1)全中文WINDOWS/98/2000/2000XP操作平台，操作简单直观

    2)人性化设计，全动态生产画面，生产实时监控，一目了然

    3)工业控制计算机与PLC,抗干扰能力强，可靠稳定

    4)强大的声光超差报警功能，便于生产监控

    5)配料速度快、稳定、准确

    6)自动落差修正补偿，进一步提高配料精度

    7)权限式用户管理，安全可靠

    系统配置

    控制系统：西门子S7200系列PLC控制系统+中文文本显示器（或触摸屏）

    工控机：研祥工控机，20”显示器

    摄像监视：工业摄像机监控系统，画面可切换

    屏柜：采用操作台控制柜

    低压电器：采用法国施耐德公司空气开关、接触器、热继电器

西门子 PLM - 虚拟与现实世界的无缝联接 

    2007年，西门子完成了对世界领先的产品生命周期管理软件供应商美国UGS公司的收购后将其更名为PLM软件，从而成为世界上第一家，也是目前唯一一家能够提供产品和生产生命周期管理软、硬件的集成供应商。

       西 门子坚信设计工程和工厂运营的更紧密集成将可以立竿见影地为制造企业提供更大的价值，尤其是在未来的数年中。PLM——产品生命周期管理软件，作为制造企 业不可或缺的重要软件已经是生产厂商的左膀右臂。PLM的高度运用和有效管理，能够让一款新手机从概念设计、造型设计、开模到制造仅需7-15天的时间； 同样，汽车厂商也因此将能加快新车的市场投放速度，从而以更加低廉的成本灵活应对市场的需求变化，提升企业的竞争力。这一平台帮助企业不断创新，使协同遍 布整个价值链，帮助企业实现产品与制造生命周期的统一管理，有效控制生产成本，从而提高生产力。

      目前，位于上海的西门子 PLM研发中心与西门子PLM遍布全球的其他25家研发中心共同组成全球的研发网络。西门子PLM软件上海研发中心总监兼知识工程产品开发部主任徐居仁先 生介绍说：“西门子PLM软件今后5到10年的在中国的重点方向是打造大中华区制造企业创新技术交流的平台，提供具有大中华区特点的应对策略和行业解决方 案。在中国，我们的产品已经广泛服务于很多的大型制造业用户，行业涉及航空、国防、交通运输、机械设备、高科技电子以及消费品等等。同时我们也关注中小企 业市场，西门子PLM将重点针对中小型企业重新配置或简化多个层面，研发有中国特色的产品，与中国企业分享技术和经验，共谋发展。”而对于那些期待着全球 资源整合与集中控制的生产型企业，PLM不断强大和丰富的功能也将使全球化的协作得以实现，并具有更高的效率。

SSML - 本地化 

       2005 年，IA&DT与中国合作伙伴江苏贝得电机股份有限公司签订协议，双方合作在江苏扬州建立西门子电机（中国）有限公司（SSML）。西门子是全球 领先的工业自动化供应商，江苏贝得电机股份有限公司则是中国本土中小型低压电机的领先供应商之一，SSML可谓集两家之所长。成立3年以来，在已有产品组 合基础上增加了重要的电机系列产品，实现了从变频器、变速箱到电机在内的所有驱动产品的本土化生产，作为西门子在华发展战略计划的组成部分，增强了西门子 本地制造产品的业务。 

      在SSML，IA&DT标准传动部的总经理霍焱先生和SSML总经理 Arzberger先生分别就标准传动业务在中国的发展和本地化的生产与研发情况进行了介绍。记者不仅看到了西门子在中国本地化的生产，并且看到了西门子 致力于推动中国自动化市场发展的坚定承诺。

SNC -“数字化工厂”的样板试点

      从访问西门子上海PLM，大家就接触到 “数字化工厂” 的概念，而对这一概念的切实感受与体会，在此行的最后一站西门子数控（南京）有限公司（SNC）得到了综合的零距离体验。 

      这一在建的西门子IA&DT集团“数字化工厂”的样板同时也致力成为IA&DT在中国的综合性电子制造中心。目前，已先后建成了三期厂房，产品范围包括IA&DT下属的自动化系统部、运动控制部、标准传动部、低压控制与配电部产品。 

      在 西门子的全球性规划中，SNC还将通过不断优化，进一步扩大生产能力。目前，SNC的营业额分配有69%针对国内市场，31%销往东南亚及欧美等海外市 场。这里的许多产品设计以及生产都将以满足世界各地的需要为基础，实现在满足中国市场需求的同时，向世界市场的出口的标准。能够这样担当西门子全球产品生 产重任的一个重要原因，就是SNC以保证稳定可靠的产品质量为前提持续进行的生产流程改进，特别是其精益车间的设计，显著优化了流程管理，将在制品数量减 少为零，大大缩短产品的生产周期，使得生产时间降低到原来的一半。

     在感叹SNC迄今为止4.1亿欧元的庞大投资规模之余， 记者们更加深切地感受到了全球化研发与生产的布局。据SNC的副总经理王坤介绍，在这里，既有像SIMATIC S7-200这样在美国研发中国生产的控 制器产品，也有像LOGO!系列控制器这样在中国完成从研发到生产的产品，同时也有部分产品的研发在SNC，而交由美国西门子进行生产。 

      在 会上，大家就SNC作为西门子“数字化工厂”的试点意义、全集成自动化在中国的发展前景等问题进行了热烈的探讨。专程从北京赶来的IA&DT自动 化系统部总经理斐德思先生对自动化系统部的业务结合自动化技术的发展趋势向媒体朋友进行了讲解，他同时表示：“SNC是西门子自动化集团在华一份令人骄傲 的作品。它是西门子全集成自动化在中国的示范园区。尽管数字化工厂的真正实现仍需要一段较长的时期，西门子将在这一领域做出持久的努力，引领行业做出思 想、技术上的创新，推动发展的脚步。” 

西门子的企业价值观 - 溯源与今天

     在此行期间，大家还穿插拜访了上海华东理工科技大学和位于南京著名的小粉桥的拉贝纪念馆。

      西 门子坚持不懈致力于成为一家“受人尊敬的企业”的企业目标，在企业自身谋求发展的同时，也一直关注着本地研发能力及人才的培养。自2005年来，西门子 IA&DT携手包括华东理工科技大学在内的多家国内大学共谋创新，为他们提供了最新的实验设备、奖学金、实习和就业机会。在履行作为全球500强 企业的社会责任的同时，既为技术人才提供了实践机会，也为企业的研发创新开拓了更为广阔的平台，形成了企业、院校、政府、学生、员工“共赢”、“多赢”的 局面。 

