《工程应用型自动化专业系列教材：自动化系统集成技术》介绍了自动化系统集成的基本知识和技术基础，以及自动化系统集成涉及的概念、方法、技术和各类自动化系统集成的典型案例。
《工程应用型自动化专业系列教材：自动化系统集成技术》从工程实施的角度重点阐述了自动化系统集成的技术和知识，力求具有先进性和实用性，并按照自动化系统的工程框架安排了各章的教学内容，其知识体系遵循的逻辑是：根据用户的需求选用性价比优良且有利于实现系统优化的各种技术和产品，并将各个产品、局部或子系统连接成为一个完整、可靠、协调、经济和有效的系统，以通过优化实现整体效益。
《工程应用型自动化专业系列教材：自动化系统集成技术》定位介于教材与手册之间，大部分内容具有工程案例，贴近工业实际，既可作为大专院校各类自动化专业及相关专业的工程训练教材，也可供自动化系统设计和开发的科研与工程技术人员参考。
第1章 绪论
1.1 自动化系统集成综述
1.1.1 工业自动化系统结构
1.1.2 从用户的立场看系统集成
1.1.3 从系统集成商和原始设备制造商的立场看系统集成
1.2 自动化系统集成技术概述
1.2.1 计算机与计算机控制技术
1.2.2 计算机网络与控制网络技术
1.2.3 数据通信技术
1.2.4 嵌入式技术
1.2.5 CIMS集成平台与中间件技术
1.2.6 标准技术
1.2.7 组态技术
1.2.8 设备描述和设备管理技术
1.3 自动化系统集成技术的发展历程
1.3.1 模拟仪表控制系统的发展
1.3.2 计算机直接数字控制系统的发展
1.3.3 计算机集散控制系统的发展
1.3.4 现场总线控制系统的发展
1.3.5 计算机集成制造系统的发展
1.4 企业信息化集成技术概述
1.4.1 企业资源计划(ERP)
1.4.2 供应链管理(SCM)
1.4.3 过程控制系统(PCS)
1.4.4 制造执行系统(MES)
1.4.5 客户关系管理(CRM)
1.4.6 企业应用集成(EAI)
1.5 企业信息化集成技术的发展历程
1.5.1 系统集成的初期发展阶段——IT环境对企业环境的支持
1.5.2 系统集成的中期发展阶段——实现对企业环境与经营环境的融合及优化
1.5.3 系统集成的最新发展阶段——IT环境对经营环境的支持扩展到供应链敏捷应对市场过程
参考文献
第2章 用户需求分析与系统设计
2.1 用户需求分析
2.1.1 用户需求分析的方法
2.1.2 用户需求分析的内容
2.2 系统设计的基本原则及内容
2.2.1 系统设计的基本原则
2.2.2 系统设计的基本内容
2.3 典型系统设计举例
2.3.1 电站锅炉燃烧过程自动控制系统设计
2.3.2 甜菜制糖过程自动控制系统设计
2.4 技术资料及规范
2.4.1 P&ID图
2.4.2 设备清册
2.4.3 电缆清册
2.4.4 110清册
2.4.5 工艺流程画面图
参考文献
第3章 系统集成的设备与选型
3.1 自动化系统基础设备及选用原则
3.1.1 检测单元
3.1.2 执行器
3.1.3 交直流传动系统
3.1.4 自动化动力配电系统
3.2 自动化系统计算机控制主流设备及产品
3.2.1 PLC设备
3.2.2 DCS
3.2.3 FCS
3.2.4 其他控制器
3.2.5 组态软件
3.2.6 工业以太网
3.3 自动化系统集成设备选型与采购
3.3.1 选型与采购的总体原则
3.3.2 采购流程
3.3.3 连续过程工业系统集成的设备应用与选型实例
3.3.4 离散制造工业系统集成的设备应用与选型实例
参考文献
第4章 系统安装、调试与投运
4.1 概述
4.2 测控仪表及设备安装基础
4.2.1 检测仪表的安装
4.2.2 控制仪表的安装
4.2.3 执行机构的安装
4.3 测控设备电缆和管路敷设
4.3.1 测控设备电缆敷设
4.3.2 测控仪表管路敷设
4.4 系统调试及投运基础
4.4.1 供电设备检查与测试
4.4.2 系统调试
……
第5章 系统抗干扰技术
第6章 综合集成系统规划和技术解决方案
第7章 自动化系统项目管理基础
《工程应用型自动化专业系列教材：自动化系统集成技术》：
2.2.2系统设计的基本内容
控制系统通常根据用户的需求、被控对象的特性、控制方式和系统规模的不同有所差异，但系统设计的基本内容和主要步骤大致相同。即包括生产过程控制任务的确定，控制系统结构及控制算法设计，测量控制设备的选择，动力系统及安全性设计，控制系统组态，人机界面设计等内容。
1.系统控制任务的确定
