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開放式工控系統的研究

當前工業控制計算機以大系統,分散對象、連續生產過程為主,采用分布式系統結構的分散控制系統仍在發展。由于開放結構和集成技術的發展,促使大型分散型控制系統銷售增加。dcs主要發展趨勢為:

(1)dcs向綜合方向發展由于標準化數據通信鏈路和通信網絡的發展,將各種單回路調節器、plc、std總線、工業pc等工控設備構成大系統,以滿足工廠自動化要求,并適應開放化的大趨勢。

(2)dcs向智能化方向發展由于數據庫系統、推理機能等的發展,尤其是知識庫系統和專家系統的應用,如自學習控制、自適應控制、遠距離診斷、自尋優等,人工智能可以在dcs各級實現。

(3)dcs工業pc化以實現標準化之應用目的由ipc組成dcs成為一大趨勢,pc作為dcs的操作站或節點機已經很普遍,pc-plc、pc-std等就是pc-dcs的應用。

現場總線的主要優點有:消除了4~2ma信號傳輸的瓶頸;減少了電纜配件及安裝、維修費用;提高了檢測精度和魯棒性;增強了控制系統的可靠性與自治性;為用戶提供更多的功能;用戶擁有儀表等產品的選擇權;產生先進的新型現場儀表,賦予現場儀表許多新的先進功能;調試維護方便,使用壽命長等。

經過幾十年的發展,現場控制功能又回到現場,但是以一個功能極強的開放控制系統fcs的面貌出現的。dcs完成的控制功能下載后,它將只完成目前由上位機完成的優化,專家系統等先進控制策略,以及數據采集、存儲等功能,也就是說,作為一種產品模式的dcs將會“消失”,而一種新的控制系統體系結構fcs將隨著現場總線宣告完成而誕生。隨著fcs的出現,企業綜合自動化系統終于可以實現從“最高決策層”到“最底設備層”的綜合管理與控制,形成一個完整的系統。

開放式工控系統中可能包含各種不同的產品,它們之間互連,資源共享就要求有開放的體系結構,要求硬件模塊化,接口標準化和產品系列化,開放的結構在技術上兼顧今天的水平和今后發展。目前,較為流行的開放式的現場總線有profibus、can、lonworks、hart.尤其是ff現場總線,是新一代較早相對成熟的現場總線模式的過程控制體系結構,為過程控制用戶所提供的功能支持是過去任何過程控制設備都不可提供的。其中ff現場總線的標準化又使過程控制用戶獲得以往任何時候未曾有過的隨意地擴展系統和進行重新選擇的機會。fcs技術的三大特點:信號傳輸數字化、控制功能分散化、開放和互操作。

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