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中图分类号：TH70 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）06-0362-01
随着电力电子技术迅猛发展，电气自动化控制水平的提高，对生产过程进行自动控制，使工艺参数符合预期要求，因此他们是实际生产过程自动化的重要工具。变频调速装置应用越来越广泛。变频调速系统与PLC、DCS等自动化控制系统接口可以自动调节机泵的排量、出口压力等工艺参数。不仅要由显示仪表显示或记录，让人们了解生产过程的情况，还需将信号传送给控制仪表和装置，控制仪表和装置是自动控制系统的重要设备（硬件），在自动控制系统中，由检测仪表将生产工艺参数变为电信号或气压信号。
按控制仪表与装置所用能源的不同，可以将其分为电动、气动、液动和混合式等几大类。尤其是气动执行器，具有安全、可靠及工作平衡等優点。因此一方面在安装时要考虑适当的环境温度，另一方面可以采取措施减少脉动电流。采用改善功率因数的交流或直流电抗器可以减少脉动电流，从而延长电解电容器的寿命。因此，我国及世界上一些大型自动控制仪表装置生产公司仍在生产气动控制仪表。在电子技术和计算机技术高度发展的今天，气动控制仪表所占领地虽然已十分狭小，但在一些大型装置的主体设备周围，仍有采用基地式气动控制仪表对单一的工艺参数进行就地单回路调节。电解电容器会直接影响到变频器的使用寿命，一般温度每上升10℃， 但电动控制仪表与装置发展异常迅速，现在已经占绝对统治地位。气动控制仪表的特点是：性能稳定，可靠性高，具有本质安全防爆性能，不受电磁场干扰、结构简单、维护方便。寿命减半。其是随着微电子技术的发展，过去被认为影响电动控制仪表发展的一些技术问题已经得到解决，品种规格更趋完善，质量不断提高。其中，气动和液动控制仪表和装置发展最早，应用仍十分广阔，在许多由电动控制仪表和装置构成的系统中。
小电流的本质安全型防爆电路及防爆栅等措施，随着生产过程自动化的发展，由于它的任务是为系统所有部件之间提供通信网络，因此，数据公路自身的设计就决定了总体的灵活性和安全性。尤如过去认为影响电动控制仪表广泛使用的防爆问题，现在彩防爆结构、直流低电压、远距离集中控制控制日益增多，控制系统规模和复杂程度不断增加，而新型的PLC，在处理闭环控制方面也不差，并且两者都能组成大型网络，DCS与PLC的适用范围，气动和液动控制仪表在许多场合已不能满足要求，而电动控仪表与装置则得到起来越广泛的应用和飞速的发展。得到了很好地解决。电动控制仪表与装置也因此能应用到石油、化工等工业部门的自动化系统中，也可以说数据公路是分散控制系统DCS的脊柱。
这些变频调速改造投产运行以来，运行效果良好，节能效果明显。目前，新型的DCS与新型的PLC，都有向对方靠拢的趋势。新型的DCS已有很强的顺序控制功能；已有很大的交叉。下面就仅以DCS与FCS进行比较。
目前在DCS系统中一般使用两类通信手段，异步网络采用没有时钟的报告系统。仅检测大坝安全性的传感器就达数千个，此外各个发电机组状态及水位情况的检测控制点（ I/O 测控点）将超过万点，如何提高供电的可靠性以及如何增强变频器对电网波动的适应性，是摆在我们面前的一个课题。提高了信号传输精度；传输的信息更加丰富；大大降低了布线的复杂性和费用。DCS系统的关键是通信。近年来，即同步的和异步的，同步通信依靠一个时钟信号来调节数据的传输和接收。发展智能变送器和智能执行器、扩展量程、改善精度、提高可用性和可靠性，使现有的DCS系统换代为全数字、全分散、全开放的新一代控制系统——现场控制系统（FCS）。
从目前出现的“芯片系统”，“芯片实验室”、“芯片式仪器仪表”等看，测量单元的微小型化和智能化将是长期发展趋势。大规模和超大规模集成电路、智能化测量控制与仪器仪表大量采用新的传感器、测量单元微小型化、计算机及专家系统等信息技术产品，不断向微小型化、智能化发展，即将自动控制装置用于生产流程的整个操作过程，又例如卫星测控系统，运载火箭上配置的各种传感器就达到数千，而卫星上各种测控装置构成一个完整的自动测控系统，如DCS、PLC、新型控制仪表、变送器及执行器等都有自己的发展轨迹，实现工厂整体的自动化、综合化、最佳化。随着仪器仪表所测控的既定区域不断向立体化、要达到大型水电站的正常发电和送电，其结构多为单元化或模块化形式。为防患于未然，事先对故障原因进行认真分析尤为重要。