ACS800-04-0210-3,工业自动化
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发展历史编辑
起源
美国汽车工业生产技术要求的发展促进了PLC的产生,20世纪60年代,美国通用汽车公司在对工厂生产线调整时,发现继电器、接触器控制系统修改难、体积大、噪声大、维护不方便以及可靠性差,于是提出了的“通用十条”招标指标。
1969年,美国数字化设备公司研制出台可编程控制器(PDP-14),在通用汽车公司的生产线上试用后,效果显著;1971年,日本研制出台可编程控制器(DCS-8);1973年,德国研制出台可编程控制器;1974年,我国开始研制可编程控制器:1977年,我国在工业应用领域推广PLC。
初的目的是替代机械开关装置(继电模块)。然而,自从1968年以来,PLC的功能逐渐代替了继电器控制板,现代PLC具有更多的功能。其用途从单一过程控制延伸到整个制造系统的控制和监测。
发展
20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程逻辑控制器,使可编程逻辑控制器增加了运算、数据传送及处理等功能,完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。此时的可编程逻辑控制器为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。个人计算机发展起来后,为了方便和反映可编程控制器的功能特点,可编程逻辑控制器定名为Programmable Logic Controller(PLC)。
20世纪70年代中末期,可编程逻辑控制器进入实用化发展阶段,计算机技术已全面引入可编程控制器中,使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及的性价比奠定了它在现代工业中的地位。
20世纪80年代初,可编程逻辑控制器在工业国家中已获得广泛应用。世界上生产可编程控制器的国家日益增多,产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。
20世纪80年代至90年代中期,是可编程逻辑控制器发展快的时期,年增长率一直保持为30~40%。在这时期,PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高,可编程逻辑控制器逐渐进入过程控制领域,在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。
20世纪末期,可编程逻辑控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。这个时期发展了大型机和超小型机、诞生了各种各样的特殊功能单元、生产了各种人机界面单元、通信单元,使应用可编程逻辑控制器的工业控制设备的配套更加容易。
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1769-L36ERMS系统介绍编辑
DCS通常采用分级递阶结构,每由若干子系统组成,每一个子系统实现若干特定的有限目标,形成金字塔结构。
可靠性是DCS发展的生命,要DCS的高可靠性主要有三种措施:一是广泛应用高可靠性的硬件设备和生产工艺;二是广泛采用冗余技术;三是在软件设计上广泛实现系统的容错技术、故障自诊断和自动处理技术等。当今大多数集散控制系统的MTBF可达几万甚至几十万小时。
发展趋势编辑
近年来,在DCS关联领域有许多新进展,主要表现在如下一些方面。
(1)系统功能向开放式方向发展。传统DCS的结构是封闭式的,不同制造商的DCS之间难以兼容。而开放式的DCS将可以赋予用户更大的系统集成自主权,用户可根据实际需要选择不同厂商的设备连同软件资源连入控制系统,达到佳的系统集成。这里不仅包括DCS与DCS的集成,更包括DCS与PLC、FCS及各种控制设备和软件资源的广义集成。
(2)仪表技术向数字化、智能化、网络化方向发展。工业控制设备的智能化、网络化发展,可以促使过程控制的功能进一步分散下移,实现真正意义上的“全数字”、“全分散”控制。另外,由于这些智能仪表具有的精度高、重复性好、可靠性高,并具备双向通信和自诊断功能等特点,致使系统的安装、使用和维护工作更为方便。
(3)工控软件正向控制方向发展。广泛应用各种控制与优化技术是挖掘并提升DCS综合性能有效、直接、也是具价值的发展方向,主要包括控制、过程优化、信息集成、系统集成等软件的开发和产业化应用。在未来,工业控制软件也将继续向标准化、网络化、智能化和开放性发展方向。
(4)系统架构向FCS方向发展。单纯从技术而言,现阶段现场总线集成于DCS可以有三种方式:① 现场总线于DCS系统I/O总线上的集成――通过一个现场总线接口卡挂在DCS的I/O总线上,使得在DCS控制器所看到的现场总线来的信息就如同来自一个传统的DCS设备卡一样。例如Fisher-Rosemount公司推出的DeltaV系统采用的就是此种集成方案。② 现场总线于DCS系统网络层的集成――就是在DCS更高一层网络上集成现场总线系统,这种集成方式不需要对DCS控制站进行改动,对原有系统影响较小。如Smar公司的302系列现场总线产品可以实现在DCS系统网络层集成其现场总线功能。③ 现场总线通过网关与DCS系统并行集成――现场总线和DCS还可以通过网关桥接实现并行集成。如SUPCON的现场总线系统,利用HART协议网桥连接系统操作站和现场仪表,从而实现现场总线设备管理系统操作站与HART协议现场仪表之间的通信功能。
一直以来DCS的在于控制,它以“分散”作为关键字。但现代发展更着重于全系统信息综合管理,今后“综合”又将成为其关键字,向实现控制体系、运行体系、计划体系、管理体系的综合自动化方向发展,实施从底层的实时控制、优化控制上升到生产调度、经营管理,以至高层的战略决策,形成一个具有柔性、高度自动化的管控一体化系统。
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