從過程控制的發(fā)展來分析自動(dòng)化的未來發(fā)展

自從 20世紀(jì) 40年代起,自動(dòng)化技術(shù)開始獲得了驚人的成就,并開始“正式”走入生產(chǎn)活動(dòng)中.在那個(gè)階段,經(jīng)典控制理論剛剛出現(xiàn),人們通過將一些儀表集中安裝,并將一些儀表信號(hào)組合在一起,構(gòu)建一些控制閉環(huán)。雖然也可以構(gòu)建出串級(jí),前饋補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng),伯是,當(dāng)時(shí)的儀表多為機(jī)械或含有模擬電路的半機(jī)械式儀表,組合起來比較煩瑣.另外,當(dāng)時(shí)的系統(tǒng)大多屬于“操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)”,即控制系統(tǒng)不直接控制設(shè)備,只是顯示數(shù)據(jù),然后由換作員參考這些數(shù)據(jù)完成最終的輸出.總體來說,整體自動(dòng)化水平處在低級(jí)階段。

到了60年代,現(xiàn)代理論,最優(yōu)控制和卡爾曼濾波理論已經(jīng)產(chǎn)生。 人們需要更多的信號(hào)和更快的反應(yīng)速度來構(gòu)建更加精準(zhǔn)的控制系統(tǒng)。同時(shí),電子計(jì)算機(jī)和電子信息技術(shù)有了較大的發(fā)展,這從硬件上支持了新理論的應(yīng)用。在60 年代中期,已經(jīng)出現(xiàn)了 DDC(DirectDigital Control)控制系統(tǒng),即直接數(shù)字控制。當(dāng)時(shí)人們嘗試使用一臺(tái)計(jì)算機(jī)替代車間的全部模擬儀表,實(shí)現(xiàn)“全盤計(jì)算機(jī)控制”.這都為計(jì)算機(jī)技術(shù)引入工業(yè)生產(chǎn)過程創(chuàng)造良好的開瑞和嘗試。

不過,這種“全盤計(jì)算機(jī)控制”的方式有很大缺陷。首先,系統(tǒng)的穩(wěn)定性和容錯(cuò)能力圾差。在這種結(jié)構(gòu)下,一旦該計(jì)算機(jī)出現(xiàn)問題,整個(gè)工廠將陷入癱瘓.任何工段上的故障都有可能引起全廠的停產(chǎn),生產(chǎn)效率較低.其次,設(shè)計(jì)和調(diào)試過程麻煩,所有工段的程序都備安統(tǒng)一設(shè)計(jì)并在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上調(diào)試,設(shè)計(jì)和調(diào)試的效率較低?？傊?整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和靈拍性較差。

到了70年代,為了適應(yīng)工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)的要求,控制系統(tǒng)采用了一種新的結(jié)構(gòu)一散控制系統(tǒng)(Distributed Control System,DCS).集散控制系統(tǒng)將整個(gè)工廠劃分為各個(gè)狂制單元,每個(gè)控制單元擁有一臺(tái)控制設(shè)備(如計(jì)算機(jī)),控制單元之間進(jìn)行通信,共同組成個(gè)控制系統(tǒng).這種將控制分散到各個(gè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),各個(gè)工段的方式,不僅提高了馨個(gè)系統(tǒng)的樓定性.可靠性,容錯(cuò)能力,也燙商丁系統(tǒng)的靈活性.任何一個(gè)控制單元中的故障,不會(huì)對(duì)量個(gè)工廠的生產(chǎn)造成大的影響.多位工程師可以分散在各控制單元協(xié)作完成整個(gè)工廠的調(diào)試對(duì)于任何一個(gè)控制單元的改造都只有有限的影響。

同時(shí),為了方便對(duì)馨個(gè)系統(tǒng)的管理,人將來自每個(gè)控制設(shè)備的重要信號(hào)兒總,制作管理系統(tǒng).集中的管理有助于換作員快速了解個(gè)工廠的狀態(tài),同時(shí)也方便子操作和管理相應(yīng)設(shè)備,達(dá)到“運(yùn)籌帷幢之中,決勝千里之外的境界。 從全盤計(jì)算機(jī)控制再到集政控制系統(tǒng),“分散控制,集中管理”成為構(gòu)建整個(gè)自動(dòng)系統(tǒng)的理念和方向，一直沿襲至今。在工控行業(yè)中DCS系統(tǒng)也特指IO點(diǎn)特別多，分散范圍特別廣的系統(tǒng)，這類系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于電力，水利，化工等行業(yè)。