      而对作为西门子在华活动最早见证的南京拉贝纪念馆的参观让更多人为之触动。1931年至1938年，约翰·拉贝 先生任西门子公司驻华负责人之一。在南京沦陷及大屠杀期间，他与十几位外国传教士、医生、商人等共同建立了南京国际安全区，并担任国际安全区委员会主席， 安全区为大约25万中国难民提供了暂时栖身避难的场所。而拉贝先生在位于南京大学旁边的自家住所中亦庇护了600名左右的难民，被尊称为“东方的辛德勒 ”。作为当时西门子公司在华的业务负责人，拉贝对西门子在中国的声望功不可没，并将深深铭刻在中国人民的心中。西门子公司也会把在华迄今已有130多年历 史的奋斗精神不断延续下去，扎根中国，与中国共同进步。 

尾声 

      随 着第四站活动的落幕，从9月下旬启动、历时4个月的2008西门子“知其道，觅其妙”媒体行活动也宣告顺利结束。来自约30家行业以及大众媒体的40多位 记者先后走访了西门子IA&DT共12家运营公司，获得了这里本地化生产和研发的一手资料，涉及西门子的工厂自动化、过程自动化、低压控制与配电 业务。同时，IA&DT不断创新、为推动自动化高等教育在中国的发展做出的努力也给媒体留下了深刻的印象。媒体朋友纷纷表示收获颇丰，也期待今后 能有类似的机会再次访问、学习，与西门子的管理层进一步加强沟通与了解，共同推进中国工业自动化的进程。

　　西门子表示，来自伊拉克电力部的这笔订单包括16台高效燃气发电机，以及高压开关、变压器、电厂控制系统，以及其它部件。

　　西门子只负责供应部件，这些工厂的建造则将由“客户或一般承包商”负责。

　　西门子表示，这些天然气或火力发电厂将建在巴士拉、基尔库克、贝基(Beiji)和巴格达地区。

    吹塑机的变频调速拖动系统主要由挤压电机、牵引电机和冷却风机组成，使用变频器数量较多，控制系统较为简单，历来都是各变频器厂家的必争之地。台达E系列变频器如此受到推崇，其先进的技术和优越的性能功不可抹。它采用弹性模块设计，最大的特色是内置PLC功能，可编写简易程序储存与执行，这为用户设定参数提供了方便，并可外加特殊功能扩展卡及通讯卡，是台达小功率变频器的最佳代表，可满足业界多元化的需求。

    在此次吹塑机变频调速系统中，台达成功将数字化测控、分布式监控系统、触摸屏等技术应用其中。用户只需要通过从HMI上改变相应参数，即可控制吹塑、卷取的快慢，从而提高整个系统的运转效率。它还能达到以下效果：成品高产量、机械低噪音、运行速度高、吹塑料准确、系统稳定性增强、用户操作简单、维护方便。

    台达以其先进的技术及产品又一次赢得了客户的认可。随着武汉塑机业的成功深入，台达变频器及其它产品在塑机行业的占有率将会不断攀升！

    进入高速成长期

    据中国电器工业协会变频器分会统计，2006年高压变频器产量比2005年增加1200台，合同金额达10.2亿元。2007年比2006年增加2000台，合同金额达16.5亿元，同比增长61.8%。目前，变频器产品向大功率发展的趋势十分明显。国内厂家在大功率产品开发方面近几年取得了长足的进步，多个厂家突破2000千瓦。北京利德华福电气技术有限公司高压变频器产品的销售收入已经达到5600千瓦。

    资料显示，目前我国大功率变频器市场还是以国外产品为主，但是随着我国高压变频器技术的不断成熟，正在逐渐进入大功率产品市场并逐步取代进口大功率变频器产品，高压变频器行业迎来一个加速发展时期。预计到“十一五”期末，中国变频器市场规模将达到115亿元左右。

    呈现三大趋势

    我国高压变频器在技术方面已有突飞猛进的发展，通过自主研发掌握了很多国际先进技术。专家预测，今后技术和产品发展将呈现三大趋势。

    一是功率单元串联多电平技术依然是市场的主流。目前，采用功率单元串联多电平技术的高压变频器国内市场份额已经超过三分之二，包括利德华福、东方日立、山东风光等高压变频器生产厂商采用的都是这种技术。

    二是向大功率方向发展。大功率变频器市场份额前些年基本掌握在国外厂商手中，随着国内企业技术水平的提高，国产变频器产品的功率也随之逐步提高。

    三是随着高压变频技术的成熟，将大幅拓展工艺控制对于变频调速的需求。如应用于轧钢机、矿井提升机、电气机车牵引系统等工业领域和高端军事领域等，进一步拓展了高压变频调速技术的应用领域。

    市场向多元化发展

    2007年，在节能降耗政策推动下，高压变频器在水泥、有色、造纸等轻工行业的应用快速铺开。据变频器分会的资料，随着高压变频器技术的成熟和上游元器件性能的持续提高、产品在众多行业多年积累的经验，以及政府节能降耗政策的推动，高压变频器除了在电力、冶金、石油石化、市政供水等行业得到广泛应用外，开始出现更多的细分市场。同时，生产企业在技术全面提高的情况下，供应商日益注重提供整体节能方案及服务。

    在市场竞争中，国外厂家拥有一定的技术优势，但是在售后服务方面有些不足。国外的高压变频器出现问题后，由于配件和人员不能及时到位，非常影响售后服务质量。目前行业骨干企业为了在市场竞争中弥补与国外厂家在技术水平上的差距，纷纷有意识地扩大售后服务队伍，在各个业务环节提高服务质量和水平。建立了庞大的销售和工程师队伍及时满足客户的需求，有效提高了市场竞争力。

    需多方支持

    面对新的市场机遇，我国高压变频器产业的发展还需要多方面的支持。

专家建议，首先，行业协会应发挥协调、引导作用，通过组织和举办行业发展研讨会等活动，统一全行业的认识，避免行业出现恶性价格竞争。由协会出面协调企业与政府、社会、上下游客户的关系，积极协助政府落实有关节能降耗的相关政策。

    某电厂化学水处理系统基础设备具有良好的可控性，利用PLC和工业控制计算机对其进行实时监控管理，系统基本组成如图1所示。

    采用3台西门子公司的SIMATICS5—115U可编程序控制器控制现场的一次设备，程控系统分为3套，依次为＃1补给水处理单元、＃2补给水处理单元、＃3凝结水处理单元。

图1系统结构图

    操作员站选用两台研华586工控机，软件开发平台选用美国Intellution公司的FIX5.5组态软件。FIX5.5是一种能完成数据采集及控制、报警、图形数据显示等功能的完整工业自动化软件，该版本在WINDOWS或WINDOWSNT环境下运行，采用了图形用户界面，相应其内部的图形处理是基于第三代图形技术。

