一、引言
　　在信息技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天，作為傳統(tǒng)工業(yè)的石油化工工業(yè)仍然是一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱性基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。

　　幾十年來(lái)，石油化工工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)隨著工藝和裝備技術(shù)的不斷發(fā)展而發(fā)展，從初期簡(jiǎn)單的手工操作到連續(xù)工藝及負(fù)荷不斷加大，對(duì)生產(chǎn)穩(wěn)定性要求越來(lái)越高，對(duì)控制的要求及自動(dòng)化水平也越來(lái)越高，儀表使用越來(lái)越普遍，從簡(jiǎn)單回路的閉環(huán)控制到單元裝置的全　面自動(dòng)化，使用的控制工具也從氣動(dòng)單元組合儀表、電動(dòng)單元組合儀表到DCS的廣泛應(yīng)用；控制水平也從單參數(shù)簡(jiǎn)單控制回路到多變量復(fù)雜控制回路，先進(jìn)控制系統(tǒng)、優(yōu)化控制系統(tǒng)在各種場(chǎng)合都有成功應(yīng)用的典范。

　　隨著工業(yè)規(guī)模的進(jìn)一步推廣，快速反應(yīng)、臨界穩(wěn)定工藝、能量綜合平衡等工藝的開(kāi)發(fā)成功，對(duì)自動(dòng)化提出了更高的要求。另外，激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也對(duì)自動(dòng)化提出了新的目標(biāo)與要求。同時(shí)，信息技術(shù)對(duì)石油化工自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展也注入了新的活力。

二、現(xiàn)場(chǎng)總線的應(yīng)用將逐步推廣
　　現(xiàn)場(chǎng)總線（fieldbus）是應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，在現(xiàn)場(chǎng)儀表（包括變送器、執(zhí)行器、記錄儀，單回路調(diào)節(jié)器、可編程序控制器等）之間、現(xiàn)場(chǎng)儀表和控制設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化、串行、雙向、多變量數(shù)字通信的網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)。它的出現(xiàn)，給工業(yè)控制技術(shù)領(lǐng)域產(chǎn)生了非常大的影響。
　　雖然現(xiàn)場(chǎng)總線國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC61158包含了FF、Profibus、ControlNet、WorldFIP、P-NET等在內(nèi)的八種類型（現(xiàn)已增加到十種類型）的現(xiàn)場(chǎng)總線，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)它最初的“制定單一現(xiàn)場(chǎng)總線”的目標(biāo)，同時(shí)也宣告了多種現(xiàn)場(chǎng)總線并存的局面已經(jīng)形成。但與現(xiàn)有的DCS、PLC等相比，現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)FCS由于具有的全數(shù)字多點(diǎn)通信、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)可控、開(kāi)放性、互可操作并能實(shí)現(xiàn)分散控制等特點(diǎn)，仍然是石油化工行業(yè)基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。

　　但今后一段時(shí)間內(nèi)，F(xiàn)CS的推廣應(yīng)用將呈現(xiàn)以下幾個(gè)特點(diǎn)：
（1）FCS將與DCS共存
　　DCS自上個(gè)世紀(jì)七十年代問(wèn)世以來(lái)，經(jīng)歷了發(fā)展、成熟到大規(guī)模應(yīng)用幾個(gè)階段，并采用了大量先進(jìn)成熟技術(shù)。DCS技術(shù)成熟，性能可靠，軟件豐富，功能完善，得到了用戶的信任，已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制的主要手段。而FCS還處于發(fā)展階段，技術(shù)本身還不太成熟，（如網(wǎng)絡(luò)冗余性問(wèn)題至今還沒(méi)有得到很好的解決）可靠性尚未得到充分驗(yàn)證，功能還不如DCS完善。所以用戶雖然關(guān)注FCS的發(fā)展，但還存在疑慮，多持謹(jǐn)慎觀望的態(tài)度。

　　另外，對(duì)于系統(tǒng)規(guī)模較小、控制對(duì)象分布比較集中的場(chǎng)合，以及沒(méi)有擴(kuò)展設(shè)備智能診斷和管理要求的場(chǎng)合，現(xiàn)場(chǎng)總線的優(yōu)越性并不能得到充分體現(xiàn)，大規(guī)模更換已有的DCS設(shè)備勢(shì)必造成巨大的浪費(fèi)。

