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    我國自動化控制的發展方向

    日期:2023-01-27 01:51
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    摘要:

    我國自動化控制的發展方向
    自動化控制正向著成套化、系列化、多品種方向發展,以自動控制技術、數據通信技術、圖象顯示技術為一體的綜合性系統裝置成為國外過程控制的主導產品,現場總線成為自動化控制技術發展的**熱點。

    1、自動控制領域的發展過程
        150多年前**代過程控制體系是基于513psi的氣動信號標準(氣動控制系統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)**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,這一明顯的進步,在整整25年內牢牢地統治了整個自動控制領域。它表征了電氣自動控制時代的到來??刂评碚撚辛酥卮蟀l展,三大控制論的確立奠定了現代控制的基礎;控制室的設立,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年代開始了數字計算機的應用,產生了巨大的技術優勢,人們在測量,模擬和邏輯控制領域率先使用,從而產生了第三代過程控制體系(CCS,Computer Control System)。這個被稱為第三代過程控制體系是自動控制領域的一次**,它充分發揮了計算機的特長,于是人們普遍認為計算機能做好一切事情,自然而然地產生了被稱為集中控制的中央控制計算機系統,需要指出的是系統的信號傳輸系統依然是大部分沿用420mA的模擬信號,但是時隔不久人們發現,隨著控制的集中和可靠性方面的問題,失控的危險也集中了,稍有不慎就會使整個系統癱瘓。所以它很快被發展成分布式控制系統(DCS)。
        4)第四代過程控制體系(DCS,Distributed Control System分布式控制系統):隨著半導體制造技術的飛速發展,微處理器的普遍使用,計算機技術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,或分布式數字控制系統),它主要特點是整個控制系統不再是僅僅具有一臺計算機,而是由幾臺計算機和一些智能儀表和智能部件構成一個了控制系統。于是分散控制成了*主要的特征。除外另一個重要的發展是它們之間的信號傳遞也不僅僅依賴于420mA的模擬信號,而逐漸地以數字信號來取代模擬信號。 
        
    5)第五代過程控制體系(FCS,Fieldbus Control System現場總線控制系統):FCS是從DCS發展而來,就象DCSCCS發展過來一樣,有了質的飛躍。分散控制發展到現場控制;數據的傳輸采用總線方式。但是FCSDCS的真正的區別在于FCS有更廣闊的發展空間。

     2、現場總線崛起的過程和原因:
          80年代,微處理器及其相關技術的不斷發展,使得數據傳送環節成為DCS發展的瓶頸。1982年,現場總線的概念首先在歐洲提出,兩年后于1984年各國開始進行現場總線標準的研究和制定。1986年由Rosemount提出的通訊協議HARTHighway Addressable Remote Transducer,可尋址遠程傳感器數據通路),主要是在420mADC信號上疊加FSKFrepuency Shift Keying,頻率調制鍵控)數字信號,結果取得了很好的效果,同時Interbus等簡單的現場總線也都取得了成功。這樣DSC的發展的重點落在了現場總線上,開始了被稱為第五代過程控制體系(FCS,Fieldbus Control System現場總線控制系統)的時代。 
         FCS
    是從DCS發展而來,有一個量變到質變的過程。從表面上來看,FCSDCS區別僅僅在于從分散控制發展到現場控制;數據的傳輸從點到點采用總線方式。其實不然,當時系統論的觀點已被廣泛地接受,人們開始以大系統的概念來看待整個過程控制體系。系統的增大,導致了網絡的通訊技術急劇發展;于是科技界充分認識到在計算機系統的發展中起過重要作用的總線技術可以大大地推進控制系統的發展。整個控制系統就象是一臺巨大的計算機按總線方式運行,這樣資源的共享成了FCS的主要發展空間,于是現場總線應運而生,并且以****的激烈程度展開了市場競爭。

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