2024年3月31日发(作者：睦运菱)
自动化调研陈述
--
自动化控制系统的应用
摘要
自动化控制系统应用领域广泛，覆盖了工业、农业、交通、科技、环保、国防、教育、生活等各方
面，在国民经济运行过程中阐扬着不成替代的作用。目前，自动化控制系统行业的开展程度，已成为一
个国家科技水安然平静综合国力的重要表达。
关键词：自动化技术；自动控制系统；
一、自动化控制系统财产总体开展综述
〔一)世界自动化控制系统财产稳步增长
据权威研究机构Datamonitor统计数据，2006年世界自动化控制系统财产(包罗 集散控制系统和
可编程控制器两大局部，不包罗 基于PC的工业控制系统和软件)规模约为125亿美元。美洲、欧洲和
亚太地域市场规模别离为37亿美元、41亿美元和47亿美元。2002～2006年复合增长率分％、％和％。
此后几年，世界自动化控制系统财产仍将保持快速增长态势，预计到2022年，世界自动化控制系
统财产规模将到达214亿美元，此中，美洲、欧洲和亚太地域市场规模别离到达5l亿美元、50亿美元
和63亿美元，2006～2022年复合增长率将别离为％、％和6.0%。
(二)兴旺国家高度重视自动化控制系统财产开展
纵不雅世界，经济兴旺国家都高度重视本国自动化控制系统财产的开展，将其视为国家的战略重点
之一。
欧洲地域工业自动化控制财产很兴旺，出格是德国大面积推广应用自动化测控仪器系统，20世纪
90年代就增加了350％的市场，带动劳动出产率增％。目前，自动化和控制是维持德国乃至全欧洲汽车
和机械制造高品质的关键技术。在德国汽车出产车间里，大量使用了现现场总线、可编程控制器(PLC)、
运动控制、机器视觉、离散传感器、HMI软件等最新最先进的自动化产物。
美国将仪器仪表(自动化控制系统是仪器仪表大类财产中很重要的一大局部)纳入信息技术财产并
采纳优先开展的政策，加大战略性投资。日本科学技术厅把自控测量传感器技术列为21世纪首位开展
的技术，已成为亚洲测量传感器出产第一大国。
〔三〕自动化控制产物在节能环保和节约资源领域阐扬重大作用
自动化控制产物广泛应用于冶金、石油、化工、建材、机械制造、电力、汽车、轻工、环保等各行各业，
在节能环保和节约资源领域阐扬着重要作用。
集散控制系统(DCS)是一种分布式控制系统，从传统的仪表盘监控系统开展而来，面向大型工业出
产领域。它适用于电力、化工等行业持续性出产过程的监视与控制，强调持续过程控制精度，可实现
PID、前馈、串级、多级、模糊、自适应等复杂控制，适用于工艺过程复杂、被控设备多、控制点数庞
大的系统。如在火电厂脱硫装置中采用DCS控制产物对火电厂排放超标的烟气进行脱硫处置，可实现烟
气达标排放、庇护生态环境以及防止人体受到有害气体直接或间接的损害。
可编程控制器(PLC)是一种控制装置，从传统的继电器回路开展而来，面向一般工业控领域。它的
开展基于制造业的现场设备控制需求，强调开关量逻辑控制，适用于小型自控场所。如在筑物自动化中
采用PLC系统控制照明、供暖、空调，可实现节省能源的目的；在电站、化工、印染和造纸等行业的污
水处置过滤系统中采用PLC产物，不仅可提高污水处置自动化程度和平安可靠性，并且清污效果好、排
污耗水量少，到达节能环保的效果。
二、关键产物市场及技术开展动向
(一)集散控制系统(DCS)：信息化、集成化
⒈ 市场快速增长
据美国Automation Research Corp(ARC)发布的陈述预测，世界集散控制系统(DCS)市场以每年7％
的增长率快速增长，并将从2006年的约125亿美元开展到2022年的210亿美元。尤其是亚洲DCS市场
需求将高速增长，2006年亚洲DCS市场发卖额约为38亿美元，到2022年将到达60亿美元。
增长的原因主要得益于以上这些国家根底设施工业如炼油、化工、电力、油气、能源等行业投资工
程的增加促进该国自动化工业的开展，从而导致对集散控制系统的需求大增。
目前，DCS主要集中在美国、日本、德国等兴旺国家，如美国霍尼韦尔(Honeywell)、福克斯波罗
(Foxboro)、西屋(Westing house)；日本横河电机(YOKOGAWA)、日立；德国西门子等。国内知名的DCS
出产商主要有：北京和利时、浙大中控和上海新华控制技术集团等。颠末近30年的开展，集散控制系
统已经进入第四代。Honeywell公司推出的Experion PKS系统、Emerson公司的PlantWeb(Emerson
Process Management)、横河电机公司的R3(PRM——工厂资源办理系统)、ABB公司的Industrial IT
