福利视频导航-app下載_Page47236323
新聞動態   News
聯係福利视频导航   Contact
你的位置:首頁 > 新聞動態 > 公司新聞

控製係統

2015-08-06 09:58:59      點擊:

控製係統
    控製係統意味著通過它可以按照所希望的方式保持和改變機器、機構或其他設備內任何感興趣或可變的量。控製係統同時是為了使被控製對象達到預定的理想狀態而實施的。控製係統使被控製對象趨於某種需要的穩定狀態。
例如,假設有一個汽車的驅動係統,汽車的速度是其加速器位置的函數。通過控製加速器踏板的壓力可以保持所希望的速度(或可以達到所希望的速度變化)。這個汽車驅動係統(加速器、汽化器和發動機車輛)便組成一個控製係統。

   分類
     控製係統有幾種分類方法
    1)按控製原理的不同,自動控製係統分為開環控製係統和閉環控製係統。
    開環控製係統
    在開環控製係統中,係統輸出隻受輸入的控製,控製精度和抑製幹擾的特性都比較差。開環控製係統中,基於按時序進行邏輯控製的稱為順序控製係統;由順序控製裝置、檢測元件、執行機構和被控工業對象所組成。主要應用於機械、化工、物料裝卸運輸等過程的控製以及機械手和生產自動線。
閉環控製係統
    閉環控製係統是建立在反饋原理基礎之上的,利用輸出量同期望值的偏差對係統進行控製,可獲得比較好的控製性能。閉環控製係統又稱反饋控製係統。
    2)按給定信號分類,自動控製係統可分為恒值控製係統、隨動控製係統和程序控製係統。
    恒值控製係統
    給定值不變,要求係統輸出量以一定的精度接近給定希望值的係統。如生產過程中的溫度、壓力、流量、液位高度、電動機轉速等自     動控製係統屬於恒值係統。
    隨動控製係統
    給定值按未知時間函數變化,要求輸出跟隨給定值的變化。如跟隨衛星的雷達天線係統。
    控製係統控製係統
    程序控製係統
    給定值按一定時間函數變化。如程控機床。
    3)工作原理
    檢測輸出量(被控製量)的實際值;將輸出量的實際值與給定值(輸入量)進行比較得出偏差;
    用偏差值產生控製調節作用去消除偏差,使得輸出量維持期望的輸出。
    4)性能要求
    為了實現自動控製的基本任務,必須對係統在控製過程中表現出來的行為提出要求。對控製係統的基本要求,通常是通過係統對特定輸入信號的響應來滿足的。例如,用單位階躍信號的過渡過程及穩態的一些特征值來表示。在確保穩定性的前提下,要求係 統的動態性能和穩態性能好,即:
    動態過程平穩(穩定性)
    響應動作要快(快速性)
    跟蹤值要準確(準確性)
    5)應用領域
    工業方麵控製係統已被廣泛應用於人類社會的各個領域。
    工業鍋爐控製係統工業鍋爐控製係統
    在工業方麵,對於冶金、化工、機械製造等生產過程中遇到的各種物理量,包括溫度、流量、壓力、厚度、張力、速度、位置、頻率、相位等,都有相應的控製係統。在此基礎上通過采用數字計算機還建立起了控製性能更好和自動化程度更高的數字控製係統,以及具有控製與管理雙重功能的過程控製係統。在農業方麵的應用包括水位自動控製係統、農業機械的自動操作係統等。

    軍事技術

    自動控製的應用實例有各種類型的伺服係統、火力控製係統、製導與控製係統等。在航天、航空和航海方麵,除了各種形式的控製係統外,應用的領域還包括導航係統、遙控係統和各種仿真器。

    6)其他編

    在辦公室自動化、圖書管理 、交通管理乃至日常家務方麵,自動控製技術也都有著實際的應用。隨著控製理論和控製技術的發展,自動控製係統的應用領域還在不斷擴大,幾乎涉及生物、醫學、生態、經濟、社會等所有領域。