　　基于現(xiàn)場(chǎng)總線的現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備管理，也曾經(jīng)被作為現(xiàn)場(chǎng)總線的一個(gè)熱賣點(diǎn)進(jìn)行炒作，但對(duì)目前世界各大公司提供的設(shè)備管理產(chǎn)品進(jìn)行認(rèn)真分析之后來(lái)看，并沒(méi)有什么新意。比如，設(shè)備的故障診斷就是一門復(fù)雜的科學(xué)，它需要結(jié)合機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)等多學(xué)科知識(shí)，建立設(shè)備的故障模型，并采集大量設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息以后，進(jìn)行詳細(xì)分析，才能作出準(zhǔn)確和有意義的判斷，對(duì)設(shè)備的維護(hù)才具有真正的指導(dǎo)意義。但遺憾的是，目前的設(shè)備管理軟件產(chǎn)品基本上都沒(méi)有做到這一點(diǎn)。

　　總之，DCS至今已經(jīng)發(fā)展得相當(dāng)成熟和實(shí)用，仍是當(dāng)前工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用及選型的主流，并不會(huì)隨著FCS的出現(xiàn)和發(fā)展馬上退出歷史舞臺(tái)，相反，在今后相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，DCS將會(huì)與FCS共存下去。

（2）現(xiàn)場(chǎng)總線與DCS相結(jié)合
　　將現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)集成到現(xiàn)有控制系統(tǒng)中，將現(xiàn)場(chǎng)總線智能儀表連接到DCS上，利用DCS豐富而成熟的控制功能和軟、硬件產(chǎn)品帶動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)總線的推廣應(yīng)用。一般來(lái)講，現(xiàn)場(chǎng)總線與傳統(tǒng)控制系統(tǒng)之間的集成主要有三種途徑：一是現(xiàn)場(chǎng)總線在DCS、PLC的I/O層次上的集成，現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備作為I/O卡件集成在DCS、PLC中；第二是現(xiàn)場(chǎng)總線集成在DCS、PLC網(wǎng)絡(luò)上，現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備通過(guò)網(wǎng)關(guān)集成到DCS、PLC上，統(tǒng)一組態(tài)、監(jiān)控與管理；第三則是獨(dú)立FCS與DCS、PLC之間的信息集成，即FCS與DCS、PLC都獨(dú)立工作，兩者之間通過(guò)網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)信息的映射與互訪。在目前傳統(tǒng)控制系統(tǒng)仍在大量使用的情況下，以上幾種方法不僅可以利用DCS、PLC成熟的技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)，也可以發(fā)揮現(xiàn)場(chǎng)總線的優(yōu)勢(shì)。

　　同時(shí)，在現(xiàn)場(chǎng)總線推廣應(yīng)用的基礎(chǔ)上，逐步完善管控一體化功能。利用現(xiàn)場(chǎng)總線的全數(shù)字通信功能，收集現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備所提供的大量非控制信息，建立現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)，建立和完善現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備的遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)控、故障診斷、預(yù)防維護(hù)、在線調(diào)校等遠(yuǎn)程管理功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的一體化管理與控制。

（3）多總線集成與“自動(dòng)化孤島”
　　現(xiàn)場(chǎng)總線國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC61158沒(méi)有能夠統(tǒng)一所有的現(xiàn)場(chǎng)總線，除了市場(chǎng)利益方面的因素外，由于不同的現(xiàn)場(chǎng)總線針對(duì)某一特定的應(yīng)用領(lǐng)域而開(kāi)發(fā)出來(lái)的，在技術(shù)上各有特色，所以至今還沒(méi)有一種總線能夠代替所有其他的現(xiàn)場(chǎng)總線。如FF、HART在連續(xù)信號(hào)的處理中具有一定的特色，而PROFIBUS、INTERBUS等在開(kāi)關(guān)量信號(hào)的處理中又有一定的優(yōu)勢(shì)。
因此，今后一段時(shí)間內(nèi)，無(wú)論何種形式的基礎(chǔ)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，都將具備多種現(xiàn)場(chǎng)總線互聯(lián)與信息集成能力。

　　無(wú)論采用何種形式的控制系統(tǒng)，都必須解決不同現(xiàn)場(chǎng)總線、不同類型的控制系統(tǒng)之間的“自動(dòng)化孤島”問(wèn)題，將各個(gè)廠家DCS、PLC以及其它智能設(shè)備連接到一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)上，以統(tǒng)一調(diào)度和共享。

