浅谈计算机控制系统发展概况

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1、浅谈计算机控制系统发展概况摘要：计算机具有运行速度快、精度高、存储量大、编程灵活以及通信能力强的特点，在过程控制中日益占据主导地位，成为过程控制领域不可缺少的工具。文章介绍了计算机控制系统的发展过程以及控制系统的种类，并对DCS集散型控制系统的基本结构和发展阶段展开探讨。关键词：计算机控制系统;DCS;分散控制；冗余;组态;过程控制站;操作站现代过程工业向着大型化、连续化方向发展，生产过程随之日趋复杂，对生态环境的影响也日益突出，这些都对控制提出了更高的要求。生产的安全性和可靠性、生产企业的经济效益等都成为衡量自动控制水平的重要指标，仅用常规仪表已经不能满足现

2、代企业的控制要求。计算机具有运行速度快、精度高、存储量大、编程灵活以及通信能力强的特点，在过程控制日益占据主导地位，成为过程控制领域不可缺少的工具。关键词：计算机；控制；数据；系统一、计算机控制系统发展概况1965年前试验阶段：1946年第一台计算机问世。1958年美国Lousina公司电厂投入第一个计算机安全监视系统。1959年美国Texaco公司的炼油厂安装了第一个计算机闭环控制系统。1960年美国Monsanto公司的氨厂实现第一个计算机监控控制系统。1962年美国Monsanto公司的乙烯厂实现了笫一个直接数字计算机控制系统#8197;(DDC)。19

3、65年到1969年进入实用阶段。早期的计算机采用电子管，不仅运算速度慢，价格昂贵，而且体积人，可靠性差，这-阶段计算机系统主要用于数据处理和操作指导。随着半导体技术以及集成电路技术发展，出现r专门用于工业过程控制的高性价比的小型计算机。由于技术局限当时硕件町靠性不屁门所冇的监视和控制任务集中在一台计算机上，因此危险集中。为了提高可靠性，常常需要另外设置一套备用的模拟式控制系统或备用计算机,造成投资过高，限制了其应用发展。1970年以后计算机控制系统逐渐走向成熟阶段。随着大规模集成电路技术的发展，1972年生产出运算速度快、可靠性高、价格便宜R体积小的微型计算机

4、，从而开创了计算机控制技术的新时代，即从传统的集中控制系统革新为分散控制系统#8197;(DCS)。世界上几个主要的计算机和仪表制造商在20世纪70〜80年代几乎同时推出DCS系统，如Honeywell的TDC-2000,日本横河的CENTUM系统等。中国民族DCS于90年代初起步，代表为浙大中控#8197;（浙江大学工业口动化公司）的JX-100,和利时#8197;（电子部六所，华胜）的HS-2000,新华的XDPS系列等。二、控制系统的发展过程及类型1数据采集系统最早出现在过程控制系统中的计算机应川形式，是计算机参与控制的第一步。生产过程屮的各种物理最通过

5、各种传感器、变换器转换为计算机能够接收的模拟或开关最，再通过计算机的模拟量输入通道或开关量输入通道采集到计算机屮，计算机完成对这些参数的运算、变换和处理，实现实吋显示、打印报表、参数报警等，供现场人员、指挥人员参考。2计算机操作指导系统计算机操作指导系统是基于数据采集系统的一种开环系统,计算机根据采集到的数据以及工艺要求进行最优化计算，计算出的最优操作条件,并不肓接输出控制生产过程，而是显示或打印出來。操作人员据此改变各个控制器的给定值或操作执行器，如此达到操作指导作用，常用于计算机控制系统设置的初级阶段，试验新方案等。3直接数字控制系统（DDC）在DDC中计

6、算机输出直接控制执行机构,早期的DDC主要用于取代常规PTD控制器，由于采用分时控制方式，一台计算机可控制几十个英至上百个控制冋路。由于计算机运算能力强,DDC也容易实现模拟控制器难以实现的控制规律，近來由于微机控制的广泛应用,DDC的概念和内容也都发工了变化，除过程控制外，还可包括轻工机械使用的微机控制、智能仪表、测控系统、微机控制装置等。4计算机监督控制系统（SCC）计算机监督控制系统（SCC）与DDC的不同之处在于SCC不是用输出信息肓接控制被控对象,而是将输出信号作为常规系统或DDC的设定值。采用SCC是DDC要进行实时控制,采样周期不能长，在较短采样

7、周期内难以完成复朵的运算，因此SCC可按工艺要求和数学模型进行生产过程优化等复朵运算，将计算结果送给DDC或常规控制器。5分级计算机控制系统由于现代生产规模人，设备联系紧密，产品品种翻新快，信息量人，因此搞好生产的同时要求提高牛产过程和管理水平，为此不仅要求计算机参与控制,而且需要配备计算机进行牛产管理，因此这些计算机群相互间要进行数据通信，仿照工业企业分级管理，这些计算机可构成计算机分级控制系统。这样的系统一般由管理信息系统（MIS）、SCC以及若干个DDC三级系统组成,管理信息系统按企业管理体制分为车间管理级、工厂管理级和公司管理级。6集散型控制系统（DC

8、S）根据分级设计的基木思想实现功能分离