计算机控制技术的发展与应用

计算机控制技术的发展与应用内容摘要：

S为目标，以新的控制方法、现场总线智能化仪表、专家系统、局域网络等新技术，为用户实现过程控制自动化相结合的管控一体化的综合集成系统。 （ 6） 现场总线控制系统（ FCS） :FCS（ Fieldbus Control System）是一种以现场总线为基础的分布式网络自动化系统，它既是现场通信网络系统，也是现场自动化系统。 作为一种现场通信网络系统， FCS具有开放式数字通信功能，可与各种通信网络互连；作为一种现场自动化系统， FCS把安装于生产现场的具有信号输入、输出、运算、控制和通信功能的各种现场仪表或现场设备作为现场总线的节点，并直接在现场总线上构成分散的控制回路。 （ 7） 计算机集成制造 /过程系统（ CIMS/CIPS） ： CIMS 是基于 1973 年美国 Harrington《 Computer Integrated Manufacturing》博士论文中提出的 CIM 概念而构成的一种现代制造系统。 1）企业生产的各个环节，即从市场分析、产品设计、加工制造、经营管理到售后服务的全部生产活动，彼此是紧密连接的，是一个不可分割的整体，应该在企业整体框架下统一考虑各个环节的生产活动； 2）整个生产过程的实质是一个数据的采集、传递和加工处理的过程，最终形成的产品可以看作是 “ 数据 ” 的物质表现。 它是 以数据库为核心，任何终端都需通过企业内的控制局域网络和管理局域网络与数据库交换数据、信息、知识。 数据库由实时数据库 和关系数据库组成，实时数据库用来存储工业现场数据、系统运行状况信息、先进控制和过程优化指令等；关系数据库用于企业 ERP层的支持，并可存放实时数据库中的永久性数据。 管理局域网络对内与关系数据库连接，对外与 Inter 连接，是企业管理信息化的物理载体。 计算机过程控制系统国内外应用状况 近十几年，过程控制系统发展非常迅速，由于集散控制系统是这一领域的主导发展方向，各国厂商都在这一市场不断推陈出新。 美国和日本的产品代表两个主要的发展方向：美国厂商重点推出开放型集散系统，加速研制现场总线产品，推广应用智能变送器；日本厂商则着重发展高功能集散系统，从软件开发入手，挖掘软件工作的潜力，强调控制功能和管理功能的结合。 20世纪 80年代，比较著名的大型集散控制系统新产品有：美国 Honeywell公司的 TDC一 3000， Foxboro公司的 VAS， Bailey公司的 INn一 9o，日本横河公司的CENTRUM— XL，英国 Oxford Automation公司的 SYSTEM一 86，德国 Siemens公司的TELEPERM系统等等。 这些都属于第三代 DCS，控制点可达到一万点以上，系统结构接近标准化，采用局域网技术。 它的主要改变是在局域网络方面，采用了符合国际标准化组织 ISO的 OSI开放系统互连的参考模型。 因此，在符合开放系统的各制造厂商产品间可以互相连接、互相通讯和进行数据交换，第三方的应用软件也能在系统中应用，从而使集散控制系统进入了更高的阶段。 在 2o世纪 9o年代初，随着对控制和管理要求的不断提高，第四代集 散控制系统以管控一体化的形式出现。 它在硬件上采用了开放的工作站，使用 mSc替代 CISC，采用了客户机／服务器 (Client／ Server)的结构。 在网络结构上增加了工厂信息网 (Intra)，并可与国际信息网 (In． temeO 联网。 在软件上则采用 UNIX系统和 X— Windows的图形用户界面，系统的软件更丰富。 同时，在制造业，计算机集成制造系统 (CIMS)得到了应用，使人们看到了应用信息管理系统的经济效益。 随着现场总线技术的出现，在世界上引起了广泛重视，各大仪表制造厂商纷纷在自己的 DCS系统中融 现 场总线技术，推出现场总线控制系统及相应的现场总线仪表装置。 第四代集散控制系统的典型产品有 Honeywell公司的 TPS控制系统，横河公司 CENTE R— CS控制系统， Foxboro公司 l／ AS 50／ 51系列控制系统， ABB公司 Advant系列 OCS开放控制系统等。 这 — 代集散控制系统主要是为解决 DCS系统的集中管理而研制，它们在信息的管理、通讯等方面提供了综合的解决方案。 计算机控制技术的发展趋势 长期以来，计算机控制技术的发展始终紧随着计算机技术的发展步伐，如今计算机控制技术的发展又多了许多新的方向。 计算机控制技术的网络化 在当今，计算机技术和网络技术正以迅猛的速度发展着，与此同时，各种层次的计算机网络在控制系统中的应用也越来越广泛，规模越来越大，控制系统的网络化时代渐渐到来。 除了先前提到的集散控制系统以外，现场总线控制系统（ Fieldbus Control System，简称 FCS）也是计算机控制技术网络化下诞生的一个新的控制结构。 将控制系统网络化，使控制作用的实现不再局限于传统意义上的控制系统，而是由各种仪表单元分别独立完成各自的工作，然后再通过网络进行彼此间的信息交换和组织，并相互协作，最终实现预定完成的控制任务。 这种近似于模块化的思想，可以使各部分独立工作，不产生干扰，有可以根据需要增减控制网络中的个体，大大增强了系统的实用性。 计算机控制技术的集成化 计算机集。