（4）以太網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)總線
　　隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展與普及，以太網(wǎng)具有應(yīng)用廣泛、成本低廉、通信速率高、軟硬件資源豐富、可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Υ蟮忍攸c(diǎn)，正從商用通信領(lǐng)域逐步滲透到控制領(lǐng)域，并廣泛應(yīng)用于工業(yè)企業(yè)的控制層、管理層設(shè)備間的通信。

　　為此，國(guó)際跨國(guó)公司紛紛推出了基于以太網(wǎng)的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，如浙大中控的EPA、西門子的ProfiNet I/O、歐洲開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合會(huì)IAONA的EtherCAT和PowerLink等。這些實(shí)時(shí)以太網(wǎng)協(xié)議已列入IEC正在起草的實(shí)時(shí)以太網(wǎng)應(yīng)用行規(guī)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC61784-2。
由于實(shí)時(shí)以太網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)總線不僅融合了現(xiàn)有的現(xiàn)場(chǎng)總線的特點(diǎn)，而且與信息領(lǐng)域的成熟技術(shù)相結(jié)合，在石油化工自動(dòng)化控制領(lǐng)域?qū)?huì)得到廣泛的應(yīng)用。

三、信息技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)相結(jié)合——工業(yè)IT
　　隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷成熟，互聯(lián)網(wǎng)把計(jì)算機(jī)與通信這兩塊原先相互獨(dú)立的領(lǐng)域粘合在一起，不但使單機(jī)運(yùn)行的計(jì)算機(jī)全面進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，而且迅速推動(dòng)計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)與通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

　　另一方面，隨著信息技術(shù)、微電子技術(shù)在自動(dòng)化儀器儀表和控制系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，以及工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)與信息管理網(wǎng)絡(luò)的一體化發(fā)展，企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程數(shù)字化的數(shù)據(jù)采集、調(diào)節(jié)控制、監(jiān)控與組態(tài)設(shè)計(jì)以及設(shè)備維護(hù)、生產(chǎn)管理、經(jīng)營(yíng)決策等環(huán)節(jié)，將通過(guò)一體化的網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)統(tǒng)一到一個(gè)完整的綜合自動(dòng)化信息系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)字化、生產(chǎn)過(guò)程控制的智能化、企業(yè)管理的信息化以及咨詢服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)化。據(jù)專家預(yù)測(cè)，在這種自動(dòng)化控制綜合信息系統(tǒng)中、傳統(tǒng)的控制信息將由原來(lái)的85％下降到40％。而經(jīng)營(yíng)管理信息將上升到60％。因此，工業(yè)控制領(lǐng)域已具有了當(dāng)代IT技術(shù)和產(chǎn)業(yè)特征，即所謂的工業(yè)“IT”（Industrial IT），其中，“智能化”的工業(yè)自動(dòng)化儀表和工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成了工業(yè)“IT”的技術(shù)基礎(chǔ)和硬件平臺(tái)。

　　在此基礎(chǔ)上，通過(guò)采用一些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、軟測(cè)量技術(shù)、數(shù)據(jù)融合與數(shù)據(jù)處理技術(shù)、先進(jìn)控制與過(guò)程優(yōu)化技術(shù)、ERP技術(shù)等，并采用信息網(wǎng)絡(luò)的IT技術(shù)，如網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、信息處理技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的遠(yuǎn)程監(jiān)控、故障診斷與維護(hù)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)企業(yè)全廠的管控一體化。
事實(shí)上，自從計(jì)算機(jī)發(fā)明以來(lái)，自動(dòng)化技術(shù)就和信息技術(shù)緊密結(jié)合到了一起。信息技術(shù)的發(fā)展，給自動(dòng)化技術(shù)提供了越來(lái)越多的手段和越來(lái)越便捷的工具，使得過(guò)去很多自動(dòng)化技術(shù)中高超的技巧（例如各種復(fù)雜的PID算法和諸如均勻控制、解耦控制、模糊控制等高級(jí)算法）變成了一段段比較容易實(shí)現(xiàn)的軟件代碼。也正是因?yàn)橛辛薎T技術(shù)，自動(dòng)化技術(shù)中許多停留在理論上的設(shè)想變成了現(xiàn)實(shí)。

