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工業(yè)過程智能化核心-過程控制系統(tǒng)集成與應用
工業(yè)過程控制系統(tǒng)軟件作為工業(yè)制造系統(tǒng)的智能控制核心控制著制造業(yè)的核心工藝過程。某種程度上說決定著制造流程智能化的水準。隨著制造業(yè)自身的發(fā)展和轉型升級的需求，工業(yè)過程控制系統(tǒng)軟件正在由人機界面和基本策略組態(tài)向*過程控制方向發(fā)展。*過程控制APC(Advanced Process Control System) 指基于數(shù)學模型而又必須用計算機來實現(xiàn)的控制算法，統(tǒng)稱為*過程控制策略。APC系統(tǒng)搭載自適應控制；預測控制；魯棒控制；智能控制（專家系統(tǒng)、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡）等數(shù)學功能算法用于解決非線性等常規(guī)算法無法解決或測控質量不穩(wěn)定的工程問題。目前，上已經(jīng)有幾十家公司，推出了上百種*過程控制系統(tǒng)產(chǎn)品，在世界范圍內形成了一個強大的工業(yè)流程應用軟件產(chǎn)業(yè)。APC系統(tǒng)由*過程控制模型和通訊系統(tǒng)（實時數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)）組成，國外對實時通訊數(shù)據(jù)鏈和行業(yè)APC模型壟斷十分嚴格。由此，自主知識產(chǎn)權的行業(yè)*過程控制模型和配套的集成基礎數(shù)據(jù)通訊對于增強工業(yè)行業(yè)自主創(chuàng)新能力、提升行業(yè)智能化水平、穩(wěn)定高質量產(chǎn)品比率、培育企業(yè)核心市場競爭力具有十分重要的意義。
工業(yè)過程控制系統(tǒng)工程平臺是復雜的通用工業(yè)過程控制系統(tǒng)工程平臺，深入融合電子學、控制工程學、相關工業(yè)流程原理和計算機測控技術，集成相關工業(yè)流程工藝、現(xiàn)代測控技術、工業(yè)流程相關的硬件裝備，通過數(shù)學方法和編程技術開發(fā)成高度集成的工業(yè)應用系統(tǒng)，APCEW開放式的架構實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)條件下不同行業(yè)工藝過程的動態(tài)智能控制。為不同工業(yè)流程工藝研發(fā)工作者研究工藝過程改進和新產(chǎn)品研發(fā)、制備奠定堅實的工程基礎。
一、工業(yè)過程控制系統(tǒng)鑄就制造業(yè)聰慧頭腦
*過程控制是基于不同工業(yè)流程的基本原理、大量長期的工業(yè)知識積淀并在此基礎上發(fā)展起來的數(shù)學模型。的*過程控制系統(tǒng)又是復雜的系統(tǒng)工程，深入融合工藝流程的前沿原理和現(xiàn)代測控技術通過數(shù)學方法和編程技術開發(fā)成高度集成的工業(yè)應用系統(tǒng)，實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)條件下工藝流程的動態(tài)智能控制。架起工藝過程宏觀條件與控制系統(tǒng)的橋梁，為工藝流程工作者提供一個集驗證新原理、新構想；研發(fā)新技術、新工藝簡潔、實用有力的工程實現(xiàn)平臺。
數(shù)學模型是應用軟件的另一個重要組成部分，通常作為技術或訣竅，它是一個過程設備或概念的一種數(shù)學表示，它將有關參數(shù)及其相互關系歸納成數(shù)學方程。APC數(shù)學模型的建立方法有理論物理法、實驗模擬法和經(jīng)驗統(tǒng)計法。工業(yè)生產(chǎn)過程的工藝參數(shù)錯綜復雜，往往不能用單純的數(shù)學理論建立模型，而要通過總結操作人員的生產(chǎn)經(jīng)驗，以生產(chǎn)過程的內在機理為基礎，并通過實驗加以修正和完善。為了實現(xiàn)自動修正數(shù)學模型的算法和參數(shù)，采用自適應和自學習控制。自適應控制是對一個系統(tǒng)在外界條件變化和有干擾的環(huán)境下，具有適應環(huán)境的能力，以實現(xiàn)控制。