    数据通信系统采用SINECL2网，它把SIMATIC系列可编程序控制器以及工控机连成网络。SNECL2是令牌总线网，网络传输介质是双绞线或光缆。每个节点通过总线连接器连到总线网上，在本系统中，三台PLC之间以及与两台工控机之间都实现了数据通讯。

    该方案配置体现了分散控制系统的优点，即控制功能分散，操作管理集中。控制功能分散意味着系统实时响应快和系统危险分散，操作管理集中便于集中管理，方案配置还具有冗余特性。
 

2、PLC及其程序设计

    2.1SIMATICS5-115U硬件组成及编程概要

    可编程序控制器SIMATICS5-115U采用标准的模块式结构，电源、CPU、各种I/O模件都插在一块母板上，并可以根据不同的I/O点数增加扩展母板，输入、输出模件和存储器的精细分级，使得这种装置具有较强的配置适应能力；通过通讯处理器和局部网，可方便地实现PLC之间及与计算机的通讯。

    SIMATICS5-115U的编程语言是STEP5，有3种表达方法，即控制系统流程图CSF，梯形图LAD和语句表STL。其中语句表STL最接近于机器内部的控制程序，功能也比前两种方法丰富得多，因此在本系统实际编程应用中全部采用语句表STL。

    STEP5的最大特点是采用了结构化编程方法，并提供大量标准功能块如乘法功能块FB242、通讯功能块FB244等，使得编程工作大大简化，而且所编程序条理清晰，易于读懂、修改和测试，这一优点尤其在编制大型复杂程序时更能显现出来。

    要完成复杂任务，可以把整个程序分成一个个独立的程序块，STEP5有5种块类型，即组织块(OB)、程序块(PB)、顺序块(SB)、功能块(FB)和数据块(DB)，其中组织块(OB)用以管理用户程序，形成了操作系统和控制程序之间的接口，所有其它类型块在此被调用执行。功能块(FB)用于实现反复调用或者特别复杂的程序功能，这些功能块可以是系统以标准功能块的形式提供的，也可以由用户自己编制。例如标准功能块FB242就可以实现16位二进制乘法功能、FB244可以实现CPU与通讯处理器之间的数据传送，用到这些功能时可以直接调用这些功能块。

    2.2SIMATICS5-115U大型程序的设计

    以本系统＃1补给水处理单元的控制程序为例，在组织块OB1内主要有下面几条语句，完成各功能块的无条件调用。

    JUFB1(定义PLC1向两台工控机传送的数据)

    JUFB2(定义两台工控机向PLC1传送的数据)

    JUFB231(完成PLC1与两台工控机之间通讯的基本设置)

    JUFB232(完成PLC1与PLC2、PLC3之间通讯的基本设置)

    JUFB4(实现自动控制及无扰切换功能)

    JUFB3(气动门及电动门控制)

    JUFB10(实现模拟量处理功能)

    JUFB11(报警处理)

    在FB1、FB2内主要将需要通讯的数据分别写入某数据块如DB10的相应位，由此才能与通讯处理器中的变量取得一致。在 FB231中调用两个STEP5本身提供的标准功能块FB244(发送数据)、FB245(接收数据)，再根据通讯处理器填写一些必要的参数如接口、作业号等，从而实现数据通讯功能。在FB232内按照通讯处理器分配的数据位，定义3台PLC之间需要传送的数据。在FB4内根据生产工艺流程要求及操作规范，充分利用其它功能块及I/O模块传送的数据，实现系统的自动控制及无扰切换功能；针对多个被控对象相似的特点，分别编制了几个有代表性的功能块 FB20、FB30、FB40，例如在FB4内多次调用了FB20以便解决PLC内某程序步时间和工控机画面显示时间保持一致的问题，而且FB20内又调用了乘法功能块FB244。FB3根据FB4发出的自动程序步指令去控制气动门、电动门及泵等现场设备。FB10负责所有模拟量的处理，在此调用了开方功能块FB5。FB11根据FB10转换出来的数据，对模拟量进行报警处理，在此一定要注意模拟量和PLC内部数字量的对应关系，以保证模拟量显示和报警的准确性。

    3、工控机监控管理软件的设计

    工控机监控管理软件在FIX5.5软件平台下完成，FIX5?5是一个高精度模块化的软件系统，包括十几种软件模块，在此主要介绍开发本应用软件时所用到的几种软件模块。

    (1)系统配置模块(SCU)：它主要完成网络、I/O驱动程序、数据库名称、系统启动参数及初始启动任务等配置。 Intellution公司和第三方厂商为PLC、I/O卡编写了300多种I/O驱动程序，如SIEMENS、OMRON、MODICON、ABB等公司产品的驱动程序，并提供I/O驱动程序开发工具包，供用户开发自己的I/O驱动程序。

    (2)数据扫描、报警和控制模块(SAC)：它用来实现现场数据的扫描、信号调理、数据格式和数据类型的转换，报警条件判别及实现遥控输出等功能，SAC将处理的现场数据送入实时数据库，或将遥控输出的数据送到I/O驱动程序，以便实现遥控输出功能。

    (3)实时数据库管理模块(DATABASEBUILDER)：它提供以交互方式建立实时数据库和在线显示/修改实时数据库的功能，它是系统运行的主要数据来源。用户需要在此做很大一部分工作，最主要的是填写变量的标签名，从而将现场数据与数据库中的变量标签一一对应起来，以便在其它模块中调用此数据。在填写变量标签名时既要讲究规范性又要有技巧性，首先需要遵循FIX软件的语法要求，其次按照一定的分类标准定义标签名，以便在以后的数据查询及应用中提高效率。

    (4)绘图模块(DRAW)：FIX拥有一个直观的、基于对象的图形化用户接口(GUI)，它简化了图形开发过程。为了建立画面，可以用DRAW提供的工具箱(TOOLBOX)生成某些对象如阀门、泵、记录表等，并定义其动态特性，即对象基于现场数据改变状态、大小、颜色、产生旋转、移动等，例如阀门的开或关、泵的转或停，这些工作可以在一个对话框内完成，主要是将实时数据库中的变量标签与相应对象联系起来，从而使对象状态随着现场数据改变。为了减少图形开发时间，Intellution公司还提供了一个常用设备对象的图形库，其中有多种国际标准图形，可随时粘贴到用户画面中，同时用户可以把自己画好的常用图形保存到图形库中，以方便以后使用。

    (5)显示模块(VIEW)：它的主要功能是动态显示由DRAW建立的画面，可以在多幅画面间切换、改变画面形态、输入数据、实现监控等，这就是提供给用户的实际操作画面。

    4、系统功能

    系统具有上位机监控功能和模拟盘监控功能，两者互为热备用方式并列运行。在上位机画面上设有上位机手动、上位机自动、上位机监视3种工作方式，方式之间的切换是无扰动的。

    当系统需要由模拟盘监控时，上位机画面选择上位机监视工作方式。此时系统状态由模拟盘M/A转换开关状态决定，M/A置手动，可利用模拟盘按键在模拟盘上进行一对一手动操作。当M/A置自动时，系统可由自动程序实现水处理的自动控制。

