《工程應用型自動化專業(yè)系列教材：自動化系統(tǒng)集成技術》介紹了自動化系統(tǒng)集成的基本知識和技術基礎，以及自動化系統(tǒng)集成涉及的概念、方法、技術和各類自動化系統(tǒng)集成的典型案例。
《工程應用型自動化專業(yè)系列教材：自動化系統(tǒng)集成技術》從工程實施的角度重點闡述了自動化系統(tǒng)集成的技術和知識，力求具有先進性和實用性，并按照自動化系統(tǒng)的工程框架安排了各章的教學內容，其知識體系遵循的邏輯是：根據用戶的需求選用性價比優(yōu)良且有利于實現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化的各種技術和產品，并將各個產品、局部或子系統(tǒng)連接成為一個完整、可靠、協(xié)調、經濟和有效的系統(tǒng)，以通過優(yōu)化實現(xiàn)整體效益。
《工程應用型自動化專業(yè)系列教材：自動化系統(tǒng)集成技術》定位介于教材與手冊之間，大部分內容具有工程案例，貼近工業(yè)實際，既可作為大專院校各類自動化專業(yè)及相關專業(yè)的工程訓練教材，也可供自動化系統(tǒng)設計和開發(fā)的科研與工程技術人員參考。
第1章 緒論
1.1 自動化系統(tǒng)集成綜述
1.1.1 工業(yè)自動化系統(tǒng)結構
1.1.2 從用戶的立場看系統(tǒng)集成
1.1.3 從系統(tǒng)集成商和原始設備制造商的立場看系統(tǒng)集成
1.2 自動化系統(tǒng)集成技術概述
1.2.1 計算機與計算機控制技術
1.2.2 計算機網絡與控制網絡技術
1.2.3 數據通信技術
1.2.4 嵌入式技術
1.2.5 CIMS集成平臺與中間件技術
1.2.6 標準技術
1.2.7 組態(tài)技術
1.2.8 設備描述和設備管理技術
1.3 自動化系統(tǒng)集成技術的發(fā)展歷程
1.3.1 模擬儀表控制系統(tǒng)的發(fā)展
1.3.2 計算機直接數字控制系統(tǒng)的發(fā)展
1.3.3 計算機集散控制系統(tǒng)的發(fā)展
1.3.4 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的發(fā)展
1.3.5 計算機集成制造系統(tǒng)的發(fā)展
1.4 企業(yè)信息化集成技術概述
1.4.1 企業(yè)資源計劃(ERP)
1.4.2 供應鏈管理(SCM)
1.4.3 過程控制系統(tǒng)(PCS)
1.4.4 制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)
1.4.5 客戶關系管理(CRM)
1.4.6 企業(yè)應用集成(EAI)
1.5 企業(yè)信息化集成技術的發(fā)展歷程
1.5.1 系統(tǒng)集成的初期發(fā)展階段——IT環(huán)境對企業(yè)環(huán)境的支持
1.5.2 系統(tǒng)集成的中期發(fā)展階段——實現(xiàn)對企業(yè)環(huán)境與經營環(huán)境的融合及優(yōu)化
1.5.3 系統(tǒng)集成的最新發(fā)展階段——IT環(huán)境對經營環(huán)境的支持擴展到供應鏈敏捷應對市場過程
參考文獻
第2章 用戶需求分析與系統(tǒng)設計
2.1 用戶需求分析
2.1.1 用戶需求分析的方法
2.1.2 用戶需求分析的內容
2.2 系統(tǒng)設計的基本原則及內容
2.2.1 系統(tǒng)設計的基本原則
2.2.2 系統(tǒng)設計的基本內容
2.3 典型系統(tǒng)設計舉例
2.3.1 電站鍋爐燃燒過程自動控制系統(tǒng)設計
2.3.2 甜菜制糖過程自動控制系統(tǒng)設計
