随着生产过程的自动化,DCS已越来越广泛应用于各工业领域,并将会成为工业控制系统应用的主流。而DCS是一个庞大、复杂的系统工程,作者根据自己对DCS的开发与应用经验,将对DCS的研究化分为DCS结构和DCS组态两大部分,而DCS的结构又可细分为现场控制站和DCS通讯网络两个层次;将DCS的组态细分系统网络组态、系统设备组态、操作画面组态和控制策略组态四个方面。控制算法及其参数整定是DCS核心,论文中分别对单回路控制、串级控制、比值控制、选择控制、前馈控制等进行了较为深入的研究。 西南石油川中油汽公司50万m~3/d天然气净化厂DCS系统的技术改造项目和乐山和邦集团8万吨/年合成氨和20万吨/年联碱新建厂DCS项目是作者亲自参与开发和设计的两个中、大型DCS项目。作者根据两个厂的不同的工艺流程和控制规模,在充分考虑系统安全性与可靠性的基础上分别选用了Foxboro公司的I/A’S系统和Honeywell公司的EPKS系统。论文中对两套系统的选型和各自的特点等进行了详细的分析与比较,并对两套系统进行合理的系统设计、可靠设计和控制回路设计等。目前两套系统均已投入生产,系统运行情况良好,也充分证明了作者对两套系统的DCS系统选型、DCS系统配置和DCS系统设计的正确性和可靠性。 在工业生产过程中DCS系统对具有强耦合性、不确定性、非线性、信息不完全性和大纯滞后等特征的被控对象控制效果并不理想,究其原因,主要是DCS中主要以PID控制为主,基于此作者将先进控制技术引入DCS中,并提出了一种基于BP神经网络的PID自整定算法,通过Matlab仿真与传统PID相比较,其效果明显优于传统PID控制。不失为一种新的先进控制算法,有在DCS中推广的可行性。