    当系统需要由上位机监控时，可在上位机画面上选择上位机手动和上位机自动功能。选择上位机手动时，可在上位机画面上实现就地设备的一对一手操。选择上位机自动时，可在上位机画面上进行自动启停控制，自动控制程序与模拟盘自动控制功能相同。

    5、结束语

    在大中型生产系统中，单机使用可编程控制器的时代已经过去，其与工控机的有机结合以及计算机网络的应用，大大提高了生产现场的自动化控制水平和管理水平，这是必然的趋势。

　　 （1）从开关量控制发展到顺序控制、运送处理，是从下往上的。

　　 （2）连续PID控制等多功能，PID在中断站中。

　　 （3）可用一台PC机为主站，多台同型PLC为从站。

　　 （4）也可一台PLC为主站，多台同型PLC为从站，构成PLC网络。这比用PC机作主站方便之处是：有用户编程时，不必知道通信协议，只要按说明书格式写就行。

　　 （5）PLC网格既可作为独立DCS/TDCS，也可作为DCS/TDCS的子系统。

　　 （6）大系统同DCS/TDCS，如TDC3000、CENTUMCS、WDPFI、MOD300。

　　 （7）PLC网络如Siemens公司的SINEC—L1、SINEC—H1、S4(错了，去掉)、S5、S6(错了，去掉)、S7等，GE公司的GENET、三菱公司的MELSEC—NET、MELSEC—NET/MINI。

　　 （8）主要用于工业过程中的顺序控制，新型PLC也兼有闭环控制功能。

　　 （9）制造商：GOULD（美）、AB（美）、GE（美）、OMRON（日）、MITSUBISHI（日）、Siemens（德）等。

　　DCS或TDC控制系统基本特点

　　 （1）分散控制系统DCS与集散控制系统TDCS是集4C（Communication，Computer，

　　 Control、CRT）技术于一身的监控技术。

　　 （2）从上到下的树状拓扑大系统，其中通信（Communication）是关键。

　　 （3）PID在中断站中，中断站联接计算机与现场仪器仪表与控制装置。

　　 （4）是树状拓扑和并行连续的链路结构，也有大量电缆从中继站并行到现场仪器仪表。

　　 （5）模拟信号，A/D—D/A、带微处理器的混合。

　　 （6）一台仪表一对线接到I/O，由控制站挂到局域网LAN。

　　 （7）DCS是控制（工程师站）、操作（操作员站）、现场仪表（现场测控站）的3级结构。

　　 （8）缺点是成本高，各公司产品不能互换，不能互操作，大DCS系统是各家不同的。

　　 （9）用于大规模的连续过程控制，如石化等。

　　 （10）制造商：Bailey（美）、Westinghous（美）、HITACH（日）、LEEDS &

　　 NORTHRMP（美）、SIEMENS（德）、Foxboro（美）、ABB（瑞士）、Hartmann &

　　 Braun（德）、Yokogawa（日）、Honewell（美国）、Taylor（美）等。

　　 FCS控制系统基本特点

　　 （1）基本任务是：本质（本征）安全、危险区域、易变过程、难于对付的非常环境。

　　 （2）全数字化、智能、多功能取代模拟式单功能仪器、仪表、控制装置。

　　 （3）用两根线联接分散的现场仪表、控制装置、PID与控制中心，取代每台仪器两根线。

　　 （4）在总线上PID与仪器、仪表、控制装置都是平等的。

　　 （5）多变量、多节点、串行、数字通信系统取代单变量、单点、并行、模拟系统。

　　 （6）是互联的、双向的、开放的取代单向的、封闭的。

　　 （7）用分散的虚拟控制站取代集中的控制站。

　　 （8）由现场电脑操纵，还可挂到上位机，接同一总线的上一级计算机。

　　 （9）局域网，再可与internet相通。

　　 （10）改变传统的信号标准、通信标准和系统标准入企业管理网。

　　 （11）制造商：美Honeywell 、Smar 、Fisher— Rosemount、

　　 AB/Rockwell、Elsag— Bailey 、Foxboro 、Yamatake 、日Yokogawa、欧

　　 Siemens、 GEC—Alsthom 、Schneider、 proces—Data、 ABB等。

　　 （12）3类FCS的典型

　　 1）连续的工艺过程自动控制如石油化工，其中“本安防爆”技术是绝对重要的，典型产品是FF、World

　　 FIP、Profibus—PA；

　　 2）分立的工艺动作自动控制如汽车制造机器人、汽车，典型产品是Profibus—DP、CANbus；

　　 3）多点控制如楼宇自动化，典型产品是LON Work、Profibus—FMS。

　　 从上述基本要点的描述中，我们是否注意到一点，用于过程控制的三大系统，没有一个是针对电站而开发的，或者说，在他们开发的初期，都并非以电站做系统的首 选控制对象。而在这些系统的使用说明中也绝不把电站做为首选适用范围，有的在适用范围中根本就不提电站。现在奇怪的是，这三大控制系统，尤其是DCS、 PLC，都在电站得到了广泛应用，而且效果也非常好。
三大控制系统之间的差异

　　我们已经知道，FCS是由DCS与PLC发展而来，FCS不仅具备DCS与PLC的特点，而且跨出了革命性的一步。而目前，新型的DCS与新型 的PLC，都有向对方靠拢的趋势。新型的DCS已有很强的顺序控制功能；而新型的PLC，在处理闭环控制方面也不差，并且两者都能组成大型网络，DCS与 PLC的适用范围，已有很大的交叉。下一节就仅以DCS与FCS进行比较。在前面的章节中，实际上已涉及到DCS与FCS的差异，下面将就体系结构、投 资、设计、使用等方面进行叙述。

　　1 差异要点

　　 ·DCS

　　 DCS系统的关键是通信。也可以说数据公路是分散控制系统DCS的脊柱。由于它的任务是为系统所有部件之间提供通信网络，因此，数据公路自身的设计就决定了总体的灵活性和安全性。数据公路的媒体可以是：一对绞线、同轴电缆或光纤电缆。

