控制系統(tǒng)已被廣泛應(yīng)用于人類社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域。在工業(yè)方面,對(duì)于冶金、化工、機(jī)械制造等生產(chǎn)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(yīng)的控制系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上通過采用數(shù)字計(jì)算機(jī)還建立起了控制性能更好和自動(dòng)化程度更高的數(shù)字控制系統(tǒng),以及具有控制與管理雙重功能的過程控制系統(tǒng)。在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用包括水位自動(dòng)控制系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動(dòng)操作系統(tǒng)等。
控制系統(tǒng)其實(shí)從20世紀(jì)40年代就開始使用了,早期的現(xiàn)場(chǎng)基地式儀表和后期的繼電器構(gòu)成了控制系統(tǒng)的前身。以PLC和DCS為代表,從70年****始應(yīng)用以來,在冶金、電力、石油、化工、輕工等工業(yè)過程控制中獲得迅猛的發(fā)展。從90年****始,陸續(xù)出現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)、基于PC的控制系統(tǒng)等,將簡(jiǎn)要介紹各種常見的控制系統(tǒng),并分析控制系統(tǒng)的演進(jìn)過程和發(fā)展方向。
70年代中期,由于設(shè)備大型化、工藝流程連續(xù)性要求高、要控制的工藝參數(shù)增多,而且條件苛刻,要求顯示操作集中等,使已經(jīng)普及的電動(dòng)單元組合儀表不能完全滿足要求。在此情況下,業(yè)內(nèi)廠商經(jīng)過市場(chǎng)調(diào)查,確定開發(fā)的DCS產(chǎn)品應(yīng)以模擬量反饋控制為主,輔以開關(guān)量的順序控制和模擬量開關(guān)量混合型的批量控制,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(yè)。
例如運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、進(jìn)化計(jì)算、混沌控制等智能技術(shù),使儀器儀表實(shí)現(xiàn)高速、、多功能、高機(jī)動(dòng)靈活等性能。
再如,運(yùn)用模糊規(guī)則的模糊推理技術(shù),對(duì)事物的各種模糊關(guān)系進(jìn)行各種類型的模糊決策。
·語言,如BASIC,C在某些控制器模塊中已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn),在與外部通訊和處理數(shù)據(jù)時(shí)提供了更大的編程靈活性;
·梯形圖邏輯中可以實(shí)現(xiàn)的功能塊指令,可以使用戶用簡(jiǎn)單的編程方法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的軟件功能;
·診斷和錯(cuò)誤檢測(cè)功能從簡(jiǎn)單的系統(tǒng)控制器的故障診斷擴(kuò)大到對(duì)所控制的機(jī)器和設(shè)備的過程和設(shè)備診斷;
·浮點(diǎn)算術(shù)可以進(jìn)行控制應(yīng)用中計(jì)量、平衡和統(tǒng)計(jì)等所牽涉的復(fù)雜計(jì)算;
4個(gè)動(dòng)態(tài)信號(hào)的信號(hào)接口卡輸入和2個(gè)轉(zhuǎn)速表(速度)的輸入,為MPC4機(jī)械防護(hù)卡螺釘端子連接器(48個(gè)端子)輸入/輸出連接包含4個(gè)可歸屬的繼電器報(bào)警信號(hào),由軟件控制32個(gè)完全可編程的開路集電極輸出(跳線可選)到IRC4和RLC16繼電器卡片緩沖“原始”傳感器信號(hào)和模擬輸出振動(dòng)信號(hào)(電壓或電流)渠道所有輸入和輸出的EMI保護(hù)實(shí)時(shí)插卡和拔卡(熱插拔)可提供“標(biāo)準(zhǔn)”和“立電路”版本?轉(zhuǎn)換器的程序控制由基本握手序列組成。穩(wěn)定延遲直接發(fā)生在模擬網(wǎng)絡(luò)(例如選擇新的輸入信道),并表示網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定時(shí)間。結(jié)算延遲完成后跟蹤保持(T&H)放大器進(jìn)入跟蹤模式跟蹤間隔開始。通過支持云的功能增強(qiáng)了其 的 RobotStudio? 機(jī)器人編程和仿真軟件。
硬件層、中間層、系統(tǒng)軟件層和應(yīng)用軟件層(1) 硬件層: 嵌入式微處理器、存儲(chǔ)器、通用設(shè)備接口和I/O接口。嵌入式核心模塊 = 微處理器 + 電源電路 + 時(shí)鐘電路 + 存儲(chǔ)器Cache:位于主存和嵌入式微外理器內(nèi)核之間,存放的是近一段時(shí)間微外理器使用多的程序代碼和數(shù)據(jù)。它的主要目標(biāo)是減小存儲(chǔ)器給微處理器內(nèi)核造成的存儲(chǔ)器訪問瓶頸,使處理速度。(2) 中間層 (也稱為硬件抽象層HAL或者板級(jí)支持包BSP)它將系統(tǒng)上層軟件和底層硬件分離開來,使系統(tǒng)上層軟件開發(fā)人員無需關(guān)系底層硬件的具體情況,根據(jù)BSP層提供的接口開發(fā)即可。
