计算机控制技术第1章分解.ppt

FCS的系统结构为全分散式，它废弃了DCS的输入/输出单元和控制站，由现场设备或现场仪表取而代之，即把DCS控制站的功能化整为零，分散地分配给现场仪表，从而构成虚拟控制站，实现彻底的分散控制，减轻了主计算机的负担和风险，现场单元具有更高的智能特性，因此，简化了系统结构，提高了可靠性。FCS的现场设备具有互操作性，不同厂商生产的设备，只要遵守的是同一协议标准，则可以相互操作，彻底改变传统DCS控制层的封闭性和专用性，使不同厂商的现场设备既可互连也可互换，还可统一组态，用户可以灵活选用各种功能块，构成所需要的控制系统，进一步提高了系统的可靠性。 * （6）计算机集成制造系统 计算机集成制造系统（Computer Integrated Manufacturing System，简称CIMS）是计算机技术、自动化技术、网络技术、信息技术、管理技术、系统工程技术等新技术发展的结果，它将企业的生产、经营、管理、计划、销售等环节和企业人力、财力、设备等生产要素集成起来，进行统一控制，从而求得生产活动的最优化。 * 1.4 计算机控制系统的发展 计算机控制技术是现代大型工业生产自动化和国防科学技术发展的产物，它紧密依赖于计算机技术、网络通信技术和控制技术的必威体育精装版发展。 1965年以前是计算机控制技术的试验阶段，这时的计算机控制系统能够完成自动检测和数据处理，实现计算机监督控制和直接数字控制。 1965 年～1969 年由于小型计算机的出现，使可靠性不断提高，成本不断地下降，计算机在生产过程的应用得到迅速地发展，但这个阶段仍然主要是集中型的计算机控制系统。 1975年，世界上几个主要的计算机和仪表制造厂家已开始生产出集散控制系统（DCS），如美国Honeywell公司的TDC-2000，Foxboro公司的SPECTRUM，横河公司的CENTUM，Taylor公司的MOD3等。 20世纪90年代以来，随着微处理器技术和其他高新技术的发展，计算机控制系统开始向网络化、智能化方向发展。计算机控制系统的性能价格比的不断提高更加速了计算机控制系统的普及和应用。 * 1.4.2计算机控制系统的发展趋势 （1）以工业 PC为基础的低成本工业控制自动化将成为主流 工业控制自动化主要包含三个层次，从下往上依次是基础自动化、过程自动化和管理自动化，其核心是基础自动化和过程自动化。传统的自动化系统，基础自动化部分基本被 PLC和DCS所垄断，过程自动化和管理自动化部分主要是由小型机组成。20世纪90年代以来，由于PC-based的工业计算机（工业PC）的发展，以工业PC、I/O装置、监控装置、控制网络组成的PC-based的自动化系统得到了迅速普及，成为实现低成本工业自动化的重要途径。 （2）PLC在向微型化、网络化、PC化和开放性方向发展 长期以来，PLC处于工业控制自动化领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供非常可靠的控制方案。同时，PLC也承受着来自其它技术产品的冲击，尤其是工业PC所带来的冲击。 微型化、网络化、PC化和开放性是PLC未来发展的主要方向。随着PLC控制组态软件的进一步完善和发展，安装有软PLC组态软件和PC-based控制的市场份额将逐步得到增长。 * （3）面向测控管一体化设计的 DCS系统 小型化、多样化、PC化和开放性是未来DCS发展的重要方向。PC-based控制将更加广泛地应用于中小规模的过程控制，小型DCS系统将具有更大的应用市场。开放性的DCS系统同时向上和向下双向延伸，使来自生产过程的现场数据在整个企业内部自由流动，实现信息技术与控制技术的无缝连接，向测控管一体化方向发展。 （4）控制系统的网络化方向发展 由于3C技术的发展，过程控制系统由DCS发展到FCS。FCS可以将PID控制彻底分散到现场设备中。基于现场总线的FCS是全分散、全数字化、全开放和可互操作的新一代生产过程自动化系统，它将取代现场一对一的4－20mA模拟信号线，给传统的工业自动化控制系统体系结构带来革命性的变化。 * （5）控制系统的智能化 智能控制是一类无需人的干预就能够自主地驱动智能机器实现其目标的过程，是用机器模拟人类智能的一个重要领域。智能控制包括学习控制系统、分级递阶智能控制系统、专家系统、模糊控制系统和神经网络控制系统等。应用智能控制技术和自动控制理论来实现的先进的计算机控制系统，将有力地推动科学技术进步，并提高工业生产系统的自动化水平。计算机技术的发展加快了智能控制方法的研究。智能控制方法原理上模拟人类大脑的思维判断过程，通过模拟人类思维实现控制。计算机控制技术的发展将随着人工智能技术的发展而发展，一些先进的控制方法将会在计算