系统等都是新一代DCS的代表，国内的和利时公司也推出了本身的第四代DCS-MACS—Smartpro系统。
⒉ 向信息化、集成化和开放化标的目的开展
⑴信息化
计算机技术、网络技术、通信技术的开展推进了DCS的信息化进程，信息化已经不是以控制功能为
主的控制系统，而是一个充实阐扬信息办理功能的综合平台系统。DCS实现的信息化功能主要包罗 以
下几方面：
① SCADA功能
SCADA(Supervisorv Control And Data Acquisition，数据采集与监视控制)功能包罗 通过各种通
信协议实现数据采集，对各种实时数据、历史数据、报警信息、变乱记录等进行存储，分类、综合和显
示；各种方式的信息显示和传送，如屏幕显示、长途浏览显示及无线终端显示等。几乎所有的第四代
DCS都提供了比较全面的SCADA功能。如Experion PKS中，通过Digital Video Manager 实现图像的
传输和显示；通过DSA〔Distributed System Architecture〕用户可实现全球联网；通过HMI Web
Technology用户可实现任何位置的人机界面的组态；通过eSenrer用户可以平安地拜候过程信息，还
有长途监控，撑持无线终端等功能。
②设备办理和智能维修功能
第四代DCS通过智能化现场信号处置模块的自诊断功能实时对DCS系统本身的部件自动诊断，并且
一般都提供冗余办法，在关键部件发生故障时报警并自动切换到冗余备件上，包管设备正常工作，还能
通过现场总线技术对现场仪表的运行状态自动诊断，并可实现自动校正，确保各变送器和执行器正常工
作。例如，Emerson公司的PIantWeb系统，Honevwell公司的AssetMan PKS系统等都提供了这样的功
能。
③还包罗 能源办理、批处置和配方办理、撑持开放的数据库接口和多种流行尺度网络接口等功能。
(2)集成化
DCS的集成化主要表达在功能的集成和产物的集成。过去的DCS厂商根本是以自主开发为主，提供
的系统也是本身的，如今的DCS厂商更强调系统的集成性，DCS中除保存传统DCS所实现的过程控制功
能之外，还集成了PLC(可编程控制器)、RTU(长途终端设备)、FCS(现场总线)、各种回路调节器、各种
2024年3月31日发(作者：睦运菱)
自动化调研陈述
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自动化控制系统的应用
摘要
自动化控制系统应用领域广泛，覆盖了工业、农业、交通、科技、环保、国防、教育、生活等各方
面，在国民经济运行过程中阐扬着不成替代的作用。目前，自动化控制系统行业的开展程度，已成为一
个国家科技水安然平静综合国力的重要表达。
关键词：自动化技术；自动控制系统；
一、自动化控制系统财产总体开展综述
〔一)世界自动化控制系统财产稳步增长
据权威研究机构Datamonitor统计数据，2006年世界自动化控制系统财产(包罗 集散控制系统和
可编程控制器两大局部，不包罗 基于PC的工业控制系统和软件)规模约为125亿美元。美洲、欧洲和
亚太地域市场规模别离为37亿美元、41亿美元和47亿美元。2002～2006年复合增长率分％、％和％。
此后几年，世界自动化控制系统财产仍将保持快速增长态势，预计到2022年，世界自动化控制系
统财产规模将到达214亿美元，此中，美洲、欧洲和亚太地域市场规模别离到达5l亿美元、50亿美元
和63亿美元，2006～2022年复合增长率将别离为％、％和6.0%。
(二)兴旺国家高度重视自动化控制系统财产开展
纵不雅世界，经济兴旺国家都高度重视本国自动化控制系统财产的开展，将其视为国家的战略重点
之一。
欧洲地域工业自动化控制财产很兴旺，出格是德国大面积推广应用自动化测控仪器系统，20世纪
90年代就增加了350％的市场，带动劳动出产率增％。目前，自动化和控制是维持德国乃至全欧洲汽车
和机械制造高品质的关键技术。在德国汽车出产车间里，大量使用了现现场总线、可编程控制器(PLC)、
运动控制、机器视觉、离散传感器、HMI软件等最新最先进的自动化产物。
美国将仪器仪表(自动化控制系统是仪器仪表大类财产中很重要的一大局部)纳入信息技术财产并
采纳优先开展的政策，加大战略性投资。日本科学技术厅把自控测量传感器技术列为21世纪首位开展
的技术，已成为亚洲测量传感器出产第一大国。
〔三〕自动化控制产物在节能环保和节约资源领域阐扬重大作用
自动化控制产物广泛应用于冶金、石油、化工、建材、机械制造、电力、汽车、轻工、环保等各行各业，
在节能环保和节约资源领域阐扬着重要作用。
