過程控制系統(tǒng)(PCS)是一個專門用來滿足過程工業(yè)要求的分布式控制系統(tǒng)(DCS)。許多對安全性和可用性有很高要求的相關過程和工廠,裝備有大量的傳感器和執(zhí)行器,自動化程度高,這至少體現(xiàn)在按照標準進行操作的管理方式上。由于物質、程序、單元操作、設備、儀表和控制策略在物理-化學屬性之間有顯著差異以及學科交叉的相互依存關系,因此幾乎沒有任何兩個工廠是相同的,即便產(chǎn)品是可互換的。因此,有人認為每個領域的過程工業(yè),即化工業(yè)、制藥業(yè)、紙漿和造紙、石油和天然氣、食品飲料和水/廢水處理,都應有各自專門的自動化系統(tǒng)。而其他人卻認為,過程控制系統(tǒng)構架涵蓋所有的過程工業(yè)的不同要求,應該是通用的,且足以滿足不同過程控制系統(tǒng)的需求,例如,發(fā)電和配電的分布式控制系統(tǒng)僅僅是一個營銷問題或歷史習慣問題,卻不是一個技術問題。
《過程控制系統(tǒng)工程》著重關注過程控制系統(tǒng)工程基礎,這是不同領域里過程工業(yè)的通用內(nèi)容。書中的例子和練習均與用于研究過程工業(yè)中過程模塊化和過程自動化方法之間的相互關系的實驗性研究工廠有關。這將可能涉及高度專業(yè)化、集成化的單一產(chǎn)品工廠(如化學品)以及主要由本地標準化通用設備和多產(chǎn)品體系(生物化學、制藥)應用領域的特征。雖然我們提出的理論適用于所有不同的過程控制系統(tǒng)的供應商,不過本書中的事例以及大多數(shù)的屏幕截圖源于PCS 7 西門子的過程工業(yè)控制系統(tǒng)。專注于一個單一的過程控制系統(tǒng),使《過程控制系統(tǒng)工程》不僅可用作過程控制系統(tǒng)工程的基本教材,還可以用于上機實驗課程,使學生獲得實踐經(jīng)驗。
致謝過去的十年中,我有幸獲得了一些網(wǎng)絡和工業(yè)研究專家的一致好評。我所加入的領域(這里僅列出一些最常見的)包括化學過程設計、優(yōu)化與操作,化學過程建模、過程與控制工程,自動化理論,儀器與控制,認知科學,人為因素,人力績效建模,可用性工程,工業(yè)過程通信,計算機輔助工程,功能安全,計算機結構,工業(yè)自動化中間件,信息與業(yè)務流程建模和語義網(wǎng)絡計算機科學。所有這些領域的專業(yè)知識,都有益于有效和高效的過程控制系統(tǒng)工程。比起提供一個冗長且不完整的名單來感謝所有在那些國際交流與合作中曾與我一起工作和我?guī)煆倪^的人,我更希望以一份感謝之辭表達敬意,參考文獻列表中所列出的工作也應當被認可。
《過程控制系統(tǒng)工程》必須單獨提及西門子SCE的Roland Scheuerer,是他讓我深信一本關于過程控制系統(tǒng)工程教育的書的價值。本書具有獨特理念,結合了系統(tǒng)獨立理論和系統(tǒng)具體實踐,是過程控制系統(tǒng)工程的集體討論和應用研究項目的教學和培訓理念的產(chǎn)物。我也很感謝他的助理Sabine Stengel在最后時刻對行政問題的支持。此外,我想向奧登伯格工業(yè)出版社的Anne Htter表達謝意,她總能及時地幫我處理好一些事情。
下面所提及的人在概念討論和章節(jié)核對方面給予了寶貴援助:Falk Doherr、Markus Graube、Richard Holmes、Annett Krause、Wolfgang Morr、Michael Obst和Jens Ziegler。感謝過程控制系統(tǒng)工程的主席團成員對我在德累斯頓工業(yè)大學進行SCE項目PCS 7培訓高校模塊教材編輯的無私幫助。
第8章獨立驅動功能Jens
Ziegler第9章連續(xù)反饋控制Annett Krause第10章順序控制Jens Ziegler第13章報警工程Jens Ziegler最后,我要感謝我的妻子Petra,感謝她的愛和這些年對我一如既往的支持。