2.4 技術資料及規(guī)范
2.4.1 P&ID圖
2.4.2 設備清冊
2.4.3 電纜清冊
2.4.4 110清冊
2.4.5 工藝流程畫面圖
參考文獻
第3章 系統(tǒng)集成的設備與選型
3.1 自動化系統(tǒng)基礎設備及選用原則
3.1.1 檢測單元
3.1.2 執(zhí)行器
3.1.3 交直流傳動系統(tǒng)
3.1.4 自動化動力配電系統(tǒng)
3.2 自動化系統(tǒng)計算機控制主流設備及產品
3.2.1 PLC設備
3.2.2 DCS
3.2.3 FCS
3.2.4 其他控制器
3.2.5 組態(tài)軟件
3.2.6 工業(yè)以太網
3.3 自動化系統(tǒng)集成設備選型與采購
3.3.1 選型與采購的總體原則
3.3.2 采購流程
3.3.3 連續(xù)過程工業(yè)系統(tǒng)集成的設備應用與選型實例
3.3.4 離散制造工業(yè)系統(tǒng)集成的設備應用與選型實例
參考文獻
第4章 系統(tǒng)安裝、調試與投運
4.1 概述
4.2 測控儀表及設備安裝基礎
4.2.1 檢測儀表的安裝
4.2.2 控制儀表的安裝
4.2.3 執(zhí)行機構的安裝
4.3 測控設備電纜和管路敷設
4.3.1 測控設備電纜敷設
4.3.2 測控儀表管路敷設
4.4 系統(tǒng)調試及投運基礎
4.4.1 供電設備檢查與測試
4.4.2 系統(tǒng)調試
……
第5章 系統(tǒng)抗干擾技術
第6章 綜合集成系統(tǒng)規(guī)劃和技術解決方案
第7章 自動化系統(tǒng)項目管理基礎
《工程應用型自動化專業(yè)系列教材：自動化系統(tǒng)集成技術》：
2.2.2系統(tǒng)設計的基本內容
控制系統(tǒng)通常根據用戶的需求、被控對象的特性、控制方式和系統(tǒng)規(guī)模的不同有所差異，但系統(tǒng)設計的基本內容和主要步驟大致相同。即包括生產過程控制任務的確定，控制系統(tǒng)結構及控制算法設計，測量控制設備的選擇，動力系統(tǒng)及安全性設計，控制系統(tǒng)組態(tài)，人機界面設計等內容。
1.系統(tǒng)控制任務的確定
控制系統(tǒng)的設計是為工藝生產服務的，因此它與生產工藝流程設計、工藝設備設計以及設備選型等有密切關系�，F(xiàn)代工業(yè)生產過程的類型很多，生產設備日趨復雜化、大型化，這就需要更安全、更可靠的控制裝置及系統(tǒng)來保證生產過程的正常運行。所以，在完成用戶需求分析的基礎上，系統(tǒng)設計人員需要對生產工藝流程、設備性能、產品質量指標等進行深入了解，對被控對象的動態(tài)及靜態(tài)特性進行研究或必要的試驗，并與現(xiàn)場生產技術人員一起研究各操作單元的特點以及整個生產裝置工藝流程特性，明確保證產品質量和生產安全的關鍵過程參數，這樣才能確定系統(tǒng)的控制目標和具體控制任務，合理選擇被控變量和控制變量。
2.控制系統(tǒng)方案設計
控制系統(tǒng)方案設計包括控制系統(tǒng)結構設計和控制算法確定兩部分。
控制系統(tǒng)結構最常用的有反饋控制、前饋控制和前饋一反饋控制系統(tǒng)。反饋控制依據被控變量測量值與設定值的偏差進行控制，達到消除偏差的目的，對生產過程被控對象具有廣泛的適應性。前饋控制根據完全補償原理，對干擾進行控制，是生產過程自動化系統(tǒng)抑制經常發(fā)生且強度較大干擾的重要手段。