　　當(dāng)前，隨著IT技術(shù)的蓬勃發(fā)展，如何更好、更快、更多地把IT技術(shù)應(yīng)用到自動(dòng)化產(chǎn)品中，是各個(gè)自動(dòng)化產(chǎn)品供應(yīng)商面臨的共同話題。把IT技術(shù)盡可能多地應(yīng)用到自動(dòng)化技術(shù)中的能力，逐漸成為決定企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的重要因素。

　　首先是如何更好的應(yīng)用IT技術(shù)，其次是如何通過(guò)優(yōu)化來(lái)產(chǎn)生效益，和具體的工藝、設(shè)備相結(jié)合，挖掘設(shè)備和工藝潛力，促進(jìn)提高產(chǎn)量、降低消耗、并使生產(chǎn)過(guò)程更加安全。簡(jiǎn)言之就是：“向控制、優(yōu)化要效益”。
另外，如何將企業(yè)中的“自動(dòng)化孤島”變成一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)“過(guò)程可視化”的同時(shí)，擴(kuò)大信息共享，提高信息利用率，提高企業(yè)決策水平和實(shí)效性，實(shí)現(xiàn)管控一體化，“向管理、信息系統(tǒng)要效益”，也是一個(gè)重大的課題。

　　一般說(shuō)來(lái)，工業(yè)“IT”有以下幾個(gè)特征：現(xiàn)場(chǎng)儀表數(shù)字智能化、生產(chǎn)過(guò)程數(shù)字化、設(shè)計(jì)數(shù)字化、管理數(shù)字化與信息化。具體表現(xiàn)為：
　?。?）以流程工業(yè)和制造業(yè)為服務(wù)對(duì)象，基于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、通信和現(xiàn)代控制技術(shù)而形成的一種新型工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)技術(shù)，在進(jìn)一步完善信息采集功能的基礎(chǔ)上，強(qiáng)化了信息的加工處理，尤其是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程測(cè)量和控制信息的網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)更加開(kāi)放并得到飛速發(fā)展。
　?。?）傳統(tǒng)的自動(dòng)化儀表走向數(shù)字化、智能化，具有開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)通信接口，而成為網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。分布式工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)將成為未來(lái)控制系統(tǒng)的主導(dǎo)技術(shù)。
　?。?）以現(xiàn)場(chǎng)總線、工業(yè)以太網(wǎng)等工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)為平臺(tái)，利用現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的軟、硬件資源（如功能模塊），實(shí)現(xiàn)全分散控制，同時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表還可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程訪問(wèn)、監(jiān)視、調(diào)校、診斷、維護(hù)等管理功能。
　?。?）控制系統(tǒng)與信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)平滑聯(lián)接和多網(wǎng)合一，工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)在控制領(lǐng)域?qū)⒌玫礁鼮閺V泛的推廣，實(shí)時(shí)控制信息可以通過(guò)Intranet/Internet實(shí)現(xiàn)共享和在線檢測(cè)、控制和管理。
　?。?）工業(yè)控制系統(tǒng)軟件及各種應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)、系統(tǒng)集成技術(shù)成為核心技術(shù)，取代系統(tǒng)硬件而成為高附加值的載體。通過(guò)先進(jìn)控制和優(yōu)化軟件，可以實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)控制、模糊控制、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)控制、專家系統(tǒng)控制等高級(jí)智能控制，以及數(shù)據(jù)校正、過(guò)程模擬、質(zhì)量監(jiān)控、計(jì)劃排產(chǎn)與調(diào)度以及故障診斷、安全管理等生產(chǎn)過(guò)程的優(yōu)化管理。
　?。?）企業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理以企業(yè)資源計(jì)劃管理系統(tǒng)軟件（ERP-Enterprise Resource Planning）和企業(yè)供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)軟件（Supply Chain Management）為平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)物料清單、工藝路線、庫(kù)存管理、生產(chǎn)計(jì)劃、物料需求計(jì)劃、能力需求計(jì)劃、成本管理、財(cái)務(wù)管理、銷售管理、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、質(zhì)量管理、設(shè)備維修管理、實(shí)驗(yàn)室管理、運(yùn)輸管理、配方管理、人力資源管理、戰(zhàn)略管理、客戶服務(wù)管理、開(kāi)發(fā)與研究管理等的一體化管理。
　　（7）專用IC芯片、各種工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的通信模塊、網(wǎng)橋、中繼器、網(wǎng)關(guān)、遠(yuǎn)程I／O節(jié)點(diǎn)、功能模塊成為新一代分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的重點(diǎn)產(chǎn)品，并與網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)同步發(fā)展。