二、工業(yè)過程控制系統(tǒng)對于制造業(yè)的重要意義
現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程的大型化、復雜化對產(chǎn)品質量、產(chǎn)率、安全及對環(huán)境影響的要求越來越嚴格，尤其是流程工業(yè)復雜、多變量、時變、MIMO特征的關鍵過程控制系統(tǒng)常規(guī)PID已無法勝任，因此，*過程控制受到了廣泛關注。*過程控制系統(tǒng)（APC）系統(tǒng)指不同于常規(guī)PID，具有比常規(guī)PID控制具有更好控制質量的人工智能控制策略的統(tǒng)稱。*過程控制系統(tǒng)用來處理那些采用常規(guī)控制效果不好，甚至無法控制的復雜工業(yè)過程控制問題?；诂F(xiàn)代前沿工業(yè)原理和深度智能測控技術的流程工業(yè)工藝過程控制系統(tǒng)及配套的流程工業(yè)過程控制系統(tǒng)軟件是流程工業(yè)工藝與產(chǎn)品質量智能化的核心 。
過程控制系統(tǒng)工程平臺底層應用德潽成熟穩(wěn)定的工業(yè)通用ICT及全息多態(tài)數(shù)字化工廠系統(tǒng)，基于網(wǎng)絡化DEP-CPS架構，兼容第三方系統(tǒng),無障礙融入原有自動化、信息化系統(tǒng)。完成APC模型系統(tǒng)與PLC/PAC/L1系統(tǒng)傳感器及企業(yè)信息化系統(tǒng)的實時雙工數(shù)據(jù)通訊；充分盤活企業(yè)存量自動化設備、信息自動化系統(tǒng)資源；大限度降低企業(yè)產(chǎn)線改造、轉型升級的成本和周期壓力。
APC系統(tǒng)平臺價值優(yōu)勢：
1、 通過工業(yè)過程控制工程平臺便捷的應用開發(fā)接口，方便的維護調試工具，可以有效縮短項目開發(fā)周期，降低開發(fā)資源投入和技術成本，降低系統(tǒng)的實施維護成本。
2、 通過工業(yè)過程控制工程平臺對異構系統(tǒng)的兼容能力，可以加強過程控制應用系統(tǒng)的可移植性，提高系統(tǒng)的可擴展性，方便用戶對過程控制應用系統(tǒng)的升級和改造，降低系統(tǒng)后續(xù)維護的開發(fā)成本。
3、 通過工業(yè)過程控制工程平臺為過程控制系統(tǒng)提供的技術框架和通用服務，可以提高過程控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低系統(tǒng)的交付成本，提高終客戶的用戶滿意度。
4、工業(yè)過程控制工程平臺為標準Client/Server結構，完備的工業(yè)數(shù)據(jù)鏈和開放式的過程系統(tǒng)開發(fā)架構及通用模塊支持用戶將資源專注于業(yè)務本身。驅動傳統(tǒng)自動化系統(tǒng)向智能化系統(tǒng)進化。
基于計算機控制與仿真技術的過程控制系統(tǒng)平臺是工業(yè)智能化的載體與工程實現(xiàn)平臺。
工業(yè)智能化、工業(yè)信息化、工業(yè)視覺與聲音及振動波形多態(tài)異構數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)、工業(yè)多態(tài)數(shù)據(jù)中繼轉發(fā)通訊系統(tǒng)組件等基礎公共通訊組件共同組成了完備的全息多態(tài)數(shù)字化工廠系統(tǒng)，將不同總線、不同類型傳感器、不同編碼類型的數(shù)據(jù)通過一套系統(tǒng)集成起來并通過工業(yè)以太網(wǎng)以數(shù)字化信號的方式實現(xiàn)不同系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)互聯(lián)互通。