计算机控制系统的发展历程.doc
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1、浅谈计算机控制系统的发展摘要:论述了计算机控制系统的发展历史及发展趋势,分析了计算机控制系统的组成部分及其特点。并且对当前计算机系统的发展情况做出评价。关键词:计算机 控制系统发展1 引言计算机控制系统就是利用计算机(通常称为工业控制计算机)来实现工业过程自动控制的系统,并且是随着现代大型工业生产自动化的不断兴起而应运产生的综合控制系统,它紧密依赖于最新发展的计算机技术、网络通信技术和控制技术,在计算机参与工业系统控制的历史长河中扮演了重要的角色。2 计算机控制系统的发展情况在 60 年代,控制领域中就引入了计算机。当时计算机的作用是控制调节器的设定点,具体的控制则由电子调节器来执行, 这种系
2、统称作是计算机监控系统。这种系统的调节器主要是采用了模拟调节器。系统中既有计算机又有调节器,系统复杂,投资又大。在 60 年代末期出现了用一台计算机直接控制一个机组或一个车间的控制系统,简称集中控制系统,集中控制系统在计算机控制系统的发展过程中起到了积极作用。在这种控制系统中, 计算机不但完成操作处理 ,还可直接根据给定值、过程变量和过程中其它测量值,通过PID运算,实现对执行机构的控制, 以使被控量达到理想的工作状态。这种控制系统即常说的直接数字控制( DDC) 系统 。计算机 DDC 控制的基本思想是使用一台计算机代替若干个调节控制回路功能。最初发展时希望能够至少可以控制50个回路以上,这
3、在当时对小规模、自动化程度不高的系统,特别是对具有大量顺序控制和逻辑判断操作的控制系统来说收到了良好的效果。由于整个系统中只有一台计算机, 因而控制集中,便于各种运算的集中处理,各通道或回路间的耦合关系在控制计算中可以得到很好的反映,同时由于系统没有分层, 所有的控制规律均可直接实现。但是,如果生产过程的复杂,在实现对几十、几百个回路的控制时,可靠性难以保证,系统的危险性过于集中,一旦计算机发生故障,整个系统就会停顿,影响了这种系统的进一步推广应用 。70年代大规模集成电路的出现为集散控制系统的出现奠定了基础。75 年美国 Honeywell 公司首先推出了以微处理器为基础总体分散型控制系统
4、,其含义是集中管理、分散控制,因而称之为集散控制系统( DCS )。DCS 的出现使系统的控制方式发生了质的变化,是控制史上的里程碑。该系统从综合自动化的角度,按功能分散、协调集中的原则设计,具有高可靠性、高实时性,是用于生产管理、数据采集和各种过程控制的计算机控制系统。典型的集散控制系统具有两层网络结构,如图 1 所示。图 1 典型集散控制系统的网格结构分布式控制系统是在集散控制系统的基础上,随着生产发展的需要而产生的更新一代的控制系统,因而两者的系统网络结构有相似的地方。分布式控制系统如图 2 所示。图2 分布式控制系统的组成结构分布式控制系统更强调各子系统间的协作关系,有明确的分解策略和
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