化工智能化生产技术及其应用进展
［摘要］：本文作者综述化工智能化生产技术及其在化学工业中的应用与进展。内容涉及位于化工企业智能化生产上层的ERP、SCM、E-Business和DSS，中层的EOM 和MES，下层的DCS、PLC和ESD等，同时指出化工控制技术的发展方向。
［关键词］：化工 智能化生产 SCM EOM MES
智能化生产技术是制造业不断吸收机械、电气、电子、信息(计算机、网络、通信、控制论、人工智能等)、能源及现代系统管理等领域的成果，并将其综合运用于产品研发、设计、制造、检测、销售、使用、服务乃至回收的全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、敏捷、柔性生产，提高对市场动态多变的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。
本文作者综述化工智能化生产技术及其在化学工业中的应用与进展。
1 仪表与自动化系统的数字化
仪表与自动化系统经历了气动仪表(PCS，即第一代过程控制系统)、基于电动仪表(0～10mA、4～20mA模拟电流信号)的电动单元组合式模拟仪表控制系统(ACS，即第二代过程控制系统)、基于计算机的直接数字控制和监督计算机控制或计算机控制系统(即DDC、SCC、CCS，第三代过程控制系统)和基于微处理器的分布式控制系统(DCS，即第四代过程控制系统)后，又发展到了第五代过程控制系统。
第四代DCS产品的主要标志是集成，其覆盖现场仪表层、控制装置单元层、工厂层和企业层4个层次。而前三代只覆盖前三层，第四代则已成为过程控制和信息管理的综合信息平台。其功能包括过程控制、PLC、RTU(远程采集发送器)、FCS、多回路调节器、智能采集和控制单元等功能集成以及组态软件、I/O组件、PLC单元等产品集成，还包容过程控制、逻辑控制、批处理控制，并实现混合控制。
1980年后出现的基于现场总线技术(Fieldbus)的现场总线控制系统(FCS)即第五代过程控制系统。目前正在发展过程中，其标准尚未统一，总体上是DCS、PLC、FCS三者的结合。
今后的发展趋势是发展智能仪表和现场总线技术，自动化仪表与装置正在跨入真正的数字化、网络化和智能化时代。其技术发展的主流则是测量信息数字化、检测仪表智能化和现场控制与过程管理一体化。21世纪头10年的热点是传感、执行与通信。仪器仪表不仅仅是工业时代的测量“工具”，而且是当今信息时代的信息源头。近10年内，传感器的数量将增加几十倍，自动化系统中的非控制变量信息比例也将成倍增加，将利用固体物理特性产生的敏感机理开发成物理、化学、生物等敏感元件或传感器，使传感器技术向微型化、高精度、低能耗、智能化、集成化发展。信号无线传输、过程远程无线监控以及非接触式控制器也是方向。微型传感器和组分模型在分子级对物理化学过程进行跟踪和控制，而且是从原料的进厂到产品的出厂确保实现潜在的最大价值。微型智能传感器在线实时实现化验分析。由于内嵌智能传感器，材料和设备也是智能的，可在线连续测量温度、压力、应力、应变、振动、位移等参数，及时预测预报潜在的损坏部位，并有自诊断、自修复功能，在出现事故前维修完毕。
化工测量分析也将成为现场基础技术，成倍或几十倍地提高测量分析的分辨率和灵敏度，分析周期将缩短到十至几十分之一，普遍采用如核磁共振(NMR)、微波(Microware)、近红外光谱(NIR)分析技术，实现分子级的实时、在线、多指标、多功能、多用途的化验分析。传统的质量化验分析室将由实时、在线、连续的产品质量、成分分析系统取代，最大限度地改善过程控制和环境监测质量。
