計算機控制系統(tǒng)也是經(jīng)歷了集中控制、分層控制、基于現(xiàn)場總線的網(wǎng)絡控制等幾個發(fā)展階段,它們的發(fā)展過程是非常相似的。
隨著企業(yè)信息網(wǎng)絡的深入應用與日臻完善,現(xiàn)場控制信息進入信息網(wǎng)絡實現(xiàn)實時監(jiān)控是必然的趨勢。為提高企業(yè)的社會效益和經(jīng)濟效益,許多企業(yè)都在盡力建立的管理信息系統(tǒng),它必須包括生產(chǎn)現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)信息,以確保實時掌握生產(chǎn)過程的運行狀態(tài),使企業(yè)管理決策科學化,達到生產(chǎn)、經(jīng)營、管理的化狀態(tài)。信息一控制一體化將為實現(xiàn)企業(yè)綜合自動化CIPA(computerintegratedplantautomation)和企業(yè)信息化創(chuàng)造有利條件。
企業(yè)信息網(wǎng)絡與控制系統(tǒng)在體系結構發(fā)展過程上的相似性不是偶然的。在計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展過程中,每一種結構的控制系統(tǒng)的出現(xiàn)總是滯后于相應計算機技術的發(fā)展。實際上,大多數(shù)情況下,正是在計算機領域一種新技術出現(xiàn)以后,人們才開始研究如何將這種新技術應用于控制領域。鑒于兩種應用環(huán)境的差異,其中的技術細節(jié)作了適當修改和補充,但關鍵技術的原理及實現(xiàn)上,它們有許多共同的地方。正是由于二者在發(fā)展過程中的這種關系,使得實現(xiàn)信息一控制一體化成為可能。
在40年代,過程控制是基于3~15PSI的氣動標準信號。其后,由于4~20mA模擬信號的使用,使得模擬控制器得到了廣泛應用,但是并不是所有的傳感儀表和驅動裝置都使用統(tǒng)一的4~20mA信號。70年代,由于在檢測、模擬控制和邏輯控制領域率先使用了計算機,從而產(chǎn)生了集中控制。進入80年代,由于微處理器的出現(xiàn),促使工業(yè)儀表進入了數(shù)字化和智能化的時代,4~20mA模擬信號傳輸逐步被數(shù)字化通信代替,加之分布式控制以及網(wǎng)絡技術的迅速發(fā)展,促進了控制、調(diào)度、優(yōu)化、決策等功能一體化的發(fā)展。然而由于檢測、變送、執(zhí)行等機構大都采用模擬信號連接,其傳送方式是一對一結構,這使得接線復雜,工程費用高,維護困難,而信號傳輸精度底,易受干擾,儀表互換性差,這都阻礙了上層系統(tǒng)的功能發(fā)揮。另一方面,由于智能儀表的功能遠遠超過了現(xiàn)場模擬儀表,如對量程和零點進行遠方設定,儀表工作狀態(tài)實現(xiàn)自診斷,能進行多參數(shù)測量和對環(huán)境影響的補償?shù)?。由此可見,智能儀表和控制系統(tǒng)的發(fā)展,都要求上層系統(tǒng)和現(xiàn)場儀表實現(xiàn)數(shù)字通信。
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