　　 通过数据公路的设计参数，基本上可以了解一个特定DCS系统的相对优点与弱点。

　　 （1）系统能处理多少I/O信息。

　　 （2）系统能处理多少与控制有关的控制回路的信息。

　　 （3）能适应多少用户和装置（CRT、控制站等）。

　　 （4）传输数据的完整性是怎样彻底检查的。

　　 （5）数据公路的最大允许长度是多少。

　　 （6）数据公路能支持多少支路。

　　 （7）数据公路是否能支持由其它制造厂生产的硬件（可编程序控制器、计算机、数据记录装置等）。

　　 为保证通信的完整，大部分DCS厂家都能提供冗余数据公路。

　　 为了保证系统的安全性，使用了复杂的通信规约和检错技术。所谓通信规约就是一组规则，用以保证所传输的数据被接收，并且被理解得和发送的数据一样。

　　 目前在DCS系统中一般使用两类通信手段，即同步的和异步的，同步通信依靠一个时钟信号来调节数据的传输和接收，异步网络采用没有时钟的报告系统。

　　 ·FCS

　　 FCS的关键要点有三点

　　 （1）FCS系统的核心是总线协议，即总线标准

　　 前面的章节已经叙述，一种类型的总线，只要其总线协议一经确定，相关的关键技术与有关的设备也就被确定。就其总线协议的基本原理而言，各类总线都是一样的，都以解决双向串行数字化通讯传输为基本依据。但由于各种原因，各类总线的总线协议存在很大的差异。

　　 为了使现场总线满足可互操作性要求，使其成为真正的开放系统，在IEC国际标准，现场总线通讯协议模型的用户层中，就明确规定用户层具有装置描述功能。为 了实现互操作，每个现场总线装置都用装置描述DD来描述。DD能够认为是装置的一个驱动器，它包括所有必要的参数描述和主站所需的操作步骤。由于DD包括 描述装置通信所需的所有信息，并且与主站无关，所以可以使现场装置实现真正的互操作性。

　　 实际情况是否如上述一致，回答是否定的。目前通过的现场总线国际标准含8种类型，而原IEO国际标准只是8种类型之一，与其它7种类型总线的地位是平等 的。其它7种总线，不论其市场占有率有多少，每个总线协议都有一套软件、硬件的支撑。它们能够形成系统，形成产品，而原IEC现场总线国际标准，是一个既 无软件支撑也无硬件支撑的空架子。所以，要实现某些总线的相互兼容和互操作，就目前状态而言，几乎是不可能的。

　　 通过上述，我们是否可以得出这样一种映象：开放的现场总线控制系统的互操作性，就一个特定类型的现场总线而言，只要遵循该类型现场总线的总线协议，对其产 品是开放的，并具有互操作性。换句话说，不论什么厂家的产品，也不一家是该现场总线公司的产品，只要遵循该总线的总线协议，产品之间是开放的，并具有互操 作性，就可以组成总线网络。

　　 (2)FCS系统的基础是数字智能现场装置

　　 数字智能现场装置是FCS系统的硬件支撑，是基础，道理很简单，FCS系统执行的是自动控制装置与现场装置之间的双向数字通信现场总线信号制。如果现场装 置不遵循统一的总线协议，即相关的通讯规约，不具备数字通信功能，那么所谓双向数字通信只是一句空话，也不能称之为现场总线控制系统。再一点，现场总线的 一大特点就是要增加现场一级控制功能。如果现场装置不是多功能智能化的产品，那么现场总线控制系统的特点也就不存在了，所谓简化系统、方便设计、利于维护 等优越性也是虚的。

　　 (3) FCS系统的本质是信息处理现场化

　　 对于一个控制系统，无论是采用DCS还是采用现场总线，系统需要处理的信息量至少是一样多的。实际上，采用现场总线后，可以从现场得到更多的信息。现场总 线系统的信息量没有减少，甚至增加了，而传输信息的线缆却大大减少了。这就要求一方面要大大提高线缆传输信息的能力，另一方面要让大量信息在现场就地完成 处理，减少现场与控制机房之间的信息往返。可以说现场总线的本质就是信息处理的现场化。

　　 减少信息往返是网络设计和系统组态的一条重要原则。减少信息往返常常可带来改善系统响应时间的好处。因此，网络设计时应优先将相互间信息交换量大的节点，放在同一条支路里。

　　 减少信息往返与减少系统的线缆有时会相互矛盾。这时仍应以节省投资为原则来做选择。如果所选择系统的响应时间允许的话，应选节省线缆的方案。如所选系统的响应时间比较紧张，稍微减少一点信息的传输就够用了，那就应选减少信息传输的方案。

　　 现在一些带现场总线的现场仪表本身装了许多功能块，虽然不同产品同种功能块在性能上会稍有差别，但一个网络支路上有许多功能雷同功能块的情况是客观存在的。选用哪一个现场仪表上的功能块，是系统组态要解决的问题。

　　 考虑这个问题的原则是：尽量减少总线上的信息往返。一般可以选择与该功能有关的信息输出最多的那台仪表上的功能块。

　　2 典型系统比较

　　 通过使用现场总线，用户可以大量减少现场接线，用单个现场仪表可实现多变量通信，不同制造厂生产的装置间可以完全互操作，增加现场一级的控制功能，系统集成大大简化，并且维护十分简便。

　　 通过采用现场总线控制系统，到底能节省多少电缆，编者尚未做此计算。但是，我们不可以采用DCS系统的电厂中与自动控制系统有关的所用电缆公里数看出，电缆在基建投资中所占份额。

　　 某电厂，2×300MW燃煤机组。热力系统为单元制。每台机组设置一座集中控制楼，采用机、炉、电单元集中控制方式。单元控制室的标高为12.6米，与运行层标高一致。DCS采用WDPF—Ⅱ，每台机组设计的I/O点为4500点。

　　 电缆敷设采用EC软件，8个人用1.5个月时间完成电缆敷设的设计任务。

　　 主厂房内每台300MW机组自动化专业的电缆根数为4038根。

　　 主厂房内每台300MW机组自动化专业的电缆长度为350公里。

　　 以上电缆的根数及长度均不包括全厂火灾报警的厂供电缆和全厂各辅助生产车间的电缆。

　　 电缆桥架的立柱、桥架及小槽盒全部选用钢制镀锌，每台机组约95吨。

　　 其它电缆桥架包括直通、弯通、三通、四通、盖板、终端封头、调宽片、直接片等选用铝合金材质，每台300MW机组约为55吨。附件随桥架提供（如螺栓、螺母）。

　　 某电厂，4×MW燃油燃气电站。热力系统为单元制。DCS采用TELEPERM-XP。每台机组设计I/O点数为5804点。

　　 电缆敷设采用EC软件，12个人用2.5个月时间完成电缆敷设的设计任务。

　　 主厂房内每台325MW机组自动化专业的电缆根数为4413根。

　　 主厂房内每台235MW机组自动化专业的电缆长度为360公里。

　　 每台机组全部选用钢制镀锌电缆桥架，其重量约为200吨。

　　 电站的电缆可以分为六大类：高压电力电缆、低压电力电缆、控制电缆、热控电缆、弱电电缆（主要指计算机用电缆）、其它电缆。若两台300MW机组同时做电 缆敷设，自动化专业电缆的数量大约有8500根左右。其中热控电缆和弱电电缆将大于5000根，即约占60%左右（以根数计量）。
3 设计、投资及使用