控制算法選擇的是否合適，決定著控制系統(tǒng)控制效果的優(yōu)劣�？刂扑惴ǖ倪x擇通常與被控對象的動態(tài)特性有關，所以事先建立被控過程的數學模型或試驗測取動態(tài)響應數據是非常必要的。對于動態(tài)特性變化不大且時滯不大的被控對象，可以采用固定參數的PID控制器。如果被控過程的動態(tài)特性隨負荷變化具有明顯的非線性，則需要采用變參數的PID控制器，保證PID控制器的特性始終與被控對象的動態(tài)特性相匹配，達到最佳控制效果。如果無法獲取準確的被控過程動態(tài)特性，則可以選用模糊PID控制器。對于MIMO被控過程，還需要設計解耦控制算法。當然，還有許多先進和智能的控制算法（請參閱相關資料）可以根據被控過程的特性和工藝流程對性能的要求進行選擇。
3.測量控制設備的選擇
測量控制設備主要包括傳感器、變送器、控制器和執(zhí)行機構，這些設備的選擇直接影響著控制系統(tǒng)的控制效果。如果設計的系統(tǒng)是全新的，測量控制設備需要根據被控對象的特點，并綜合考慮運行環(huán)境、工作性能和設備價格等因素擇優(yōu)而用。如果設計的控制系統(tǒng)是在原系統(tǒng)上進行改造和優(yōu)化的，那么設計的系統(tǒng)所需要的測量控制設備可能已經在被控過程中全部或部分安裝就位，這時需要設計人員了解這些設備的運行情況，測試其工作性能是否滿足要求，盡量利用現(xiàn)場已有的測控設備，隨后再決定需要更換或增加的測量控制設備的數量，如何選擇這些設備還需要與用戶協(xié)商。
�。�1）選擇測量裝置
通常測量裝置總是包括傳感器和變送器兩個部分。傳感器用于探測生產過程中的物理變量，如液位、溫度、流量、壓力等。變送器則將探測到的物理變量轉換成統(tǒng)一形式及量程的電信號，且該電信號的大小與物理變量測量值的大小相對應。在選擇測量裝置時應遵循以下原則：
①傳感器和變送器的測量準確度和精度要高，保證測量時產生的系統(tǒng)誤差盡量小，測量過程中的隨機誤差或噪聲很��；
②在滿足精度和準確度的前提下，測量范圍比較寬；
�、蹨y量裝置對物理變量的變化能夠快速響應，理想情況下的時間延遲為零；
�、軠y量裝置容易校準且漂移小。校準是為了建立所測物理量與統(tǒng)一電信號之間的某種準確轉換關系，測量裝置的校準是需要定期或不定期進行的一項技術工作。如果測量裝置的漂移小，則意味著測量精度隨時間變化不大，在預定的校準周期內，測量值的精度有保障；
�、菘煽啃愿咔页杀据^低。在被測過程或設備發(fā)生故障時，測量裝置仍然可以正常工作。相對于測量裝置的性能而言，購買及安裝成本盡量低。
當然，選擇的測量裝置能夠同時滿足以上全部要求是很困難的。因此.系統(tǒng)設計人員必須與現(xiàn)場技術人員協(xié)商，根據需要選擇合適的測量裝置。
�。�2）選擇執(zhí)行器
執(zhí)行器根據動力源不同分為電動執(zhí)行器、氣動執(zhí)行器和液動執(zhí)行器三類。執(zhí)行器可以將控制指令信號轉換為閥門位置、電機速度等的改變。下面以電動執(zhí)行器為例簡單介紹執(zhí)行器的選擇依據。
①根據閥門類型決定采用角行程執(zhí)行器或直行程執(zhí)行器，還是采用多回轉電動執(zhí)行器；
②根據生產工藝控制要求確定電動執(zhí)行器的控制模式，采用開關式（適用于開環(huán)控制）或調節(jié)式（適用于閉環(huán)控制）；
�、鄹鶕y門正常啟閉所需的扭力，確定電動執(zhí)行器的輸出扭力的合理范圍；
�、芨鶕x電動執(zhí)行器確定電氣參數，如電機功率、額定電流、二次控制回路電壓等；
�、莞鶕褂脠鏊x擇執(zhí)行器的外殼防護等級、防爆等級。
以上依據基本能夠實現(xiàn)執(zhí)行器的比較理想選型。若選擇智能化的電動執(zhí)行器，則會給系統(tǒng)帶來更多的優(yōu)點，如豐富的信息顯示和人性化的人機對話界面、多組態(tài)的多組信號輸出、自動解決相序問題、具有電源缺相保護、超強自診斷功能、可修改的參數設定、可采用現(xiàn)場總線控制等諸多優(yōu)點。
……
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