监监控软件及网网络软件等组组成现场总线线控制系统（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

50、、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，管管理和经营于于一体的信息息综合系统：目前许多炼炼油化工企业业都是采用一

51、一种自成系统统的自动化结结构，每个单单元都有它自自己负责的自自动化系统，形形成许多自动动化“孤岛”式式的控制和信信息管理格局局。由于市场场竞争激烈和和规模经营发发展，企业为为增强竞争优优势，需要更更及时、准确确的信息为企企业决策服务务，并使经营营决策能有效效地转变为生生产操作成果果。计算机控控制，经营和和管理一体化化的信息综合合系统的应用用开发将会得得到炼油化工工企业的重视视。该系统主主要由调节控控制级、生产产管理和经营营决策级组成成。调节控制制级包括现场场仪表、调节节控制、先进进控制和优化化，实现过程程的最佳控制制；生产经营营管理级包括括跟踪产品质质量的实验室室信息管理系系统，采集、加加工和

52、分析信信息，生产计计划调度等；决策级是企企业的最高决决策层，包括括原油供给、产产品销售、市市场营销等活活动，及时作作出正确决策策，实现企业业的最大利润润。 （5）公用工程程：公用工程程装置不是石石油化工厂中中的直接生产产装置，公用用工程是向各各工艺装置供供应能源的，同同时也消耗能能源。如何使使用公用工程程装置能源合合理分配，达达到燃料，蒸蒸汽和电力优优化分配，则则是公用工程程控制的目的的。在经济发发达国家中，十十分重视公用用工程的能源源优化控制管管理。目前国国外有许多公公司都推出自自己的能源优优化控制管理理软件包，对对能源管理进进行优化，以以达到节约能能源，提高效效益的目的。美美国SETPPO

53、INT公公司的公用能能源优化应用用软件包已在在世界十几个个工厂中安装装使用。它是是结合模拟和和先进控制来来建立一个全全厂范围内的的能源管理系系统，以最低低的费用提供供能源，它可可以分析蒸汽汽量，优化控控制锅炉蒸汽汽产量，可以以直接同过程程计算机相连连接，在线进进行优化控制制,可节约能源源费用的28%。ABB SSimconn公司的能源源管理系统(EMS)，也也是一种优化化控制系统。它它可以管理和和控制工厂能能源的发生和和分配。它使使用优化、能能源预测、蒸蒸汽和电力平平衡，产气和和发电协调、自自适应和预先先控制，以达达到燃料、产产汽控制优化化的目的，可可以节约510%的能能源消耗。 国国有有关的

54、发发展政策 为为了提高石化化行业的自动动化水平，今今后一段时间间，国家主要要抓好以下几几部分的工作作。 &; 重点搞好好大型石化工工程的仪表成成套工作 &; 提高国产产的可可靠性，并形形成一定的规规模 &; 加强先进进控制应用的的研究工作 &; 加强能源源管理及优化化软件的开发发、应用工作作 &; 设置必要要的在线质量量分析仪，提提高产品质量量，实现优化化控制 &; 工业机广泛应用用，占领一定定的市场份额额 &; 加快现场场总线和工厂厂综合自动化化系统的开发发工作 33.3油田自自动化 目目前，油田自自动化已摆脱脱了传统的自自动化模式，由由早期的仪表表自动化进入入以微电子学学为基础，集集微电子

55、技术术、电力电子子技术，计算算机技术、网网络通信技术术于一体的新新一代自动化化，也就是进进入了大量应应用PLC、DCS和SCADAA系统的时期期。 油油田自动化就就是利用自动动化手段对油油田的油井、计计量间、管汇汇阀组、转油油站、联合站站、原油外输输系统、油罐罐以及油田的的其它分散设设施进行自动动监测、自动动控制，从而而实现生产自自动化和管理理自动化。油油田自动化系系统可分为两两大部分，一一是用来完成成过程控制和和数据采集的的SCADAA系统(监控和数据据采集系统)或DCS系统(集散控制系系统)；另一部分分是用来保护护工艺设备、保保护人生安全全、保护环境境、减少和避避免事故发生生的ESD系统(

