控制学科专业讲座

《控制学科专业讲座》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、控制科学前沿讲座学习总结控制科学与工程是研究控制的理论、方法、技术及其工程应用的学科。控制科学以控制论、系统论、信息论为基础，研究各应用领域内的共性问题，即为了实现控制FI标，应如何建立系统的模型，分析其内部与环境信息，采取何种控制与决策行为；而与各应用领域的密切结合，又形成了控制工程丰富多样的内容。木学科点在理论研究与工程实践相结合、学科交叉和军民结合等方面具有明显的特色与优势，对我国国民经济发展和国家安全发挥了重大作用。控制科学前沿知识方方面面我挑选了三大控制系统——PLC、DCS以及FCS进行了一些讨论。包括它们各自的特点，彼此的联系和差异。一.P

2、LC、DCS、FCS三大控制系统的基本特点目前，在连续型流程生产工业过程控制中，有三大控制系统，即PLC、DCS和FCS。它们各自的基本特点如下：1.PLC(1)从开关量控制发展到顺序控制、运算处理，是从下往上的。(2)逻辑控制、定时控制、计数控制、步进(顺序)控制、连续PID控制、数据控制一一PLC具有数据处理能力、通信和联网等多功能。(3)可用一台PC机为主站，多台同型PLC为从站。(4)也可一台PLC为主站，多台同型PLC为从站，构成PLC网络。这比用PC机作主站方便之处是：有用户编程时，不必知道通信协议，只要按说明书格式写就行。(5)PLC网络既

3、可作为独立DCS/TDCS,也可作为DCS/TDCS的子系统。(6)主要用于工业过程中的顺序控制，新型PLC也兼有闭坏控制功能。2.DCS(1)分散控制系统DCS与集散控制系统TDCS是集4C(Communication,Computer,ControKCRT)技术于一身的监控技术，是第四代过程控制系统。既有计算机控制系统控制算式先进、精度高、响应速度快的优点，又有仪农控制系统安全可靠、维护方便的要求。(2)从上至！JF的树状拓扑大系统，其中通信(Communication)是关键。(3)是树状拓扑和并行连续的链路结构，也有大量电缆从屮继站并行到现场仪器

4、仪表。(4)模拟信号，A/D—D/A、带微处理器的混合。是市几台计算机和一•些智能仪表智能部件组成，并逐渐地以数字信号來取代模拟信号。(5)一台仪表一对线接到I/O,由控制站挂到局域网LAN。(6)DCS是控制(工程师站)、操作(操作员站)、现场仪表(现场测控站)的3级结构。缺点是成木高，各公司产品不能互换，不能互操作，大DCS系统是各家不同的。(7)用于大规模的连续过程控制，如石化、大型电厂机组的集中控制等。3.FCS(1)FCS是第五代过程控制系统，它是21世纪自李化控制系统的方向。是3C技术(Communication,Computer,Contr

5、ol)的融合。基木任务是：木质（本征）安全、危险区域、易变过程、难于对付的非常环境。（2）全数字化、智能、多功能取代模拟式单功能仪器、仪表、控制装置。（3）用两根线联接分散的现场仪表、控制装置，取代每台仪表的两根线。“现场控制"取代吩散控制数据的传输采用“总线"方式。（4）从控制室到现场设备的双向数字通信总线，是互联的、双向的、串行多节点、开放的数字通信系统取代单向的、单点、并行、封闭的模拟系统。（5）用分散的虚拟控制站取代集屮的控制站。（6）把微机处理器转入现场自控设备，使设备具有数字计算和数字通信能力,信号传输精度高，远程传输。实现信号传输全数字化、

6、控制功能分散、标准统一全开放。（7）可上局域网，再可与internet相通。既是通信网络，又是控制网络。（8）3类FCS的典型应用：1）连续的工艺过程自动控制如石油化工，其屮“本安防爆"技术是绝对重要的；2）分立的工艺动作自动控制如汽车制造机器人、汽车；3）多点控制如楼宇自动化。这三大控制系统，尤具是DCS、PLC,都在电站得到了广泛应用，而且效果也非常好。差异1•理论差界：先说明DCS或PLCPLC系统与DCS系统的结构差异不大，只是在功能的着重点上的不同，DCS着重于闭环控制及数据处理。PLC着重于逻辑控制及开关量的控制，也可实现模拟量控制。DCS或

7、PLC系统的关键是通信。也可以说数据公路是分散控制系统DCS及PLC的脊柱。由于它的任务是为系统所冇部件之间提供通信网络，因此，数据公路口身的设计就决定了总体的灵活性和安全性。数据公路的媒体可以是：一对绞线、同轴电缆或光纤电缆。DCS的特点是：（1）控制功能强。可实现复杂的控制规律，如串级、前馈、解耦、自适应、最优和非线性控制等。也可实现顺序控制。（2）系统可靠性高。（3）采用CRT操作站冇良好的人机界面。（4）软駛件采用模块化积木式结构。（5）系统容易开发。（6）用组态软件，编程简单，操作方便。（7）有良好的性价比。通过数据公路的设计参数，基本上可以了

8、解一个特定DCS或PLC系统的相对优点与弱点。（1）系统能处理多少I/O信息。（