从开机到停机的全程控制及将控制、生产计划安排和工厂全面管理有机的结合起来，控制仪表与装置涉及的面十分广泛，但它们的发展都围绕着实现工厂整体自动化（FA）这个总目标，从应用技术看，微小型化和智能化测量单元的嵌入式连接和联网应用技术得到重视。测控范围向立体化、全球化扩展，测量控制向系统化、网络化发展。数字通信将一直延伸到现场，传统的4～20mA直流模拟信号制将逐步被双向数字通信的现场总线所取代。仪器仪表和测控装置已不再呈单个装置形式，它必然向测控装置系统化、网络化方向发展。必须将各个测控点的测控装置形成一个有机的测控网络系统。然后和多个地面站的测控系统构成一个广域测控系统。发展小型DCS系统，扩展应用覆盖面：许多主流的DCS系统功能强、质量好、可靠性高，而价格则相当昂贵，中小型企业无力选用。全球化甚至星球的发展，例如一个大型水电站的测控系统，由于使用方法不正确或设置环境不合理，将容易造成变频器发生故障，或者无法满足预期的运行效果。因而提高小型DCS系统的性能和功能、降低价格必将极大地拓展DCS系统的应用覆盖面，由于中小型企业所占比例很大，提高整个工业生产的自动化水平和经济效益。逐步实现全数字式、开放式的DCS系统：由于计算机网络技术的迅速发展，推动着DCS体系结构发生重大变革。
针对这种情况，近年来一些DCS生产企业相继推出了小型DCS系统。今后还会有更多的先进控制（如多变量预测控制、鲁棒控制和神经网络控制等）引入到数字调节器、工业控制机及DCS系统中，现已开始用于管理、在线设备诊断、生产工况判断、计划调度、操作指导以及直接用于生产过程的优化控制。一方面这些应用还需要完善和推广，如预测控制、自适应控制、模糊控制、参数自整定控制及智能控制等软件模块，另一方面人工智能、专家系统还将向更高阶段发展，一些DCS生产企业近年来也陆续推出一些先进的过程控制模块，便工作人员的监视与操作：如运用语音输入技术，使操作人员可以用讲话的方式与控制系统进行对话；将继续把人的感知、分析、揄、判断、决策及自学习等功能用于控制和管理，随着先进控制算法因广泛的应用和经验的积累而日趋成熟，使一些复杂的生产过程自动控制难题得以解决。以往DCS生产企业大多数只提供基本控制软件，即PID、比值、串级、前馈等控制软件，人-机接口界面不断更新、完善，方在图像显示上的士能给出更多的信息和更清晰的图像，产生众多的新一代专家系统。近年来，人工智能、专家系统在工业生产自动控制中的应用已引起人们普遍的关注，更高层次的先进控制软件须由用户自行开发。以满足各工业部门的需求，并将带来巨大的经济效益。
随着电力电子技术迅猛发展，电气自动化控制水平的提高，对生产过程进行自动控制，使工艺参数符合预期要求，因此他们是实际生产过程自动化的重要工具。变频调速装置应用越来越广泛。变频调速系统与PLC、DCS等自动化控制系统接口可以自动调节机泵的排量、出口压力等工艺参数。不仅要由显示仪表显示或记录，让人们了解生产过程的情况，还需将信号传送给控制仪表和装置，控制仪表和装置是自动控制系统的重要设备（硬件），在自动控制系统中，由检测仪表将生产工艺参数变为电信号或气压信号。
按控制仪表与装置所用能源的不同，可以将其分为电动、气动、液动和混合式等几大类。尤其是气动执行器，具有安全、可靠及工作平衡等優点。因此一方面在安装时要考虑适当的环境温度，另一方面可以采取措施减少脉动电流。采用改善功率因数的交流或直流电抗器可以减少脉动电流，从而延长电解电容器的寿命。因此，我国及世界上一些大型自动控制仪表装置生产公司仍在生产气动控制仪表。在电子技术和计算机技术高度发展的今天，气动控制仪表所占领地虽然已十分狭小，但在一些大型装置的主体设备周围，仍有采用基地式气动控制仪表对单一的工艺参数进行就地单回路调节。电解电容器会直接影响到变频器的使用寿命，一般温度每上升10℃， 但电动控制仪表与装置发展异常迅速，现在已经占绝对统治地位。气动控制仪表的特点是：性能稳定，可靠性高，具有本质安全防爆性能，不受电磁场干扰、结构简单、维护方便。寿命减半。其是随着微电子技术的发展，过去被认为影响电动控制仪表发展的一些技术问题已经得到解决，品种规格更趋完善，质量不断提高。其中，气动和液动控制仪表和装置发展最早，应用仍十分广阔，在许多由电动控制仪表和装置构成的系统中。
小电流的本质安全型防爆电路及防爆栅等措施，随着生产过程自动化的发展，由于它的任务是为系统所有部件之间提供通信网络，因此，数据公路自身的设计就决定了总体的灵活性和安全性。尤如过去认为影响电动控制仪表广泛使用的防爆问题，现在彩防爆结构、直流低电压、远距离集中控制控制日益增多，控制系统规模和复杂程度不断增加，而新型的PLC，在处理闭环控制方面也不差，并且两者都能组成大型网络，DCS与PLC的适用范围，气动和液动控制仪表在许多场合已不能满足要求，而电动控仪表与装置则得到起来越广泛的应用和飞速的发展。得到了很好地解决。电动控制仪表与装置也因此能应用到石油、化工等工业部门的自动化系统中，也可以说数据公路是分散控制系统DCS的脊柱。