BSP有兩個(gè)特點(diǎn): 硬件相關(guān)性和操作系統(tǒng)相關(guān)性。設(shè)計(jì)一個(gè)完整的BSP需要完成兩部分工作:嵌入式系統(tǒng)的硬件初始化和BSP功能.片級(jí)初始化:純硬件的初始化過程,把嵌入式微處理器從上電的默認(rèn)狀態(tài)逐步設(shè)置成系統(tǒng)所要求的工作狀態(tài)。板級(jí)初始化:包合軟硬件兩部分在內(nèi)的初始化過程,為隨后的系統(tǒng)初始化和應(yīng)用程序建立硬件和軟件的運(yùn)行環(huán)境。
系統(tǒng)級(jí)初始化: 以軟件為主的初始化過程,進(jìn)行操作系統(tǒng)的初始化。
艾默生電機(jī)隸屬于艾默生電氣旗下電機(jī)與電器組件事業(yè)部,其電機(jī)在家用電器、空調(diào)、流體、工業(yè)、通風(fēng)、密封以及汽車和及精密電機(jī)等領(lǐng)域擁有眾多品牌,包括Doerr,U.S.Electrical Motors,Emerson Appliance,Hurst,Switch Reluctance Drives.等品牌。
是技術(shù)與工程領(lǐng)域的全球,在商業(yè)、工業(yè)和消費(fèi)者市場(chǎng)中,為全世界的客戶開發(fā)并提供創(chuàng)新的解決的方式。
系統(tǒng)服務(wù)器主要負(fù)責(zé)對(duì)域內(nèi)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的集中管理和監(jiān)視,包括報(bào)警、日志、事故追憶等事件的捕捉和記錄管理,并為域內(nèi)其它各站的數(shù)據(jù)請(qǐng)求(包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、事件信息和歷史記錄)提供服務(wù)和為其它域的數(shù)據(jù)請(qǐng)求提供服務(wù)。運(yùn)行系統(tǒng)以系統(tǒng)服務(wù)器為中心,完成所有功能。系統(tǒng)服務(wù)器還提供二次數(shù)據(jù)處理和歷史數(shù)據(jù)管理和存檔功能。
現(xiàn)場(chǎng)控制站是DCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和過程控制的重要站點(diǎn),主要完成數(shù)據(jù)采集、工程單位變換、控制算法處理、輸出控制、通過系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)和診斷結(jié)果傳送到系統(tǒng)服務(wù)器等功能。
可編程邏輯控制器或 PLC 在當(dāng)今的各種流程和制造行業(yè)中無處不在。PLC 初旨在取代機(jī)電繼電器系統(tǒng),以便為修改控制系統(tǒng)的操作提供更簡(jiǎn)單的解決方案。無需重新連接大量繼電器,只需從 PC 或編程設(shè)備快速下載,即可在幾秒鐘內(nèi)更改控制邏輯。PLC 是一種工業(yè)級(jí)數(shù)字計(jì)算機(jī),旨在執(zhí)行控制功能,尤其適用于工業(yè)應(yīng)用。
今天的大多數(shù) PLC 都是模塊化的,允許用戶添加各種功能,包括離散和模擬輸入和輸出、PID 控制、位置控制、電機(jī)控制、串行通信和高速網(wǎng)絡(luò)。與繼電器組等較舊的技術(shù)相比,PLC 更易于故障排除和維護(hù)、更可靠、更具成本效益且用途更廣泛。Modicon 是“模塊化數(shù)字控制器”的縮寫,它既是1968 年發(fā)明的個(gè) PLC 產(chǎn)品的名稱,也是發(fā)明它的品牌,盡管現(xiàn)在歸施耐德電氣所有。雖然它可能看起來不像典型的家用計(jì)算機(jī),但 PLC 的核心與大多數(shù)人在日常生活中使用的計(jì)算機(jī)和智能設(shè)備中所見的技術(shù)完全相同。
模塊,又稱構(gòu)件,是能夠單命名并立地完成一定功能的程序語句的集合(即程序代碼和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的集合體)。它具有兩個(gè)基本的特征:外部特征和內(nèi)部特征。外部特征是指模塊跟外部環(huán)境聯(lián)系的接口(即其他模塊或程序調(diào)用該模塊的方式包括有輸入輸出參數(shù)、引用的全局變量)和模塊的功能;內(nèi)部特征是指模塊的內(nèi)部環(huán)境具有的特點(diǎn)(即該模塊的局部教據(jù)和程序代碼)。
在實(shí)際運(yùn)行操作中,已經(jīng)設(shè)計(jì)了手動(dòng)操作箱,有控制邏輯線路和手動(dòng)按鈕。手動(dòng)按鈕控制冷風(fēng)機(jī)供電回路繼電器吸合或放開,從而達(dá)到手動(dòng)控制冷風(fēng)機(jī)投運(yùn)或切除的目的。如果操作人員根據(jù)負(fù)載情況和氣候條件,及時(shí)投切冷風(fēng)機(jī),可達(dá)到既變壓器可靠運(yùn)行,又能延長冷風(fēng)機(jī)使用壽命,并起到節(jié)約電能的目的。
然而,“及時(shí)投切”實(shí)施起來有困難。