四、企業(yè)綜合自動(dòng)化將成為企業(yè)提高核心競(jìng)爭(zhēng)力的有效手段
　　我國(guó)石油和化工自動(dòng)化經(jīng)過(guò)50年的發(fā)展，通過(guò)技術(shù)引進(jìn)，消化吸收和不斷創(chuàng)新，自動(dòng)化水平取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，我國(guó)的石油化工工業(yè)遇到了前所未有的發(fā)展機(jī)遇，同時(shí)也面臨著越來(lái)越嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。與先進(jìn)國(guó)家相比，我國(guó)的石油化工工業(yè)還普遍存在著能耗大、產(chǎn)品質(zhì)量差、生產(chǎn)過(guò)程工藝落后、自動(dòng)化水平低、管理水平低、信息集成度低、綜合競(jìng)爭(zhēng)力弱等問(wèn)題。而企業(yè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是將先進(jìn)的工藝裝備技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)和以先進(jìn)控制與優(yōu)化技術(shù)為代表的信息技術(shù)相結(jié)合，將企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程控制、優(yōu)化、運(yùn)行、計(jì)劃與管理作為一個(gè)整體進(jìn)行控制與管理，提供整體解決方案，以實(shí)現(xiàn)企業(yè)的優(yōu)化運(yùn)行、優(yōu)化控制與優(yōu)化管理，從而成為提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的核心高技術(shù)。

　　國(guó)外大型流程企業(yè)、特別是石油化工企業(yè)均重視信息集成技術(shù)的應(yīng)用，紛紛以極大的熱情和精力，構(gòu)架工廠級(jí)、公司級(jí)甚至超公司級(jí)的信息集成系統(tǒng)。1995年美國(guó)、日本、西歐等國(guó)已有100多家煉油、化工企業(yè)在實(shí)施CIMS計(jì)劃，推動(dòng)了流程工業(yè)綜合自動(dòng)化技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用，如日本三井石油化學(xué)工業(yè)公司、美國(guó)德曹達(dá)公司、高爾公司等化工企業(yè)都相繼建立了綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。

　　一般而言，流程工業(yè)企業(yè)對(duì)綜合自動(dòng)化技術(shù)的需求主要關(guān)注4方面的問(wèn)題。(1)安全：即需要用高可靠性的控制系統(tǒng)、檢測(cè)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)設(shè)備與裝置的運(yùn)行提供保證，進(jìn)而對(duì)關(guān)鍵裝置進(jìn)行故障診斷與健康維護(hù)。(2)低成本：通過(guò)先進(jìn)的工藝及工藝參數(shù)以降低能耗和原料消耗，以及通過(guò)先進(jìn)的建模技術(shù)、控制技術(shù)和實(shí)時(shí)優(yōu)化技術(shù)來(lái)提高產(chǎn)品的合格率和轉(zhuǎn)化率。(3)高效率：通過(guò)先進(jìn)的計(jì)劃調(diào)度與排產(chǎn)技術(shù)和流程模擬技術(shù)來(lái)提高設(shè)備利用率和勞動(dòng)生產(chǎn)率。（4）提高競(jìng)爭(zhēng)力：通過(guò)數(shù)據(jù)和信息的綜合集成，如先進(jìn)的管理技術(shù)（包括ERP、CRM、SCM等）、電子商務(wù)、價(jià)值鏈分析技術(shù)等，以促進(jìn)企業(yè)價(jià)值的增值，最終提高企業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。
　　根據(jù)國(guó)內(nèi)外綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，流程工業(yè)綜合自動(dòng)化技術(shù)的總體結(jié)構(gòu)可以分成3層結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

圖1 流程工業(yè)綜合自動(dòng)化技術(shù)的總體結(jié)構(gòu)