　　 上述的比较是偏重于纯技术性的比较，以下比较拟加入经济因素。

　　 比较的前题是DCS系统与典型的、理想的FCS系统进行比较。为什么要做如此的假设。做为DCS系统发展到今天，开发初期提出的技术要求却已满足并得到了 完善，目前的状况是进一步提高，因此也就不存在典型、理想的说法。而作为FCS系统，90年代刚进入实用化，作为开发初期的技术要求：兼容开放，双向数字 通信、数字智能现场装置、高速总线等，目前还不理想有待完善。这种状态与现场总线国际标准的制定不能说没有关系。过去的十多年，各总线组织都忙于制定标 准，开发产品，占领更多的市场，目的就是要挤身于国际标准，合法的占领更大的市场。现在有关国际标准的争战已告一段落，各大公司组织都已意识到，要真正占 领市场，就得完善系统及相关产品。我们可以做这样的预测，不久的将来，完善的现场总线系统及相关产品必须成为世界现场总线技术的主流。

　　具体比较：

　　 （1）DCS系统是个大系统，其控制器功能强而且在系统中的作用十分重要，数据公路更是系统的关键，所以，必须整体投资一步到位，事后的扩容难度较大。而 FCS功能下放较彻底，信息处理现场化，数字智能现场装置的广泛采用，使得控制器功能与重要性相对减弱。因此，FCS系统投资起点低，可以边用、边扩、边 投运。

　　 （2）DCS系统是封闭式系统，各公司产品基本不兼容。而FCS系统是开放式系统，用户可以选择不同厂商、不同品牌的各种设备连入现场总线，达到最佳的系统集成。

　　 （3）DCS系统的信息全都是二进制或模拟信号形成的，必须有D/A与A/D转换。而FCS系统是全数字化，就免去了D/A与A/D变换，高集成化高性能，使精度可以从±0.5%提高到±0.1%。

　　 （4）FCS系统可以将PID闭环控制功能装入变送器或执行器中，缩短了控制周期，目前可以从DCS的每秒2~5次，提高到FCS的每秒10~20次，从而改善调节性能。

　　 （5）DCS它可以控制和监视工艺全过程，对自身进行诊断、维护和组态。但是，由于自身的致命弱点，其I/O信号采用传统的模拟量信号，因此，它无法在 DCS工程师站上对现场仪表（含变送器、执行器等）进行远方诊断、维护和组态。FCS采用全数字化技术，数字智能现场装置发送多变量信息，而不仅仅是单变 量信息，并且还具备检测信息差错的功能。FCS采用的是双向数字通信现场总线信号制。因此，它可以对现场装置（含变送器、执行机构等）进行远方诊断、维护 和组态。FCS的这点优越性是DCS无法比拟的。

　　 （6）FCS由于信息处理现场化，与DCS相比可以省去相当数量的隔离器、端子柜、I/O终端、I/O卡件、I/O文件及I/O柜，同时也节省了I/O装置及装置室的空间与占地面积。有专家认为可以省去60%。

　　 （7）与（6）同样理由，FCS可以减少大量电缆与敷设电缆用的桥架等，同时也节省了设计、安装和维护费用。有专家认为可以节省66%。

　　 对于（6）、（7）两点应补充说明的是，采用FCS系统，节省投资的效果是不用怀疑的，但是否如有的专家所说达60~66%。这些数字在多篇文章中出现，编者认为这是相互转摘的结果，目前还未找到这些数字的原始出处，因此，读者在引用这些数字时要慎重。

　　 （8）FCS相对于DCS组态简单，由于结构、性能标准化，便于安装、运行、维护。

　　 （9）用于过程控制的FCS设计开发要点。这一点并不作为与DCS的比较，只是说明用于过程控制或者说用于模拟连续过程类的FCS在设计开发中应重点考虑的问题。

　　 1）要求总线本安防爆功能，而且是头等重要的。

　　 2）基本监控如流量、料位、温度、压力等的变化是缓慢的，而且还有滞后效应，因此，节点监控并不需要快电子学的响应时间，但要求有复杂的模拟量处理能力。这一物理特征决定了系统基本上多采用主一从之间的集中轮询制，这在技术上是合理的，在经济上是有利的。

　　 3）流量、料位、温度、压力等参数的测量，其物理原理是古典的，但传感器、变送器及控制器应向数字智能化发展。

　　 4）作为针对连续过程类及其仪器仪表而开发的FCS，应侧重于低速总线H1的设计完善。

　　 PLC与DCS的前景　　

　　我们已经知道有的FCS是由PLC发展而来，而有的FCS是由DCS发展而来，那么，今天FCS已走向实用化，PLC与DCS前景又将如何。

　　 PLC于60年代末期在美国首先出现，目的是用来取代继电器，执行逻辑、计时、计数等顺序控制功能，建立柔性程序控制系统。1976年正式命名，并给予定 义：PLC是一种数字控制专用电子计算机，它使用了可编程序存储器储存指令，执行诸如逻辑、顺序、计时、计数与演算等功能，并通过模拟和数字输入、输出等 组件，控制各种机械或工作程序。经过30多年的发展，PLC已十分成熟与完善，并开发了模拟量闭环控制功能。PLC在FCS系统中的地位似乎已被确定并无 多少争论。PLC作为一个站挂在高速总线上。充分发挥PLC在处理开关量方面的优势。另外，火力发电厂辅助车间，例如补给水处理车间、循环水车间、除灰除 渣车间、输煤车间等，在这些车间的工艺过程多以顺序控制为主。PLC对于顺序控制有其独特的优势。编者以为，辅助车间的控制系统应以遵循现场总线通讯协议 的PLC或能与FCS进行通讯交换信息的PLC为优选对象。

　　自1973年提出第一台以微处理器为基础的控制器以来，它逐步完善，并最终形成功能齐全、安全可靠的数字式分散控制系统DCS。它的性能大大优 于以住任何一种控制系统。可以满足火电厂DAS、MCS、SCS和APS各系统的各种要求，目前还可以通过工业以太网建立管理层网络，以满足火电厂呼声越 来越高的加强管理的要求。可以这样说，DCS系统的监控可以复盖大型火电机组的工艺全过程。

　　 但是，自从有了FCS，并于90年代走向实用化以来，不断有如下论点在公开刊物上发表，即：“从现在起，新的现场总线控制系统FCS将逐步取代传统的 DCS”；“当调节功能下放到现场去以后，传统的DCS就没有存在的必要而会自动消失”；“今后十年，传统的4~20mA模拟信号制将逐步被双向数字通信 现场总线信号制所取代，模拟与数字的分散型控制系统DCS将更新换代为全数字现场总线控制系统FCS”……。这些论点归纳为一句话：FCS将取代 DCS，DCS从此将消亡。

