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1、论坛先进制造和自动化技术发展趋势(下)DevelopmentTrendofAdvancedManufacturingandAutomationTechnology(B)上海理工大学中国工程院院士姚福生型,通信协议遵循MAP/TOP协议,在局域网内可以联3自动化技术结其他厂家符合此标准的产品。目前DCS大多采用自动化一词的含义十分广泛,它是指采用能自动通用工作站,有效克服了以前各种专用工作站的弊端;开停、调节、检测、加工和控制的机器、设备进行各种作DCS针对不同的用户,有不同规格的超大型化和微型业,以代替人力来直接操作的措施。它是机械化的高化DCS系统问世;通信介质多样化:许多DCS系
2、统增级阶段。近年来由于电子技术、计算机技术和通信技加了光纤接口,可采用光纤作为通信介质,具有良好的术的迅速发展,自动化得到了长足的进步。自动化的抗干扰能力和本质安全;DCS与PLC相互融合;软件原意就是设计一种控制设备来取代人力操作机械的动不断丰富,主要表现在实时多任务和图形操作系统、功作,以达到各种机械自动、半自动运行的目的。能丰富完善的组态软件、各种各样的管理软件和先进自动化技术进展迅猛,主要依靠许多使能技术的的控制软件包等方面。进步和一些开发工具的扩大,将人们构思的自动操作DCS向智能方向发展。由于数据库系统、推理机付诸实现。如网络控制技术、可编程序控制器及工业能等的发展,尤其
3、是知识库系统(KBS)和专家系统的控制机、组态软件、嵌入式芯片、数字信号处理器等都应用,如自学习控制、自适应控制、远距离诊断、自寻优属于自动控制技术中的使能技术。这些使能技术在计等,人工智能也会在DCS各级出现。和FF现场总线算机、信息和电力电子技术的推动下,正发生巨大变类似,以微处理机为基础的智能设备,如智能I/O、智化。能PID控制、智能传感器、变送器、调节器、执行器、智3.1网络控制技术能人机接口、可编程调节器相继问世。网络控制系统(NetworkedControlSystem,NCS),DCS工业PC化。由IPC组成的DCS成为一大趋即网络化的控制系统,又称为控制网络。分布式
4、控制势,PC作为DCS的操作站或节点机已经很普遍,PC系统或称集散控制系统(DCS)、工业以太网和现场总-PLC、PC-STD、PC-NC等就是PC-DCS的先驱。线系统(FCS)都属于网络控制系统。这体现了控制系3.1.2现场总线统正向网络化、集成化、分布化、节点智能化的方向发现场总线(Fieldbus)是一种数字化的串行双向通展。信系统。这一技术可将所有现场设备(传感器、执行机3.1.1集散控制系统构、驱动器等)与控制器用一根电缆(光缆或无线)连接70年代中期,工业控制从早期的就地控制、集中在一起,形成设备及车间级的数字化通信网络,可完成控制发展成为目前应用广泛的集散控制系统。现
5、场状态监测、控制、远程参数化等功能。当今DCS技术已经发展得相当成熟,但它仍存在现场总线技术使现场级设备的信息作为整个企业着许多缺点,其中之一是一对一的结构特点,信号采集信息网的基础,使企业信息的采集控制直接延伸到生和控制各分别使用一根通信电缆,要扩充分系统比较产现场。困难。DCS从1975年问世以来,经历了3次革新:70使用现场总线技术不但大大提高了通信能力和系年代操作站的硬件、操作系统、监视软件都是专用的,统运行的可靠性,而且大大节省了系统安装时的布线由各DCS厂家自己开发,没有动态流程图,通信网络费用和硬件费用,并更加容易对系统进行管理和维护。基本上都是轮询方式;80年代通信网
6、络较多使用令牌这一技术代表了自动化的发展方向,是工业现场级设方式;90年代操作站变为通用系统;90年代末通信网备通信的一场数字化革命。络有的部分遵循TCP/IP协议,有的开始采用以太网。现场总线技术起源于欧洲,目前以欧美地区最为DCS目前已有了很大的进展。新推出的DCS采发达。由于这是一项带有革命性的、领导今后各领域用国际标准化组织开放系统互联(ISO/OSI)标准模自动化潮流的技术,各国、各公司都投入了大量的人262003年第4期论坛力、财力,在市场上展开了激烈的竞争。据不完全统会)发布了最终获得通过的IEC61158标准。新标准计,世界上已出现过的总线约有200余种。出现多种包括
7、8种类型的现场总线标准,容纳了8种互不兼容现场总线有其应用背景,因为不同领域的自动化需求的协议。因此多种现场总线标准并存已成定局。这将各有其特点,如FF总线(FoundationFieldbus)主要是会影响先进的现场总线技术的快速推广应用。针对流程工业开发,Profibus是针对工厂自动化开发。IEC61158标准定义的8种现场总线:Type1CAN适用于汽车工业,Lon应用在楼宇自动化。经过IEC61158IEC技术报告(即FFHI);Type2Con
