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自動(dòng)化控制的發(fā)展方向

來源:無錫寶得自控閥門有限公司   2010年10月09日 12:12  

 

自動(dòng)化控制的發(fā)展方向
自動(dòng)化控制正向著成套化、系列化、多品種方向發(fā)展,以自動(dòng)控制技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、圖象顯示技術(shù)為一體的綜合性系統(tǒng)裝置成為國外過程控制的主導(dǎo)產(chǎn)品,現(xiàn)場總線成為自動(dòng)化控制技術(shù)發(fā)展的*熱點(diǎn)。
1、自動(dòng)控制領(lǐng)域的發(fā)展過程
    
150多年前*代過程控制體系是基于513psi的氣動(dòng)信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)(氣動(dòng)控制系統(tǒng)PCS,Pneumatic Control System)。簡單的就地操作模式,控制理論初步形成,尚未有控制室的概念。
    
2)第二代過程控制體系(模擬式或ACS,Analog Control System)是基于010mA420mA的電流模擬信號(hào),這一明顯的進(jìn)步,在整整25年內(nèi)牢牢地統(tǒng)治了整個(gè)自動(dòng)控制領(lǐng)域。它表征了電氣自動(dòng)控制時(shí)代的到來??刂评碚撚辛酥卮蟀l(fā)展,三大控制論的確立奠定了現(xiàn)代控制的基礎(chǔ);控制室的設(shè)立,控制功能分離的模式一直沿用至今。
    
3)第三代過程控制體系(CCS,Computer Control System.70年代開始了數(shù)字計(jì)算機(jī)的應(yīng)用,產(chǎn)生了巨大的技術(shù)優(yōu)勢,人們在測量,模擬和邏輯控制領(lǐng)域使用,從而產(chǎn)生了第三代過程控制體系(CCSComputer Control System)。這個(gè)被稱為第三代過程控制體系是自動(dòng)控制領(lǐng)域的一次革命,它充分發(fā)揮了計(jì)算機(jī)的特長,于是人們普遍認(rèn)為計(jì)算機(jī)能做好一切事情,自然而然地產(chǎn)生了被稱為“集中控制”的*控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng),需要指出的是系統(tǒng)的信號(hào)傳輸系統(tǒng)依然是大部分沿用420mA的模擬信號(hào),但是時(shí)隔不久人們發(fā)現(xiàn),隨著控制的集中和可靠性方面的問題,失控的危險(xiǎn)也集中了,稍有不慎就會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)癱瘓。所以它很快被發(fā)展成分布式控制系統(tǒng)(DCS)。
    
4)第四代過程控制體系(DCS,Distributed Control System分布式控制系統(tǒng)):隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的飛速發(fā)展,微處理器的普遍使用,計(jì)算機(jī)技術(shù)可靠性的大幅度增加,目前普遍使用的是第四代過程控制體系(DCS,或分布式數(shù)字控制系統(tǒng)),它主要特點(diǎn)是整個(gè)控制系統(tǒng)不再是僅僅具有一臺(tái)計(jì)算機(jī),而是由幾臺(tái)計(jì)算機(jī)和一些智能儀表和智能部件構(gòu)成一個(gè)了控制系統(tǒng)。于是分散控制成了zui主要的特征。除外另一個(gè)重要的發(fā)展是它們之間的信號(hào)傳遞也不僅僅依賴于420mA的模擬信號(hào),而逐漸地以數(shù)字信號(hào)來取代模擬信號(hào)。 
    
5)第五代過程控制體系(FCSFieldbus Control System現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)):FCS是從DCS發(fā)展而來,就象DCSCCS發(fā)展過來一樣,有了質(zhì)的飛躍。“分散控制”發(fā)展到“現(xiàn)場控制”;數(shù)據(jù)的傳輸采用“總線”方式。但是FCSDCS的真正的區(qū)別在于FCS有更廣闊的發(fā)展空間。
 2
、現(xiàn)場總線崛起的過程和原因:
      80
年代,微處理器及其相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展,使得數(shù)據(jù)傳送環(huán)節(jié)成為DCS發(fā)展的瓶頸。1982年,現(xiàn)場總線的概念首先在歐洲提出,兩年后于1984年各國開始進(jìn)行現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)的研究和制定。1986年由Rosemount提出的通訊協(xié)議HARTHighway Addressable Remote Transducer,可尋址遠(yuǎn)程傳感器數(shù)據(jù)通路),主要是在420mADC信號(hào)上疊加FSKFrepuency Shift Keying,頻率調(diào)制鍵控)數(shù)字信號(hào),結(jié)果取得了很好的效果,同時(shí)Interbus等簡單的現(xiàn)場總線也都取得了成功。這樣DSC的發(fā)展的重點(diǎn)落在了現(xiàn)場總線上,開始了被稱為第五代過程控制體系(FCS,Fieldbus Control System現(xiàn)場總線控制系統(tǒng))的時(shí)代。 
     FCS
是從DCS發(fā)展而來,有一個(gè)量變到質(zhì)變的過程。從表面上來看,FCSDCS區(qū)別僅僅在于從“分散控制”發(fā)展到“現(xiàn)場控制”;數(shù)據(jù)的傳輸從“點(diǎn)到點(diǎn)”采用“總線”方式。其實(shí)不然,當(dāng)時(shí)系統(tǒng)論的觀點(diǎn)已被廣泛地接受,人們開始以大系統(tǒng)的概念來看待整個(gè)過程控制體系。系統(tǒng)的增大,導(dǎo)致了網(wǎng)絡(luò)的通訊技術(shù)急劇發(fā)展;于是科技界充分認(rèn)識(shí)到在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展中起過重要作用的總線技術(shù)可以大大地推進(jìn)控制系統(tǒng)的發(fā)展。整個(gè)控制系統(tǒng)就象是一臺(tái)巨大的“計(jì)算機(jī)”按總線方式運(yùn)行,這樣資源的共享成了FCS的主要發(fā)展空間,于是現(xiàn)場總線應(yīng)運(yùn)而生,并且以的激烈程度展開了市場競爭。
例如(1HartHCF 1986年由Rosemount提出的通訊協(xié)議HARTHighway Addressable Remote Transducer,可尋址遠(yuǎn)程傳感器數(shù)據(jù)通路),主要是在420mADC信號(hào)上疊加FSKFrequency Shift Keying,頻率調(diào)制鍵控)數(shù)字信號(hào),是現(xiàn)場總線的過渡性協(xié)議,它對于現(xiàn)場總線的形成有重大影響。
(2)一些可能對電器行業(yè)產(chǎn)生影響的低層次的現(xiàn)場總線:如:Bitbus,Interbus,AS-Interface,DEVICE Net,VXL等等。

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