淺談自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)展過程與展望

潘宗倚　楊浪

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展以及社會經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，近年來機(jī)械生產(chǎn)制造行業(yè)取得了令人矚目的成就。現(xiàn)階段，我國的自動(dòng)化控制系統(tǒng)也開始在各領(lǐng)域大規(guī)模的應(yīng)用，經(jīng)過長年的發(fā)展以及互聯(lián)網(wǎng)智能化技術(shù)的應(yīng)用，使得自動(dòng)化控制系統(tǒng)逐漸形成了三種運(yùn)行系統(tǒng)，分別是可編程邏輯控制器（PLC）、分布式控制系統(tǒng)（DCS）以及現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）。這三種系統(tǒng)的模式存在差異，但是都可以有效提升生產(chǎn)過程的連續(xù)性?，F(xiàn)階段，以上三種系統(tǒng)在不同的領(lǐng)域都有應(yīng)用，對我國機(jī)械生產(chǎn)工業(yè)的發(fā)展起著重要的推動(dòng)作用。本文對這三種技術(shù)分別作了介紹，并對其未來發(fā)展做了展望，以期為相關(guān)工作者提供指導(dǎo)和幫助。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)控制系統(tǒng);發(fā)展;展望

可編輯邏輯控制器、分布式控制系統(tǒng)以及現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)是自動(dòng)化控制系統(tǒng)發(fā)展不同階段的產(chǎn)物，這三種系統(tǒng)存在著一定的聯(lián)系，各自也具有相應(yīng)的特點(diǎn)。PLC是自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)展的初級階段，簡單地說它就是具有相應(yīng)邏輯運(yùn)算能力的數(shù)字化命令程度控制器，現(xiàn)階段多用于汽車制造和生產(chǎn);DCS是在PLC系統(tǒng)的基礎(chǔ)上研發(fā)的新系統(tǒng)，它能夠?qū)δM量進(jìn)行有效控制，并有效取代了傳統(tǒng)運(yùn)算模式中的儀表控制，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)效率的提升;而FCS系統(tǒng)的研發(fā)意味著自動(dòng)控制系統(tǒng)的進(jìn)步和提升。

一、可編輯邏輯控制器

PLC系統(tǒng)，最早在上世紀(jì)60年代由美國率先提出，最初研制PLC系統(tǒng)是為了取代繼電器，實(shí)現(xiàn)繼電設(shè)備的自動(dòng)化控制。PLC系統(tǒng)可以進(jìn)行運(yùn)行程序的指令編寫，在一定范圍內(nèi)能夠進(jìn)行智能化的邏輯思維能力和計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)的能力，因此它可以對運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)行程序控制。在PLC計(jì)數(shù)研制之初，常被用作機(jī)電設(shè)備開關(guān)的控制，因此在汽車生產(chǎn)制造行業(yè)開始廣泛的使用。PLC系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中能夠?qū)χ噶钸M(jìn)行相應(yīng)的編寫和存儲，在實(shí)際應(yīng)用過程中借助已經(jīng)存儲的邏輯程序來進(jìn)行相應(yīng)的指令操作。在進(jìn)行指令的執(zhí)行時(shí)，工作人員在輸入端輸入相應(yīng)的指令信號，通過PLC系統(tǒng)的中心矩陣處理計(jì)算系統(tǒng)在輸出端輸出相應(yīng)的操作信息，帶動(dòng)整個(gè)生產(chǎn)鏈相關(guān)設(shè)備完成相應(yīng)的操作。借助PLC系統(tǒng)的這一特點(diǎn)，能夠有效提升汽車生產(chǎn)制造效率的提升，同時(shí)，在PLC系統(tǒng)運(yùn)行運(yùn)行時(shí)，相關(guān)工作人員需要借助其內(nèi)部的多種存儲程序，按照程序的指令進(jìn)行相應(yīng)的操作，從而達(dá)到運(yùn)行工藝的要求。