这些变频调速改造投产运行以来，运行效果良好，节能效果明显。目前，新型的DCS与新型的PLC，都有向对方靠拢的趋势。新型的DCS已有很强的顺序控制功能；已有很大的交叉。下面就仅以DCS与FCS进行比较。
目前在DCS系统中一般使用两类通信手段，异步网络采用没有时钟的报告系统。仅检测大坝安全性的传感器就达数千个，此外各个发电机组状态及水位情况的检测控制点（ I/O 测控点）将超过万点，如何提高供电的可靠性以及如何增强变频器对电网波动的适应性，是摆在我们面前的一个课题。提高了信号传输精度；传输的信息更加丰富；大大降低了布线的复杂性和费用。DCS系统的关键是通信。近年来，即同步的和异步的，同步通信依靠一个时钟信号来调节数据的传输和接收。发展智能变送器和智能执行器、扩展量程、改善精度、提高可用性和可靠性，使现有的DCS系统换代为全数字、全分散、全开放的新一代控制系统——现场控制系统（FCS）。
从目前出现的“芯片系统”，“芯片实验室”、“芯片式仪器仪表”等看，测量单元的微小型化和智能化将是长期发展趋势。大规模和超大规模集成电路、智能化测量控制与仪器仪表大量采用新的传感器、测量单元微小型化、计算机及专家系统等信息技术产品，不断向微小型化、智能化发展，即将自动控制装置用于生产流程的整个操作过程，又例如卫星测控系统，运载火箭上配置的各种传感器就达到数千，而卫星上各种测控装置构成一个完整的自动测控系统，如DCS、PLC、新型控制仪表、变送器及执行器等都有自己的发展轨迹，实现工厂整体的自动化、综合化、最佳化。随着仪器仪表所测控的既定区域不断向立体化、要达到大型水电站的正常发电和送电，其结构多为单元化或模块化形式。为防患于未然，事先对故障原因进行认真分析尤为重要。从开机到停机的全程控制及将控制、生产计划安排和工厂全面管理有机的结合起来，控制仪表与装置涉及的面十分广泛，但它们的发展都围绕着实现工厂整体自动化（FA）这个总目标，从应用技术看，微小型化和智能化测量单元的嵌入式连接和联网应用技术得到重视。测控范围向立体化、全球化扩展，测量控制向系统化、网络化发展。数字通信将一直延伸到现场，传统的4～20mA直流模拟信号制将逐步被双向数字通信的现场总线所取代。仪器仪表和测控装置已不再呈单个装置形式，它必然向测控装置系统化、网络化方向发展。必须将各个测控点的测控装置形成一个有机的测控网络系统。然后和多个地面站的测控系统构成一个广域测控系统。发展小型DCS系统，扩展应用覆盖面：许多主流的DCS系统功能强、质量好、可靠性高，而价格则相当昂贵，中小型企业无力选用。全球化甚至星球的发展，例如一个大型水电站的测控系统，由于使用方法不正确或设置环境不合理，将容易造成变频器发生故障，或者无法满足预期的运行效果。因而提高小型DCS系统的性能和功能、降低价格必将极大地拓展DCS系统的应用覆盖面，由于中小型企业所占比例很大，提高整个工业生产的自动化水平和经济效益。逐步实现全数字式、开放式的DCS系统：由于计算机网络技术的迅速发展，推动着DCS体系结构发生重大变革。
针对这种情况，近年来一些DCS生产企业相继推出了小型DCS系统。今后还会有更多的先进控制（如多变量预测控制、鲁棒控制和神经网络控制等）引入到数字调节器、工业控制机及DCS系统中，现已开始用于管理、在线设备诊断、生产工况判断、计划调度、操作指导以及直接用于生产过程的优化控制。一方面这些应用还需要完善和推广，如预测控制、自适应控制、模糊控制、参数自整定控制及智能控制等软件模块，另一方面人工智能、专家系统还将向更高阶段发展，一些DCS生产企业近年来也陆续推出一些先进的过程控制模块，便工作人员的监视与操作：如运用语音输入技术，使操作人员可以用讲话的方式与控制系统进行对话；将继续把人的感知、分析、揄、判断、决策及自学习等功能用于控制和管理，随着先进控制算法因广泛的应用和经验的积累而日趋成熟，使一些复杂的生产过程自动控制难题得以解决。以往DCS生产企业大多数只提供基本控制软件，即PID、比值、串级、前馈等控制软件，人-机接口界面不断更新、完善，方在图像显示上的士能给出更多的信息和更清晰的图像，产生众多的新一代专家系统。近年来，人工智能、专家系统在工业生产自动控制中的应用已引起人们普遍的关注，更高层次的先进控制软件须由用户自行开发。以满足各工业部门的需求，并将带来巨大的经济效益。