通過工業(yè)以太網(wǎng)實現(xiàn)與工業(yè)行業(yè)APC模型測控系統(tǒng)的高速數(shù)字化網(wǎng)絡雙工系統(tǒng)集成；匹配高性能數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)構建企業(yè)級多態(tài)數(shù)據(jù)中心。支撐全局數(shù)據(jù)應用，統(tǒng)一數(shù)據(jù)接口標準、打通流程、深度融合實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)字化。
三、典型工業(yè)過程控制仿真及工程應用系統(tǒng)j集成
1交聯(lián)解耦控制系統(tǒng)
確定合適的D(s)使D(s)G(s)相乘成為對角矩陣，就解除了系統(tǒng)之間的耦合，兩個控制系統(tǒng)不再關聯(lián)。
2預測控制系統(tǒng)
預測控制不但利用當前的和過去的偏差值，而且還利用預測模型來預估過程未來的偏差值，以滾動優(yōu)化確定當前的優(yōu)控制策略。預測控制優(yōu)于PID控制。
3模糊控制系統(tǒng)
模糊控制是用模糊數(shù)學的知識模仿人腦的思維方式，對模糊現(xiàn)象進行識別和判決，給出的控制量，對被控對象進行控制。
DEP-EUVFDCS系統(tǒng)為基于CPS網(wǎng)絡架構的數(shù)字化工廠，為高速遠程測控系統(tǒng)及下一代工業(yè)智能控制軟件應用部署（APCEW工業(yè)過程控制系統(tǒng)&ETSEW基于復雜工程原理的模型系統(tǒng)），讓工業(yè)軟裝備來推動傳統(tǒng)工業(yè)的轉型升級，為驅動和未來工業(yè)的發(fā)展提供完備好用的、安全受控的、成套自主的工業(yè)通訊系統(tǒng)。
4離散制造-搭載核心控制算法系統(tǒng)的復雜測控體系集成與行業(yè)應用
5流程工業(yè)-搭載數(shù)學功能算法系統(tǒng)的APC測控系統(tǒng)集成與行業(yè)應用
德潽工業(yè)過程控制系統(tǒng)工程平臺（DEP-APCEW）是下一代工業(yè)智能模型及控制軟件應用部署的載體。平臺集成*傳感器、控制器、仿真建模、實時通訊技術到工業(yè)智能制造系統(tǒng)；豐富的數(shù)學功能模塊用于構建不同行業(yè)的諸多復雜的關鍵控制模型, 通過DEP-APCEW架構平臺集成為工業(yè)過程控制統(tǒng)；平臺的開放性使得不同行業(yè)及領域的專家、學者及工程技術人員可以在同一平臺上并行工作，充分發(fā)揮自身的極大優(yōu)勢?；A通用化平臺+用戶應用系統(tǒng)的模塊化系統(tǒng)集成模式將數(shù)字化、智能化制造技術、新原理、新工藝從實驗室原理概念和理論研發(fā)成果轉化為智能控制系統(tǒng)在線應用部署于工業(yè)制造流程及產(chǎn)線。
典型行業(yè)應用：能源電力、石油、化工、冶金、采掘、航空航天、燃機動力、軌道交通。企業(yè)采用基于DEP-APCEW平臺的智能化新技術系統(tǒng)改造升級傳統(tǒng)產(chǎn)線自動化系統(tǒng)用以將生產(chǎn)工藝研發(fā)成果和測控系統(tǒng)深度結合提高生產(chǎn)效率、降低能耗、穩(wěn)定高質量產(chǎn)品比率，研發(fā)成果直接轉化為企業(yè)生產(chǎn)力；應用DEP-APCEW平臺的智能化控制模型設計與升級機載控制器系統(tǒng)賦予機載本體控制器系統(tǒng)高度智能化的大腦，大幅提高響應速度、測控系統(tǒng)精度和控制質量。支撐工業(yè)軟裝備和驅動未來工業(yè)發(fā)展，助力企業(yè)在日趨激烈的市場競爭中占據(jù)產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢高地。踏實助力所屬應用行業(yè)制造水平邁向中。