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21世纪是信息化的时代，以信息化代替工业化，以工业化促进信息化是大势所趋。现代企业信息化要求建立过程控制与信息管理一体化网络，随着通信、计算机、网络和自动化控制等技术的发展，各行各业正逐步形成以网络集成自动化系统为基础的企业信息系统。
近年来，市场竞争日趋激烈，化工企业正在加快技术改造的步伐，生产规模不断扩大，对生产操作自动化和经营管理提出更高的要求。集先进的过程控制技术和科学的经营管理思想于一体的自动化和信息集成，是适应这一要求的最佳选择。因此，在不断加强工艺改造的同时，也必须重视自动化和信息集成系统的建设，是发挥大型化工生产装置的规模效应，提高生产设备的运行效率，实现经济效率增长的有效途径。
1.系统结构
自动化和信息集成是充分利用先进的过程控制和优化技术实现生产控制系统由单装置控制向多装置和全厂综合控制发展，引入科学的管理思想和方法，建立系统化的经营管理模式。也就是在建立全企业的包括：经营决策、管理信息、生产调度、监督控制和直接控制在内的管理和控制全部生产活动的自动化集成，实现决策、管理和控制各功能的一体化。系统结构见图1。
图一 系统结构图
完整的系统层次结构模型从使用与功能角度自下而上划分可分为四层，第一层是基础和过程自动化控制层，第二层是生产调度和监控层，第三层是资源管理层，第四层为企业决策层。其中，第一、第二层构成生产控制系统，第三、第四层则构成企业管理决策系统。
2.系统功能
新一代的DCS以Honeywell的Experion PKS（过程知识系统）、Emerson的Plantweb(Emerson Process Management)、Foxboro的A2、Yokagawa的CA3000R3(PRM-工厂资源管理系统)、ABB的Industrial IT系统和国产的HOLLIAS-MACS系统等，主要特征是集成和信息化，实现全厂实时控制、以及过程执行层MES和资源管理层ERP层的信息集成，包容PLC、FCS等，进一步分散化，I/O处理单元小型化、智能化、低成本，组态软件平台、人-机界面平台、现场控制组件、I/O组件开放与应用专业化，提供丰富的设备诊断、维修和管理功能，是典型的集成化的综合控制与信息管理系统。
2.1过程控制系统
过程控制系统包括了DCS、PLC、ESD等各种常规过程控制系统，实现现场设备及生产过程的单元控制、数据采集、设备运行状况监视、完成对生产装置的常规控制和监测。同时，也包括生产过程中，运用先进的自动控制手段和优化方法，实现生产过程的先进控制和优化控制。
2.1.1过程工业自动化控制技术已发展到在DCS基础上实施三个层次的控制：
第1层为基础调节―DCS，主要完成生产装置在线实时数据的采集、监控、存储。提供各生产数据，以便于管理层及时了解生产动态、分析生产数据、及时调整方案，并完成过程控制功能，执行诸如PID算法等常规调节控制，基本上是单回路的控制流程，直接调节工艺生产参数。
第2层是先进控制，其目的是协调过程变量交互作用，使生产过程操作更接近于操作目标，实现经济上的最佳控制目标。先进控制通过改变常规调节控制即运用先进的自动控制手段以达到最佳单元操作。
第3层是优化控制，它在DCS的基础上，运用现代控制理论，并结合计算机技术、过程优化技术和工艺模拟技术，对生产操作进行优化控制。综合分析影响效益的各种因素，把工艺过程的经济效益与装置操作直接连接起来，确定过程的最佳控制点，使各生产装置处于最佳运行状态，完成对生产过程的优化控制。
2.1.2 PLC是在工业环境中使用的数字操作系统，它使用可编程存储器内部储存用户设计的指令，这些指令用来实现特殊的功能，诸如逻辑运算、顺序操作、定时、计数以及算术运算和通过数字或模拟输入/输出来控制各种类型的机械和过程。