56、紧急关断系系统)。 工工控产品的应应用情况 目目前，油田自自动化主控系系统主要采用用的工控产品品是SCADDA系统和DCSS系统，以SCCADA系统统为主；ESSD系统通常常采用可编程程电子控制系系统(PESS)，如中型型的PLC(可编程控制制器)或FSC(故障障安全控制器器)来进行控制制，以满足当当今高可靠性性的ESD系统的的需要；对于于局部系统的的控制（比如如油田联合站站注水系统等等等）采用IIPC、PLC、DCS等控制制方式；输油油、气管道的的自动化监控控系统主要采采用SCADDA系统，如如库鄯输油管道自自动化监控系系统。截止到到99年9月，油田使使用的DCSS系统为95套。据专专家估计

57、，22000年油油田用DCSS系统为1177套，SCADDA系统为1500套，RTU（中型型）12000台，PLC（中型型）达到5118台。以前前国内油田的的主控系统主主要采用国外外的SCADDA系统，近近几年来，国国内油田自动动化的水平得得到快速提高高，出现了一一批实力较强强的工控厂家家，占有一定定的市场份额额。 应应用举例 靖靖西天然气管管线控制系统统： 靖靖西天然气管管线起源于陕陕西省蜻边(陕甘宁气田田)，终于西安安末站，全线线穿越西安等等15个市县，主主干线长约5500km。管管线起点压力力为4.5MMPa终点压压力为1，OMPa管径径426m，年年输气量5.6亿立方米米，管线二期期工

58、程在首站站加压为5.8MPa年年输气量7.5亿立方米米。 全全线设置监控控及数据采集集系统SCAADA系统，调调度控制中心心设在西安，管管线设首站一一座:靖边;分输蛄4座:延安、铜川川、成阳、西西安;清管站4座:华子坪、富富县、黄陵、泾泾河，另还设设置线路截断断阀室14座。SCADAA系统的通信信采用卫星信信迅，辅之于于公用电话网网为备用信道道，将全线数数据实时送往往西安调度控控制中心。 SSCADA系系统构成：SSCADA系系统是以4CC技术为基础础，网络结构构主要由调度度控制中心计计算机网络(DCC)、站控系统(SSCS)以及及通信系统(COMM)三部分构成成。 11）调度控制制中心（DC

59、CC）：DCC为SCADAA系统最高级级别的一层，主主要负责采集集所有站控RTTU的数据及及系统数据库库的生成，对对整个系统的的工艺生产进进行管理、优优化、决策及及控制。 22）通讯系统统 （COMM）：SCADAA系统工作的的有效性和可可靠性，取决决于DCC和RTU之间的的数据传输情情况。目前常常用的通信方方式有公用电电话网、VHHF或UHF无线电电通信、微波波通信、对流流层反射无线线电通信、电电力线载波通通信、直达线线通信、同轴轴电缆、卫星星通信及光纤纤通信等。由由于DCC和RTU之间距距离大多都很很遥远，为保保证SCADDA系统有效效运行，必须须保证通信不不被申断，因因此大多采取取通信冗

60、余技技术，即采用用主-备双通信信道道。 33）站控系统及远远程终端装置置（SCS，RTU）：RTU是一种种以微处理器器为基础的智智能装置，它它以模拟的和和数字的输入入输出信号与与工业生产现现场的仪表和和控制设备相相连，实时采采集所需要的的各工艺参数数，如压力、温温度、流量、液液位、阀门状状态、泵状态态等，并实现现就地控制；同时把有关关数据打包，通通过COMMM传给DCC，并接接受来自DCCC的远程控控制信号，RRTU是SCS的核心心。 靖靖西管线的SSCADA系系统，调度控控制中心计算算机网络采用用加拿大VAAMET公司司的OASYYS平台，站控系系统RTU由A-B公司PLC-5可编程控控制器