現(xiàn)階段，PLC系統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)有了五十多年的歷史，因此其運(yùn)行體系越來越完善，可應(yīng)用的范圍越來越廣，同時(shí)應(yīng)用于其中的各種技術(shù)也越來越成熟，如今PLC系統(tǒng)的模擬量以及PID控制功能在實(shí)際運(yùn)行過程中能夠有效地進(jìn)行發(fā)揮。當(dāng)前，PLC系統(tǒng)即可以作為某一行業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行的主站點(diǎn)，也可以作為從站點(diǎn)，在各項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行相互配合時(shí)，形成了龐大、覆蓋面廣的可編輯邏輯控制器網(wǎng)絡(luò)。在汽車生產(chǎn)制造行業(yè)及相關(guān)行業(yè)上，PLC系統(tǒng)發(fā)揮著重要的作用，隨著PLC技術(shù)的成熟，現(xiàn)階段PLC系統(tǒng)已經(jīng)逐漸開始在礦物開采以及金屬冶煉等行業(yè)普及應(yīng)用。

二、分布式控制系統(tǒng)

分布式控制系統(tǒng)主要應(yīng)用于我國各種類型的工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中。由于其所適用的工業(yè)較多且工業(yè)生產(chǎn)較為分散，導(dǎo)致工業(yè)企業(yè)在進(jìn)行分布式控制系統(tǒng)的應(yīng)用時(shí)難以熟練對其進(jìn)行操控。實(shí)際上，在進(jìn)行分布式控制系統(tǒng)的應(yīng)用時(shí)，需要提升其控制能力，還需要有效促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)的效率和生產(chǎn)產(chǎn)量，因此應(yīng)用DCS系統(tǒng)的企業(yè)需要對自身生產(chǎn)能力以及產(chǎn)品產(chǎn)量進(jìn)行評估分析，并制定相應(yīng)的控制措施進(jìn)行控制。企業(yè)在進(jìn)行DCS系統(tǒng)的應(yīng)用時(shí)，需要集中進(jìn)行生產(chǎn)過程的監(jiān)視、操作以及最佳化管理。隨著工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展進(jìn)步，工業(yè)生產(chǎn)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，需要進(jìn)行控制的難度越來越大，生產(chǎn)控制回路也日益復(fù)雜，為了適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)的這種變化，在上世紀(jì)70年代科學(xué)家研制出了集散控制系統(tǒng)，在應(yīng)用其進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)時(shí)取得了不錯(cuò)的成果，并受到了工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)的青睞?，F(xiàn)階段，分布式控制系統(tǒng)已經(jīng)成為了集計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)信息傳輸技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)于一體的系統(tǒng)。各公司在進(jìn)行DCS系統(tǒng)的生產(chǎn)時(shí)，基本上是根據(jù)企業(yè)自身的特點(diǎn)以及實(shí)際情況來進(jìn)行的，這就使得各公司所應(yīng)用的DCS系統(tǒng)封閉性極強(qiáng)，兼容性較差。一般來說，計(jì)算機(jī)公司設(shè)計(jì)的DCS系統(tǒng)人性化程度高，應(yīng)用起來對使用者更加友好。

三、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)

現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，是于上世紀(jì)90年代被研發(fā)出來的，現(xiàn)如今FCS系統(tǒng)是世界上最先進(jìn)的控制系統(tǒng)。FCS系統(tǒng)部分由PLC系統(tǒng)發(fā)展而來，部分又由DCS系統(tǒng)發(fā)展而來，因此它有效結(jié)合了上述兩種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，可以在不同的行業(yè)發(fā)揮不同的作用。

FCS系統(tǒng)，實(shí)質(zhì)上就是對工業(yè)生產(chǎn)的信息進(jìn)行現(xiàn)場化處理，隨著FCS系統(tǒng)的不斷發(fā)展，當(dāng)前DCS系統(tǒng)也開始逐漸具備了FCS系統(tǒng)的部分功能。在FCS系統(tǒng)中，工作人員對儀表系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場總線協(xié)議的加入能夠構(gòu)成控制回路，將控制中心的控制命令分散至現(xiàn)場儀表當(dāng)中，有效減輕控制中心的控制任務(wù)。對于一些較為簡單的控制系統(tǒng)，甚至可以完全取消控制站，將現(xiàn)場總線協(xié)議應(yīng)用于集線器單重，實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的分布式控制。

四、結(jié)語

綜合全文，隨著當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展以及人們對生產(chǎn)需求的提升，新興的FCS系統(tǒng)能夠逐漸與DCS系統(tǒng)及PLC系統(tǒng)有效結(jié)合并進(jìn)行取代，進(jìn)一步改進(jìn)自動(dòng)控制系統(tǒng)，使得自動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展實(shí)現(xiàn)全面的智能化、現(xiàn)代化和數(shù)字化。

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