　　 上述论点皆出自于权威专家之口，确实不无道理。数字通讯是一种趋势，它代表了技术进步，是任何人阻挡不了的。双向数字通信现场总线信号制以及由它而产生的 巨大的推动力，加速现场装置与控制仪表的变革，开发出越来越多的功能完善的数字智能现场装置。这些都是DCS系统所不具备的，而由此产生的优越性以及给火 电厂的设计、配置、组态、运行、维护、管理等方面带来的效益也是DCS系统所不及的。再则，FCS是由DCS以及PLC发展而来，它保留了DCS的特点， 或者说FCS吸收了DCS多年开发研究以及现场实践的经验，当然也包括教训。由此而得出结论，“FCS将取代DCS”，似乎也是顺理成章之事。

　　 同时我们也应看到，DCS系统发展也近30年，在火电厂的应用如此广泛。它的设计思想、组态配置、功能匹配等已达十分完善的程度（当然，DCS也存在进一 步发展的需求，例如高级软件开发，以满足信息集成的要求），已渗透到火电厂控制系统的各个领域，并且在FCS系统中也有些体现。从这个角度来看，DCS系 统似乎不能说从此消亡。再则，从前面的章节叙述中已经谈到，对那些FCS系统不能充分发挥其特点及优越性的领域，DCS系统仍有用武之地。

　　 我们似乎没有必要在文字上做过多的争论，一定要强调谁取代谁。正如目前的DCS与新型的PLC，由于多年的开发研究，在各自保留自身原有的特点外，又相互 补充，形成新的系统，现在的DCS已不是当初的DCS，同样如此，新型的PLC也不是开发初期的PLC。我们能够说是DCS取代了PLC或者说是PLC取 代了DCS，显然都是不合适的。

　　从我国的国情看，由于传统产业量大面广，在相当长的时间内，传统产业的改造提升仍是国内产业结构调整和优化升级的重点。30年来，工业企业对于信息技术和相关设备的投入显著增加，从而极大地促进了生产力的发展。

　　国家各级政府和相关部门十分重视信息技术改造传统产业的工作，传统产业改造提升在近20年取得了较大发展。从“六五”开始，我国企业在生产制造 过程中推广应用自动化技术，目前，我国大部分传统工业企业实现了生产过程的自动控制，如钢铁企业采用配套的自动控制设备，初步实现了生产工序的全流程自动 化。20世纪80年代中期，以计算机辅助设计(CAD)为代表的信息技术开始运用，并在重点企业中得到了推广。到90年代中期，计算机通信网络技术在企业 中得到了普遍应用，部分骨干企业建立了内部网、办公自动化系统和企业管理系统。特别是2000年以来，石化、钢铁、纺织、家电等行业及大型企业纷纷与电子 商务结合，建立电子商务平台，开展网上采购、网上招投标，运用网络提升传统产业。

　　在各级政府和广大企业的共同努力下，信息技术在企业的产品研发、生产、经营、管理和决策等各个环节都得到了不同程度的应用，信息化对传统产业改 造的带动作用日益显著。突出地表现在：提高了企业综合竞争力(表现在缩短了产品上市时间、提高了产品质量、降低了产品成本、改善了客户服务水平等方面)； 提高了企业产品技术含量，加快了企业产品结构调整；促进了企业现代化管理；支持行业协同设计制造，优化资源配置和利用，增强了企业与国际合作的能力；促进 了信息技术的产业化。

　　各行业对信息化投入不断增加

　　改革开放30年来，制造业各行业对于信息技术和相关设备的投入显著增加，FCS(现场总线控制系统)和新一代DCS(集散控制系统)的研究及产 业化，PLC(可编程控制器)、IPC(工业计算机)、DCS、FCS以及APC(先进控制系统)等自动工业控制装置和系统在建材、轻纺、石化、冶金等行 业得到广泛应用，带动相关产业不断提升。

　　石油和化工企业对信息技术应用工作十分重视。中国石油集团公司、中国石化集团公司、中国海洋石油总公司等大型企业，在信息技术应用方面做了大量 卓有成效的工作，并且取得了一定的经验,应用水平从手工操作发展到自动控制，从低级的单回路控制发展到高级复杂系统控制，直到管控一体化。此外，在自动化 装备、技术、功能、规模等方面都有了很大提高；测量和控制装置不断更新升级，正在运行的数千套DCS、PLC和IPC系统已成为大中型石油和化工企业及小 型骨干石化企业的主要装备。“十五”期间，不但大中型石油和化工企业主要生产过程已在不同水平上实现自动化控制，并取得显著经济效益，小型骨干企业主要产 品的主流程也已具有比较成熟的控制系统和低成本自动化成套技术，实现了生产信息在车间的集成。

　　生产现场的常规仪表性能大大提高，已成为石油化工企业生产过程的主要检测手段，电子仪表、数字仪表、智能变送器与执行器的使用量逐渐增加。

　　冶金行业是一项高耗能、高污染的产业，因此也是信息化推进的重点行业。从整体情况看，当前国内规模以上的冶金企业应用信息技术的力度不断加大，但信息化应用水平还不高，多是办公自动化，真正实现管控一体化的很少，只有宝钢相对比较先进。具体看，主要有以下几个特点：

　　一是基础自动化已经基本普及。在钢铁企业的烧结、炼铁、炼钢、连铸、轧钢等主要生产工序和流程中基本上普及了基础自动化。

　　二是生产过程控制自动化有所提高。近年来，生产过程控制自动化发展较快。由于引进或改造了一批能够生产高附加值产品的冷热轧系统及配套的自动化控制系统，使得轧钢系统的过程控制自动化程度提高幅度最大。

　　三是车间管理或生产制造执行系统得到加强。车间管理或生产制造执行系统近年来得到钢铁企业的普遍关注，已经有部分企业在新建或改造生产线的同时，引进国内外先进技术开发生产制造执行系统，这些系统在一两年内将陆续投入运行。

　　四是人工智能和数学模型得到广泛应用。据统计，全行业在生产控制自动化系统中，应用的控制优化数学模型和人工智能软件系统共1066个。

　　五是检测仪表、计算机仿真和模拟技术应用取得了一定的进展。

　　装备制造行业信息化起步很早，先后实施了CAD、CAM(计算机辅助制造)、CIMS(现代集成制造系统)等工程，数控装置、工业机器人、激光 加工机和自动控制系统以及具有一定智能化水平的高档农业机械和工程机械已经开始批量生产，对生产能力的提升起到了较大的作用。但是总体看来，我国机械产品 的信息技术含量还很低，特别是出口的产品还主要以中低档产品为主。
机床制造领域。我国数控系统与国外先进水平相比落后10-15年，我国目前开发的基于PC机的数控系统，缺少共同的软件规范和支撑平台。