    7)集散控

    製發展曆程

    控製係統其實從20世紀40年代就開始使用了,早期的現場基地式儀表和後期的繼電器構成了控製係統的前身。以PLC和DCS為代表,從70年****始應用以來,在冶金、電力、石油、化工、輕工等工業過程控製中獲得迅猛的發展。從90年****始,陸續出現了現場總線控製係統、基於PC的控製係統等,將簡要介紹各種常見的控製係統,並分析控製係統的演進過程和發展方向。
    70年代中期,由於設備大型化、工藝流程連續性要求高、要控製的工藝參數增多,而且條件苛刻,要求顯示操作集中等,使已經普及的電動單元組合儀表不能完全滿足要求。在此情況下,業內廠商經過市場調查,確定開發的DCS產品應以模擬量反饋控製為主,輔以開關量的順序控製和模擬量開關量混合型的批量控製,它們可以覆蓋煉油、石化、化工、冶金、電力、輕工及市政工程等大部分行業。
    1975年前後,在原來采用中小規模集成電路而形成的直接數字控製器(DDC)的自控和計算機技術的基礎上,開發出了以集中顯示操作、分散控製為特征的集散控製係統(DCS)。由於當時計算機並不普及,所以開發DCS應強調用戶可以不懂計算機就能使用DCS;同時,開發DCS還應強調向用戶提供整個係統。此外,開發的DCS應做到與中控室的常規儀表具有相同的技術條件,以保證可靠性、安全性。
    在以後的近30年間,DCS先與成套設備配套,而後逐步擴大到工藝裝置改造上,與此同時,也分成大型DCS和中小型DCS兩類產品,使其性能價格比更具有競爭力。DCS產品雖然在原理上並沒有多少突破,但由於技術的進步、外界環境變化和需求的改變,共出現了三代DCS產品。1975年至80年代前期為第一代產品,80年代中期至90年代前期為第二代產品,90年代中期至21世紀初為第三代產品。
控製站
    DCS係統中,控製站作為一個完整的計算機,它的主要I/O設備為現場的輸入、輸出處理設備,以及過程輸入/輸出(PI/O),包括信號變換與信號調理,A/D、D/A轉換。控製站是整個DCS的基礎,它的可靠性和安全性最為重要,死機和控製失靈的現象是絕對不允許的,而且冗餘、掉電保護、抗幹擾、構成防爆係統等方麵都應很有效而可靠,才能滿足用戶要求。
關於DCS控製站的係統軟件,包括實時操作係統、編程語言及編譯係統、數據庫係統、自診斷係統等,隻是完善程度不同而已。第二代DCS控製站開始有麵向過程語言和高級語言;第三代DCS控製站的係統軟件可以完成離線組態及在線修改控製策略。為了完成控製策略,對於順序控製和批量控製組態編程,各種DCS控製站采用不同的方法。
   DCS操作站
    DCS操作站具有操作員功能、工程師功能、通信功能和高級語言功能等,其中工程師功能中包括係統組態、係統維護、係統通用(Utility)功能,還有係統配置、操作標記、趨勢記錄、曆史數據管理、總貌畫麵組態、控製站組態、工藝單元或區域組態等。
實際的DCS操作站是典型的計算機,它與控製站不同,有著豐富的外圍設備和人機界麵。在人機界麵方麵,逐漸過渡為以GUI圖形用戶界麵為平台並采用鼠標,組態時製作流程圖和控製回路圖等采用菜單、窗口等,使人機界麵友好。第三代DCS操作站是在個人計算機(PC)及Windows操作係統普及和通用監控圖形軟件已商品化的基礎上誕生的。DDE或OPC接口技術,以太網接口與管理網絡相連。DCS係統組態、操作站組態、控製站組態均有相應軟件,為DCS用戶的工程設計人員提供人機界麵。有的DCS的采用通用監控圖形軟件,或以此類軟件為核心,進行二次開發。
    控製係統控製係統[3]
    數據通信及網絡
    因為數據通信標準牽涉到網絡結構、通信介質(信道)、通信協議、IEEE802.4令牌總線傳輸方式和IEEE802.5令牌環網傳輸方式的通信協議在DCS係統中應用最廣,是否能夠成為今後DCS的通訊標準,還有待觀察。

    8發展問題 

    DCS所存在的問題,主要集中在3個方麵:

  1、即係統開放性問題;

  2、與現場傳感器、變送器、執行器的接線問題;
  3、價格較貴問題[1]。
  這些問題在第三代DCS中已開始得到解決。在21世紀,新一代的DCS應滿足用戶這方麵的需求。
  在DCS應用行業分布上,如對DCS產品進行改造,是可以保持其在這些行業中的地位的。
    9編程控製
    PLC的誕生和發展
    1968年,通用汽車公司的油壓部門確立了第一個可編程控製器的標準,他們的目的是消除既複雜又昂貴的繼電器控製係統。該設計規格需 要固態係統和電腦技術,並要求能夠在工業環境中生存,也能夠方便地編程,並且可以重複使用。到1969年,第一個PLC誕生。當時稱為可編程控製器,英文是Programmable Controller,縮寫為PC。由於第一代PLC是為了取代繼電器的,因此,采用了梯形圖語言作為編程方式,形成了工廠的編程標準。這些早期的控製器滿足了最初的要求,並且打開了新的控製技術的發展的大門。在很短的時間,PLC就迅速擴展到食品、飲料、金屬加工、製造和造紙等多個行業。