2.1.3 ESD（紧急停车系统）是一种独立于DCS的安全保护系统。在正常情况下，DCS动态地监控着生产过程的连续运行，而ESD处于相对静止状态，一旦出现异常情况，ESD便立即动作，使装置停车处于安全状态。它适用于高温、高压、易燃易爆等连续性生产作业领域的安全保护系统。
2.2 生产执行系统
生产执行系统MES(Manufacturing Execution system)也称生产调度和监控层，是解决过程控制层和管理决策层之间信息连接的关键。据美国ARC公司调查53%的客户反映ERP对工厂生产存在着负面的影响。其主要原因之一是缺乏真实的、及时的、全面的生产过程现场信息。因此，为解决该问题满足生产要求，引入了生产执行层。
生产调度是生产管理信息系统的核心，它承担着组织企业生产活动的重要角色，是完成企业目标的具体保证，是经营管理层和过程控制层之间的信息传递系统,在经营管理层和过程控制层中起着承上启下的作用。
生产执行层的主要功能是对过程数据进行有效的加工处理，根据生产计划制定生产方案，指导和监督控制系统的运行，对生产操作和设备运行进行科学管理和维护，从全厂的角度来调配资源、优化生产。它覆盖生产计划优化、滚动调度、实时数据库、数据校正、收率计算、成本控制、生产统计、绩效分析、质量控制、在线优化、先进控制、资产管理、设备诊断维护、产品跟踪等等。
2.3 经营管理系统
经营管理系统也就是通常所说的ERP（Enterprise Resource Planning）系统。企业的管理者通过对生产装置DCS的实时参数采集和监测，实现管理层及时了解生产动态，分析生产数据，根据现场的实际情况及时调整方案。同时，根据市场分析与预测，以销定产方案确定、经济活动分析、提出技术改造措施等，对厂级的生产经营实现集成管理。在经济效益方面，可提高产品产量质量，降低企业能耗和企业的生产成本，降低管理费用、维修费用、采购费用、制造费用等，提高企业总体的经济效益。
ERP系统是对企业资源进行有效的综合的计划和管理，是提高企业经营效率的手段和概念。其中心是计划，而不是财务。实现这个目的的软件是ERP软件。德国SAP公司的R/3最出名，据AMR(Advanced
Manufacturing Research)组织2003年统计，SAP约占世界ERP市场的35%，ORACLE约占13%，People Soft约占10%，J.D.E约占5%。ERP面向企业的主要业务，包括产品定货、原材料采购、生产制造、配送、销售、会计等一系列业务流，是覆盖全公司的信息系统。其关键业务包括计划、财务会计和管理会计，还有人力资源管理等。ERP数据库与实时数据库相连，提取生产过程的有关数据。
2.4 决策系统
决策系统处于自动化与信息集成的顶层，是整个信息系统的执行中心。它的功能包括市场信息获取和处理、生产计划优化和投资预测、企业的中长期规划等，对企业的生产和经营提出决策支持。
通过计算机网络搜索和挖掘系统中的生产、设备、财务及物质供应等各类信息，通过查询和分析等功能，向企业决策者提供各类信息，以帮助决策者利用计算机技术对生产、经营、市场情况做出及时、准确的判断，做出科学的决策。
3.结束语
在信息技术的推动下，从控制系统到管理系统正在迅速走向一体化。上层的ERP,中层的MES，下层的DCS、PLC、ESD等的有机结合，构成了化工企业智能化生产技术的整体。不可否认，化工企业生产管理信息系统今后的发展方向，是“计算机集成过程系统(CIPS)”,或称之“计算机集成制造系统(CIMS)”,即所谓流程工业的“管控一体化”。自动化与信息集成对提高化工企业的自动化水平、生产管理水平和经营决策水平，增强企业在市场中的生存和竞争能力，都有着非常重大的作用。