　　工业机器人领域。我国工业机器人在1985年后开始列入国家有关计划，发展比较快。特别是在“七五”、“八五”、“九五”机器人技术国家攻关、“863”高技术发展计划的重点支持下，我国的机器人技术取得了长足发展。

　　汽车制造领域。从整体水平上看，目前我国汽车电子产品仅相当于发达国家上世纪60年代末、70年代初的水平。虽然在中档和普通产品方面已经具有相当的基础和竞争能力，但在高技术汽车电子产品方面还存在很大差距。

　　船舶设备制造领域。由于我国信息技术应用水平还不高，国产船用自动化设备及配套设施没有形成系统。

　　内燃机制造领域。内燃机采用电控技术不仅提高了自身的竞争力，而且由于其使用之广和数量之大，对于传感器、执行器等电子产业的发展也起到了很大的促进作用。

　　重型锻压机械制造领域。我国重型锻压机在电控技术方面大多采用PLC和IPC机，采用电液比例技术和现代传感技术，具有工况监视和故障诊断功能。

　　轻工行业。“十五”以来，信息技术已经比较广泛地应用于我国轻工行业，其生产线和关键设备大部分采用了机电一体化产品，在一些骨干企业中，也已经开始应用计算机集散控制系统、可编程序控制及管理信息系统等现代信息技术。

　　我国家电行业技术装备水平相对较高，与发达国家差距不大，但关键生产设备和高档仪器仍主要依靠进口；我国照明电器产品新增装备开始采用信息技术 含量较高的自动化、半自动化生产线。烟草行业重点骨干企业通过引进、改造，技术装备水平比较先进。印刷设备行业也有了较大发展，品种增加，质量提高，中低 档印刷设备基本能满足国内市场需求，并有少量出口。食品和饮料行业生产流程自动化水平有很大提高，但大型成套的高档工艺设备还依赖进口。

　　建材行业。近年来，我国建材行业信息化利用电子、计算机、机电一体化等技术设备进行技术改造，使建材工业在质量、品种、产量、劳动生产率和降低成本、节能、环保、提高企业综合竞争力等方面都取得了显著效果。

　　机遇挑战并存

　　总体来说，我国利用信息技术改造传统产业的机遇与挑战并存。一方面，经济全球化和生产经营一体化的趋势进一步突出，我国在新的国际分工中的优势 和劣势都十分突出；另一方面，国内经济建设的成就和信息技术的快速发展虽然给传统产业改造带来了新的机遇，但是历史的包袱和体制的障碍也使未来的发展道路 充满挑战。

　　近几年，世界的制造业重心在向中国转移，中国的工业对信息技术的需求造就了一个广阔的市场，几乎所有国际知名的电器控制产品制造商都在中国有生 产厂，它们积极参与到中国重大工程和重要工矿企业的信息化改造中，在给国内同类厂商带来残酷的竞争威胁的同时，也提供了适合中国国情的信息技术解决方案。 在技术领域，我国的一些核心技术还是主要依靠美国、日本这样的国家，这对于长期的传统产业改造而言不是长远之计。另一方面我国的市场经济体制还不够完善， 制约传统产业改造的进程。

　　面对这些挑战的同时，也存在很大的机遇。我国的电子信息产业近几年保持了快速增长的势头，产业结构不断调整，经济效益持续提高。关系到传统产业 改造的重要产品的研发和产业化都有很大的突破。一方面，重要信息技术的研发有了一定的突破。2003年，方舟、龙芯系列芯片和LINUX软件等有自主知识 产权产品有了新的突破,通信系统设备研发取得了群体性的突破,大规模集成电路的研发能力已快速进入国际主流技术水平。另一方面，为传统产业改造服务的国产 应用电子信息产品的市场份额也在持续增长。国产电子信息产品具备性价比高，符合中国企业实际情况等特点，因此受到了企业的热烈欢迎，而从国家战略的角度考 虑，利用信息技术提高产业水平一定是建立在本国信息技术的快速发展和关键信息技术产业化的基础上的。

    高压变频器的种类繁多，其分类方法也多种多样。根据高压变频器中有无直流环节可分为交交变频器（无直流环节的变频器）和交直交变频器（有直流环节的变频器）；交直交变频器按所采用的直流环节的不同方式又可分为电流型变频器（直流环节采用大电感以平抑电流脉动）和电压型变频器（直流环节采用大电容以抑制电压波动）；按照输出电平数，可分为两电平、三电平、五电平及多电平变频器等等。目前市场上较常见的高压变频器有以下几类：

    Ø单元串联式多电平高压变频器

    1994年，美国罗宾康公司推出了全球第一台单元串联式多电平高压变频器，并取名为“完美无谐波变频器”。单元串联式多电平高压变频方案在我国获得了大面积推广，目前主要的几家高压变频器生产企业均采用这种结构。其优点是谐波含量极低，功率因数高，缺点是只能单象限运行，要实现四象限运行则必须另外配置能量回馈单元。

    Ø三电平电压源型变频器

    采用高压HV－IGBT的三电平电压源型变频器功率范围达9100kVA，电压范围可达6600V，输出频率可达150Hz。其优点是输出频率高、动态性能好，过载能力强，转矩脉动小、电机噪声小，谐波较低等；缺点是单象限运行，要四象限运行需另外配置能量回馈单元。

    ØIGBT直接串联型变频器

    2001年，成都佳灵电气制造有限公司开发出世界首创的电压源型IGBT直接串联高压变频器，采用抗共模电压技术以取消输入变压器，采用输出滤波器和优化的PWM波形，大大降低了谐波含量。其优点是结构简单，二电平逆变器技术成熟；效率高，可达98％；动态性能好，过载能力强。缺点是是无输入变压器，6脉冲整流网侧谐波大，需采用进线电抗器。最为致命的是，采用这种结构的变频器一旦出现其中一个IGBT烧掉则容易引起连锁反应，抗干扰性和工作稳定性差，因此至今仍未能推广采用。

    Ø交交变频器

    交-交高压变频器是无直流环节、直接由交流到交流的变频器，其优点是可用于驱动同步和异步电机、转矩大、动态相应特性好、可四象限运行等，缺点是低速时功率因数低、网侧谐波大，另外其工作原理过于复杂，硬件实现难度很大，特别是对于工作电压通常在3KV以上的高压变频器，功率器件数量成倍增加。
国际上只有西门子等极少数跨国企业有成熟产品推出，其应有局限在轧钢等冶金领域。

    这些种类的高压变频器各有其优缺点，客户在选型时往往根据具体应用的特点来确定。比如起重设备、机车牵引等要选用可四象限运行的变频器，轧钢机则要选择动态响应能力好的变频器，风机水泵等主要选用单元串联多电平变频器。