淺談?dòng)?jì)算機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)展概況

1、1淺談?dòng)?jì)算機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)展概況摘要：計(jì)算機(jī)具有運(yùn)行速度快、精度高、存儲(chǔ)量大、編程靈活以及通信能力強(qiáng)的特點(diǎn)在過程控制中日益占據(jù)主導(dǎo)地位成為過程控制領(lǐng)域不可缺少的工具。文章介紹了計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展過程以及控制系統(tǒng)的種類并對(duì)DCS集散型控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和發(fā)展階段展開探討。關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)DCS分散控制冗余組態(tài)過程控制站操作站現(xiàn)代過程工業(yè)向著大型化、連續(xù)化方向發(fā)展生產(chǎn)過程隨之日趨復(fù)雜對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響也日益突出這些都對(duì)控制提出了更高的要求

2、。生產(chǎn)的安全性和可靠性、生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益等都成為衡量自動(dòng)控制水平的重要指標(biāo)僅用常規(guī)儀表已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代企業(yè)的控制要求。計(jì)算機(jī)具有運(yùn)行速度快、精度高、存儲(chǔ)量大、編程靈活以及通信能力強(qiáng)的特點(diǎn)在過程控制日益占據(jù)主導(dǎo)地位成為過程控制領(lǐng)域不可缺少的工具。關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)；控制；數(shù)據(jù)；系統(tǒng)一、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)展概況1965年前試驗(yàn)階段:1946年第一臺(tái)計(jì)算機(jī)問世。1958年美國(guó)Lousina公司電廠投入第一個(gè)計(jì)算機(jī)安全監(jiān)視系統(tǒng)。1959年美國(guó)Tex

3、aco公司的煉油廠安裝了第一個(gè)計(jì)算機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)。1960年美國(guó)Monsanto公司的氨廠實(shí)現(xiàn)第一個(gè)計(jì)算機(jī)監(jiān)控控制系統(tǒng)。1962年美國(guó)Monsanto公司的乙烯廠實(shí)現(xiàn)了第一個(gè)直接數(shù)字計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)#8197(DDC)。1965年到1969年進(jìn)入實(shí)用階段。早期的計(jì)算機(jī)采用電子管不僅運(yùn)算速度慢價(jià)格昂貴而且體積大可靠性差這一階段計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要用于數(shù)據(jù)處理和操作指導(dǎo)。隨著半導(dǎo)體技術(shù)以及集成電路技術(shù)發(fā)展出現(xiàn)了專門用于工業(yè)過程控制的高性價(jià)比的小型計(jì)

4、算機(jī)。由于技術(shù)局限當(dāng)時(shí)硬件可靠性不高且所有的監(jiān)視和控制任務(wù)集中在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上因此危險(xiǎn)集中。為了提高可靠性常常需要另外設(shè)置一套備用的模擬式控制系統(tǒng)或備用計(jì)算機(jī)造成投資過高限制了其應(yīng)用發(fā)展。1970年以后計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)逐漸走向成熟階段。隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展1972年生產(chǎn)出運(yùn)算速度快、可靠性高、價(jià)格便宜且體積小的微型計(jì)算機(jī)從而開創(chuàng)了計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的新時(shí)代即從傳統(tǒng)的集中控制系統(tǒng)革新為分散控制系統(tǒng)#8197(DCS)。世界上幾個(gè)主要的計(jì)算

5、機(jī)和儀表制造商在20世紀(jì)70～80年代幾乎同時(shí)推出DCS系統(tǒng)如Honeywell的TDC2000日本橫河的CENTUM系統(tǒng)等。中國(guó)民族DCS于90年代初起步代表3系統(tǒng)組成管理信息系統(tǒng)按企業(yè)管理體制分為車間管理級(jí)、工廠管理級(jí)和公司管理級(jí)。6集散型控制系統(tǒng)(DCS)根據(jù)分級(jí)設(shè)計(jì)的基本思想實(shí)現(xiàn)功能分離位置分散達(dá)到“分散控制為主集中管理為輔”自1975年以來DCS的硬件和軟件功能不斷完善和強(qiáng)化但其基本結(jié)構(gòu)可分解為三大部分:過程控制站:集散控制系

6、統(tǒng)和生產(chǎn)過程的界面。操作站:操作人員與DCS界面。通信系統(tǒng):過程控制站與操作站之間數(shù)據(jù)傳遞和交換的橋梁。集散控制系統(tǒng)(DistributedControlSystem)是以微處理器為基礎(chǔ)的集中分散型控制系統(tǒng)自20世紀(jì)70年代中期第一套DCS問世以來集散控制系統(tǒng)已經(jīng)在工業(yè)控制領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用越來越多的儀表和控制工程師認(rèn)識(shí)到集散控制系統(tǒng)必將成為過程工業(yè)自動(dòng)控制的主流。集散控制系統(tǒng)主要特性是集中管理和分散控制隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)使集

7、散控制系統(tǒng)不僅用于分散控制而且向著集成管理的方向發(fā)展系統(tǒng)開放使不同制造廠商的DCS產(chǎn)品可以相互進(jìn)行數(shù)據(jù)交換也使第三方軟件可以方便地在現(xiàn)有的集散控制系統(tǒng)中應(yīng)用。第一階段(1975～1980年):分散控制。采用以微處理器為基礎(chǔ)的過程控制單元實(shí)現(xiàn)分散控制有各種控制功能要求的算法通過組態(tài)完成回路控制具有自診斷功能在硬件制造和軟件設(shè)計(jì)中應(yīng)用可靠性技術(shù)在信號(hào)處理時(shí)采用抗干擾措施采用帶CRT屏幕顯示器的操作站與過程控制單元分離實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)視、集中操作、

8、系統(tǒng)信息綜合管理與現(xiàn)場(chǎng)控制相分離采用較先進(jìn)的冗余通信系統(tǒng)用同軸電纜作為媒質(zhì)將過程控制單元的信息送到操作站和上位計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)分散控制和集中管理。第二階段(1980～1985年):系統(tǒng)信息管理。隨著世界市場(chǎng)需求量變化單純以連續(xù)過程控制為主已不適應(yīng)而要求過程控制單元增加批量控制功能和順序控制功能從而推出多功能過程控制單元。隨著產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)愈加激烈迫使生產(chǎn)廠家提高產(chǎn)品質(zhì)量降低成本實(shí)現(xiàn)優(yōu)化質(zhì)量和質(zhì)量管理在操作站及過程控制單元采用16位微處理器工廠級(jí)數(shù)據(jù)