一、概述
工業(yè)控制機(jī)是指對(duì)工業(yè)過程及其機(jī)電設(shè)備、工藝裝備進(jìn)行測量與控制用的計(jì)算機(jī),簡稱工控機(jī)。工業(yè)控制機(jī)由計(jì)算機(jī)基本系統(tǒng)和過程I/O系統(tǒng)組成,計(jì)算機(jī)基本系統(tǒng)由系統(tǒng)總線、主機(jī)模板、存儲(chǔ)器板、人機(jī)接口板與CRT、磁盤機(jī)、打印機(jī)等通用外設(shè)組成。過程I/O系統(tǒng)由輸入信號(hào)調(diào)理板和A/D轉(zhuǎn)換器,將現(xiàn)場傳感器測量的物理信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào),模擬量經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換(A/D轉(zhuǎn)換器),變成數(shù)字量輸入計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)輸出信號(hào)經(jīng)數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換和輸出調(diào)理(隔離放大)成執(zhí)行機(jī)構(gòu)的功率驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
硬件系統(tǒng)一般有運(yùn)行操作臺(tái),可放計(jì)算機(jī)、CRT、外設(shè)、主機(jī)柜、I/O機(jī)柜(機(jī)箱、電源、接線端子板、接地保護(hù)裝置等)等。
軟件系統(tǒng)由實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用軟件、數(shù)據(jù)采集與處理軟件、各類控制軟件
二、國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
1、技術(shù)發(fā)展趨勢
國外自上世紀(jì)60年代出現(xiàn)*臺(tái)工業(yè)過程控制系統(tǒng)以來已經(jīng)過三代產(chǎn)品的發(fā)展變化,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及產(chǎn)品的發(fā)展,工業(yè)控制系統(tǒng)亦相應(yīng)地不斷發(fā)展。
(1) 半導(dǎo)體技術(shù)集成電路技術(shù)推動(dòng)微處理器、微控制器的發(fā)展,1位、4位、8位、16位、32位微處理器,微控制器及單片機(jī)性能價(jià)格比不斷提高,In、Motorola 等公司的微處理器占統(tǒng)治地位,各種控制器、控制裝置、PLC更新?lián)Q代加快,神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)芯片已問世,模擬控制器、智能控制器已初步商品化及推廣應(yīng)用。
(2) 分布式控制系統(tǒng)已推出第四代產(chǎn)品,如Honeywell 公司新推出的Experion PKS(過程知識(shí)系統(tǒng)),Emerson公司的PlantWeb,F(xiàn)oxboro公司的A2,橫河公司的R3(PRM-工廠資源管理系統(tǒng)),ABB公司的Industrial IT系統(tǒng)。
(3) 計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)的發(fā)展,使控制系統(tǒng)向全數(shù)字化、全分散式、全開放可互操作和開放式互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的新一代現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)發(fā)展。
現(xiàn)場總線技術(shù)近年迅速發(fā)展,目前有FF(現(xiàn)場總線基金會(huì))、Profibus(過程現(xiàn)場總線)、LonWorks(局部操作網(wǎng)絡(luò))、CAN(控制局域網(wǎng)絡(luò))、HART(可尋址遠(yuǎn)程傳感器數(shù)據(jù)通路)等,LonWorks 已經(jīng)廣泛的應(yīng)用, 得到包括IBM 、Honeywell 、ABB等大公司在內(nèi)的2 500家的支持,占領(lǐng)了約1/3的樓宇自動(dòng)化市場,已成為美國空調(diào)暖通工程師協(xié)會(huì)ASHRAE的樓宇自動(dòng)化的標(biāo)準(zhǔn)。
(4) PLC技術(shù)20世紀(jì)80年代走向成熟,目前已有新的突破,無論是處理速度,功能強(qiáng)化、通訊能力都提高到一個(gè)新水平,小型PLC向小型化、低成本、簡單、多用方向發(fā)展,大中型PLC向多功能、高速度、大容量、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
(5) 自動(dòng)控制理論及技術(shù)的發(fā)展,先進(jìn)控制、模糊控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、人工智能技術(shù)和專家系統(tǒng)已在工業(yè)自動(dòng)化中實(shí)際應(yīng)用:先進(jìn)控制軟件產(chǎn)品在國外石油、化工等流程工業(yè)已廣泛使用;人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)已制成芯片及自動(dòng)裝置,模糊控制器亦已商品化,廣泛用于工業(yè)過程控制和電冰箱洗衣機(jī)等家用電器控制中,專家系統(tǒng)已在電站控制、冶金過程及石化裝置自動(dòng)控制中應(yīng)用,國外制造自動(dòng)化向CIMS精良、敏捷制造方向發(fā)展,流程工業(yè)亦向集成系統(tǒng)CIPS發(fā)展。
2、前景展望
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用的發(fā)展,工業(yè)控制機(jī)不斷向數(shù)字化、微型化、分散化、個(gè)性化、化發(fā)展,工業(yè)控制機(jī)系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)化、集成化、綜合化、智能化方向發(fā)展,隨著信息化帶動(dòng)工業(yè)化,工業(yè)化促進(jìn)信息化的進(jìn)展,企業(yè)信息化、社區(qū)信息化、家庭信息化的發(fā)展,工業(yè)控制機(jī)的市場不斷擴(kuò)大,前景寬廣。
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