集散控制系统(DCS)是一种分布式控制系统，从传统的仪表盘监控系统开展而来，面向大型工业出
产领域。它适用于电力、化工等行业持续性出产过程的监视与控制，强调持续过程控制精度，可实现
PID、前馈、串级、多级、模糊、自适应等复杂控制，适用于工艺过程复杂、被控设备多、控制点数庞
大的系统。如在火电厂脱硫装置中采用DCS控制产物对火电厂排放超标的烟气进行脱硫处置，可实现烟
气达标排放、庇护生态环境以及防止人体受到有害气体直接或间接的损害。
可编程控制器(PLC)是一种控制装置，从传统的继电器回路开展而来，面向一般工业控领域。它的
开展基于制造业的现场设备控制需求，强调开关量逻辑控制，适用于小型自控场所。如在筑物自动化中
采用PLC系统控制照明、供暖、空调，可实现节省能源的目的；在电站、化工、印染和造纸等行业的污
水处置过滤系统中采用PLC产物，不仅可提高污水处置自动化程度和平安可靠性，并且清污效果好、排
污耗水量少，到达节能环保的效果。
二、关键产物市场及技术开展动向
(一)集散控制系统(DCS)：信息化、集成化
⒈ 市场快速增长
据美国Automation Research Corp(ARC)发布的陈述预测，世界集散控制系统(DCS)市场以每年7％
的增长率快速增长，并将从2006年的约125亿美元开展到2022年的210亿美元。尤其是亚洲DCS市场
需求将高速增长，2006年亚洲DCS市场发卖额约为38亿美元，到2022年将到达60亿美元。
增长的原因主要得益于以上这些国家根底设施工业如炼油、化工、电力、油气、能源等行业投资工
程的增加促进该国自动化工业的开展，从而导致对集散控制系统的需求大增。
目前，DCS主要集中在美国、日本、德国等兴旺国家，如美国霍尼韦尔(Honeywell)、福克斯波罗
(Foxboro)、西屋(Westing house)；日本横河电机(YOKOGAWA)、日立；德国西门子等。国内知名的DCS
出产商主要有：北京和利时、浙大中控和上海新华控制技术集团等。颠末近30年的开展，集散控制系
统已经进入第四代。Honeywell公司推出的Experion PKS系统、Emerson公司的PlantWeb(Emerson
Process Management)、横河电机公司的R3(PRM——工厂资源办理系统)、ABB公司的Industrial IT
系统等都是新一代DCS的代表，国内的和利时公司也推出了本身的第四代DCS-MACS—Smartpro系统。
⒉ 向信息化、集成化和开放化标的目的开展
⑴信息化
计算机技术、网络技术、通信技术的开展推进了DCS的信息化进程，信息化已经不是以控制功能为
主的控制系统，而是一个充实阐扬信息办理功能的综合平台系统。DCS实现的信息化功能主要包罗 以
下几方面：
① SCADA功能
SCADA(Supervisorv Control And Data Acquisition，数据采集与监视控制)功能包罗 通过各种通
信协议实现数据采集，对各种实时数据、历史数据、报警信息、变乱记录等进行存储，分类、综合和显
示；各种方式的信息显示和传送，如屏幕显示、长途浏览显示及无线终端显示等。几乎所有的第四代
DCS都提供了比较全面的SCADA功能。如Experion PKS中，通过Digital Video Manager 实现图像的
传输和显示；通过DSA〔Distributed System Architecture〕用户可实现全球联网；通过HMI Web
Technology用户可实现任何位置的人机界面的组态；通过eSenrer用户可以平安地拜候过程信息，还
有长途监控，撑持无线终端等功能。
②设备办理和智能维修功能
第四代DCS通过智能化现场信号处置模块的自诊断功能实时对DCS系统本身的部件自动诊断，并且
一般都提供冗余办法，在关键部件发生故障时报警并自动切换到冗余备件上，包管设备正常工作，还能
通过现场总线技术对现场仪表的运行状态自动诊断，并可实现自动校正，确保各变送器和执行器正常工
作。例如，Emerson公司的PIantWeb系统，Honevwell公司的AssetMan PKS系统等都提供了这样的功
能。
③还包罗 能源办理、批处置和配方办理、撑持开放的数据库接口和多种流行尺度网络接口等功能。
(2)集成化
DCS的集成化主要表达在功能的集成和产物的集成。过去的DCS厂商根本是以自主开发为主，提供
的系统也是本身的，如今的DCS厂商更强调系统的集成性，DCS中除保存传统DCS所实现的过程控制功
能之外，还集成了PLC(可编程控制器)、RTU(长途终端设备)、FCS(现场总线)、各种回路调节器、各种