　?。?）以PCS（過(guò)程控制系統(tǒng)）為代表的基礎(chǔ)自動(dòng)化層。主要內(nèi)容包括先進(jìn)控制軟件、軟測(cè)量技術(shù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、可靠性技術(shù)、數(shù)據(jù)融合與數(shù)據(jù)處理技術(shù)、集散控制系統(tǒng)(DCS)、現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)（FCS）、多總線網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)、基于高速以太網(wǎng)和無(wú)線技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備、傳感器技術(shù)、特種執(zhí)行機(jī)構(gòu)等等。
　?。?）以MES（生產(chǎn)過(guò)程制造執(zhí)行系統(tǒng)）為代表的生產(chǎn)過(guò)程運(yùn)行優(yōu)化層。主要內(nèi)容包括先進(jìn)建模與流程模擬技術(shù)（AMT：Advanced Modeling Technologies）、先進(jìn)計(jì)劃與調(diào)度技術(shù)（APS：Advanced Planning and Scheduling）、實(shí)時(shí)優(yōu)化技術(shù)（RTO：Real-time Optimization）、故障診斷與健康維護(hù)技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘與數(shù)據(jù)校正技術(shù)、動(dòng)態(tài)質(zhì)量控制與管理技術(shù)、動(dòng)態(tài)成本控制與管理技術(shù)等等。
　?。?）以ERP（企業(yè)資源管理）為代表的企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)優(yōu)化層。主要內(nèi)容包括企業(yè)資源管理（ERP）、供應(yīng)鏈管理（SCM）、客戶關(guān)系管理（CRM)、產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)管理（PqDM)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù)、設(shè)備資源管理、企業(yè)電子商務(wù)平臺(tái)等等。
通過(guò)研究生產(chǎn)過(guò)程制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）及相關(guān)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)在線成本的預(yù)測(cè)、控制和反饋校正，以形成生產(chǎn)成本控制中心，保證生產(chǎn)過(guò)程的優(yōu)化運(yùn)行；可以實(shí)施生產(chǎn)全過(guò)程的優(yōu)化調(diào)度、統(tǒng)一指揮，以形成生產(chǎn)指揮中心，保證生產(chǎn)過(guò)程的優(yōu)化控制；可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的質(zhì)量跟蹤、安全監(jiān)控，以形成質(zhì)量管理體系和設(shè)備健康保障體系，保證生產(chǎn)過(guò)程的優(yōu)化管理。
企業(yè)綜合自動(dòng)化需要解決的關(guān)鍵技術(shù)有：
　?。?）信息的集成、挖掘和增值
　　信息集成是綜合自動(dòng)化的核心，而數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)則是信息集成的基礎(chǔ)。由于流程工業(yè)的特點(diǎn)，有大量的反映生產(chǎn)過(guò)程狀態(tài)的實(shí)時(shí)海量數(shù)據(jù)需要處理、管理和有效地應(yīng)用，因此實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)是采用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督與控制，對(duì)生產(chǎn)狀態(tài)進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)。因而流程工業(yè)信息集成環(huán)境中需要同時(shí)設(shè)置關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，作為整個(gè)系統(tǒng)信息的集散地。這兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)既可獨(dú)立地操作，又可協(xié)同動(dòng)作，及時(shí)并行或交叉地處理來(lái)自全廠的各種信息，真正做到信息集成與共享。
信息挖掘和增值的目的是充分、有效地利用信息。
　　（2）科學(xué)的決策支持
　　生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)決策是企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)中的重要內(nèi)容。但是，傳統(tǒng)的生產(chǎn)管理模式還處于經(jīng)驗(yàn)決策、具有較大的隨意性、而科學(xué)的決策支持則是企業(yè)經(jīng)營(yíng)成敗的關(guān)鍵。
成本效益分析是指對(duì)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)應(yīng)用財(cái)務(wù)分析方法進(jìn)行分析評(píng)價(jià)、以得到全企業(yè)綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的過(guò)程。在煉油企業(yè)綜合自動(dòng)化中，成本效益分析是煉油企業(yè)生產(chǎn)管理中的重要環(huán)節(jié)，也是煉油企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)決策中的必需步驟。