控制系统的设计是为工艺生产服务的，因此它与生产工艺流程设计、工艺设备设计以及设备选型等有密切关系。现代工业生产过程的类型很多，生产设备日趋复杂化、大型化，这就需要更安全、更可靠的控制装置及系统来保证生产过程的正常运行。所以，在完成用户需求分析的基础上，系统设计人员需要对生产工艺流程、设备性能、产品质量指标等进行深入了解，对被控对象的动态及静态特性进行研究或必要的试验，并与现场生产技术人员一起研究各操作单元的特点以及整个生产装置工艺流程特性，明确保证产品质量和生产安全的关键过程参数，这样才能确定系统的控制目标和具体控制任务，合理选择被控变量和控制变量。
2.控制系统方案设计
控制系统方案设计包括控制系统结构设计和控制算法确定两部分。
控制系统结构最常用的有反馈控制、前馈控制和前馈一反馈控制系统。反馈控制依据被控变量测量值与设定值的偏差进行控制，达到消除偏差的目的，对生产过程被控对象具有广泛的适应性。前馈控制根据完全补偿原理，对干扰进行控制，是生产过程自动化系统抑制经常发生且强度较大干扰的重要手段。
控制算法选择的是否合适，决定着控制系统控制效果的优劣。控制算法的选择通常与被控对象的动态特性有关，所以事先建立被控过程的数学模型或试验测取动态响应数据是非常必要的。对于动态特性变化不大且时滞不大的被控对象，可以采用固定参数的PID控制器。如果被控过程的动态特性随负荷变化具有明显的非线性，则需要采用变参数的PID控制器，保证PID控制器的特性始终与被控对象的动态特性相匹配，达到最佳控制效果。如果无法获取准确的被控过程动态特性，则可以选用模糊PID控制器。对于MIMO被控过程，还需要设计解耦控制算法。当然，还有许多先进和智能的控制算法（请参阅相关资料）可以根据被控过程的特性和工艺流程对性能的要求进行选择。
3.测量控制设备的选择
测量控制设备主要包括传感器、变送器、控制器和执行机构，这些设备的选择直接影响着控制系统的控制效果。如果设计的系统是全新的，测量控制设备需要根据被控对象的特点，并综合考虑运行环境、工作性能和设备价格等因素择优而用。如果设计的控制系统是在原系统上进行改造和优化的，那么设计的系统所需要的测量控制设备可能已经在被控过程中全部或部分安装就位，这时需要设计人员了解这些设备的运行情况，测试其工作性能是否满足要求，尽量利用现场已有的测控设备，随后再决定需要更换或增加的测量控制设备的数量，如何选择这些设备还需要与用户协商。
（1）选择测量装置
通常测量装置总是包括传感器和变送器两个部分。传感器用于探测生产过程中的物理变量，如液位、温度、流量、压力等。变送器则将探测到的物理变量转换成统一形式及量程的电信号，且该电信号的大小与物理变量测量值的大小相对应。在选择测量装置时应遵循以下原则：
①传感器和变送器的测量准确度和精度要高，保证测量时产生的系统误差尽量小，测量过程中的随机误差或噪声很小；
②在满足精度和准确度的前提下，测量范围比较宽；
③测量装置对物理变量的变化能够快速响应，理想情况下的时间延迟为零；
④测量装置容易校准且漂移小。校准是为了建立所测物理量与统一电信号之间的某种准确转换关系，测量装置的校准是需要定期或不定期进行的一项技术工作。如果测量装置的漂移小，则意味着测量精度随时间变化不大，在预定的校准周期内，测量值的精度有保障；
⑤可靠性高且成本较低。在被测过程或设备发生故障时，测量装置仍然可以正常工作。相对于测量装置的性能而言，购买及安装成本尽量低。
当然，选择的测量装置能够同时满足以上全部要求是很困难的。因此.系统设计人员必须与现场技术人员协商，根据需要选择合适的测量装置。
（2）选择执行器
执行器根据动力源不同分为电动执行器、气动执行器和液动执行器三类。执行器可以将控制指令信号转换为阀门位置、电机速度等的改变。下面以电动执行器为例简单介绍执行器的选择依据。
①根据阀门类型决定采用角行程执行器或直行程执行器，还是采用多回转电动执行器；
②根据生产工艺控制要求确定电动执行器的控制模式，采用开关式（适用于开环控制）或调节式（适用于闭环控制）；
③根据阀门正常启闭所需的扭力，确定电动执行器的输出扭力的合理范围；
④根据所选电动执行器确定电气参数，如电机功率、额定电流、二次控制回路电压等；
⑤根据使用场所选择执行器的外壳防护等级、防爆等级。
以上依据基本能够实现执行器的比较理想选型。若选择智能化的电动执行器，则会给系统带来更多的优点，如丰富的信息显示和人性化的人机对话界面、多组态的多组信号输出、自动解决相序问题、具有电源缺相保护、超强自诊断功能、可修改的参数设定、可采用现场总线控制等诸多优点。
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