成本效益分析以企業(yè)獲得最大利潤(rùn)為目標(biāo)。對(duì)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)進(jìn)行成本效益分析、并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行生產(chǎn)方案的盈虧分析，為企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)提供實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過(guò)程和生產(chǎn)計(jì)劃的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，以提高企業(yè)決策水平，加強(qiáng)企業(yè)在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)能力。
為了達(dá)到公司預(yù)先制定的利潤(rùn)目標(biāo)，就必須協(xié)調(diào)好企業(yè)各部門的工作，即原油采購(gòu)、生產(chǎn)計(jì)劃的制定、生產(chǎn)調(diào)度和產(chǎn)品的銷售等。由于原油是煉油廠生產(chǎn)的主要原料，原油成本占了產(chǎn)品總成本的80—90％，因此，為了實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)目標(biāo)，必須首先控制原油成本，即控制原油的采購(gòu)價(jià)格。
　　盈虧平衡分析是指利用財(cái)務(wù)分析方法和數(shù)學(xué)工具，對(duì)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)方案或計(jì)劃進(jìn)行分析，得出實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)目標(biāo)的原油最高采購(gòu)價(jià)格(保利點(diǎn))和保證不虧損經(jīng)營(yíng)(利潤(rùn)為0)的原油最高采購(gòu)價(jià)格(保本點(diǎn))。盈虧平衡分析對(duì)于原油采購(gòu)、控制成本、提高經(jīng)濟(jì)效益具有重要的參考價(jià)值、是制定合理生產(chǎn)計(jì)劃時(shí)的重要環(huán)節(jié)，對(duì)于控制生產(chǎn)成本、擴(kuò)大利潤(rùn)，從而保證利潤(rùn)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，指導(dǎo)全企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)，具有十分重要的意義。
　　（3）進(jìn)行流程模擬，建立過(guò)程模型
　　實(shí)現(xiàn)過(guò)程優(yōu)化操作進(jìn)行流程模擬，建立過(guò)程模型、實(shí)現(xiàn)過(guò)程優(yōu)化操作是流程工業(yè)綜合自動(dòng)化的又一關(guān)鍵技術(shù)。
　　生產(chǎn)計(jì)劃／調(diào)度的科學(xué)化是煉油生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)一定限度的生產(chǎn)柔性的關(guān)鍵、是被學(xué)術(shù)界和工業(yè)界廣泛重視的研究課題。由于煉油生產(chǎn)具有高度復(fù)雜性的特點(diǎn)，必須將生產(chǎn)工藝機(jī)理建模與系統(tǒng)工程理論緊密結(jié)合起來(lái)，去尋找解決這一問(wèn)題的辦法。實(shí)踐結(jié)果表明，基于全流程模擬，結(jié)合應(yīng)用線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃或動(dòng)態(tài)規(guī)劃的辦法建立計(jì)算機(jī)輔助生產(chǎn)計(jì)劃／調(diào)度系統(tǒng)、是實(shí)現(xiàn)優(yōu)化排產(chǎn)／優(yōu)化調(diào)度的有效途徑。
　　過(guò)程操作優(yōu)化是煉油工業(yè)適應(yīng)市場(chǎng)原料和產(chǎn)品需求變化，使生產(chǎn)具有柔性的另一關(guān)鍵。技術(shù)難點(diǎn)首先是建立過(guò)程穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型。由于工藝技術(shù)復(fù)雜，不同的裝置機(jī)理不同，有些復(fù)雜的反應(yīng)過(guò)程機(jī)理尚不清楚，而且建模涉及到工藝機(jī)理和信息處理技術(shù)、是跨學(xué)科的，因此建立工業(yè)應(yīng)用的模型是極為困難的。
　　此外，還有軟測(cè)量技術(shù)、設(shè)備過(guò)程故障診斷新技術(shù)、生產(chǎn)過(guò)程的安全保護(hù)技術(shù)以及對(duì)實(shí)時(shí)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的數(shù)據(jù)調(diào)整技術(shù)等，都是自動(dòng)化領(lǐng)域急待解決的難題和研究的熱點(diǎn)。

五、結(jié)束語(yǔ)
　　將現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、信息技術(shù)應(yīng)用于石油化工，，發(fā)展綜合自動(dòng)化整體解決方案及集成技術(shù)，可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，增加產(chǎn)品產(chǎn)量，降低生產(chǎn)成本，取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力，是今后石油化工工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用的趨勢(shì)。


作者簡(jiǎn)介：
馮冬芹，男，1968年生，工業(yè)自動(dòng)化博士，浙江大學(xué)先進(jìn)控制研究所副教授，浙江中控技術(shù)股份有限公司副總工程師、技術(shù)中心副主任，IEC/SC65C/WG11、JWG10現(xiàn)場(chǎng)總線、實(shí)時(shí)以太網(wǎng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)起草工作組成員，主要研究方面：現(xiàn)場(chǎng)總線、工業(yè)以太網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)