计算机控制新版系统的发展趋势.doc

计算机控制系统发展趋势
1、计算机控制系统
计算机控制系统是在自动控制技术和计算机技术发展基础上产生。若将自动控制系统中控制器功效用计算机来实现，就组成了经典计算机控制系统。【1】计算机控制系统包含硬件组成和软件组成。在计算机控制系统中，于数字计算机工作特点，为了使计算机接收系统模拟信号，并能依据要求输出连续模拟信号，所以，计算机系统中还应该包含A／D转换器和D／A转换器。【3】
2、工作原理
计算机控制系统工作原理可归纳为以下三个过程：【1】
(一) 实时数据采集：对被控量瞬时值进行检测，并输入给计算机。
(二) 实时决议：对采集到表征被控参数状态量进行分析，并按已定控制规律，决定下一步控制过程。
(三) 实时控制：依据决议，适时地对实施机构发出控制信号，完成控制任务。
3、计算机控制系统发展情况：【2】
在60 年代,控制领域中就引入了计算机。当初计算机是控制调整器设定点, 具体控制则由电子调整器来实施, 这种系统称为计算机监控系统。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控制系统,简称集中控制系统。这种控制系统即常说直接数字控制(DDC)系统。计算机DDC 控制基础思想是使用一台计算机替换若干个调整控制回路功效。这个控制系统因为只有一台计算机而且没有分层，所以很有利于集中控制盒运算集中处理，而且能得到很好反应，而且，各个控制规律全部能够直接实现。不过，假如生产过程复杂，则该系统可靠性就极难确保了。系统危险性过于集中, 一旦计算机发生故障, 整个系统就会停顿。
70 年代伴随电子技术飞速发展,伴随大规模集成电路出现和发展, 集散控制系统（DCS）出现，以后在此基础上，伴随生产发展需要而产生了一个更新一代控制系统，即分布式控制系统。经典集散控制系统含有两层网络结构,图1 所表示。下层负责完成多种现场级控制任务,上层负责完成多种管理、决议和协调任务。而分布式系统系统网络结构图2所表示。

90年代以来，伴随各个学科发展和交叉融合，伴随现代大型工业生产自动化不停兴起, 利用计算机网络作为控制工具综合性控制系统，计算机集成系统（CIPS）应运而生。它紧密依靠于最新发展计算机技术、 网络通信技术和控制技术，而且终将成为未来控制系统发展趋势。
4、计算机控制系统发展趋势
(1) DCS和工业控制计算机技术正在相互渗透发展，并扩大各自应用领域。原来通常步骤工业控制多选择集散型控制系统（DCS），离散型制造业控制多采取可编程控制器（PLC）。伴随DCS和PLC相互渗透发展继而扩大自己应用领域，将出现DCS和PLC融合于一体集成过程控制系统。
(2) 控制系统网络化
伴随计算机技术和网络技术迅猛发展, 多种层次计算机网络在控制系统中应用越来越广泛, 规模也越来越大, 从而使传统意义上回路控制系统所含有特点在系统网络化过程中发生了根本改变, 并最终逐步实现了控制系统网络化。【2】
而且工业控制网络将向有线和无线相结合方向发展。计算机网络技术、无线技术和智能传感器技术结合，产生了基于无线技术网络化智能传感器。这种基于无线技术网络化智能传感器使得工业现场数据能够经过无线链路直接在网络上传输、公布和共享。【4】
(3) 控制系统系统扁平化【2】
在传统集散和分布式计算机控制系统中, 依据完成不一样功效和实际网络结构, 系统以网络为界限被分成了多个层次,各层网络之间经过计算机相连。这中复杂多层结构会造成多个障碍，含有很多缺点。新一代计算机控制系统结构发生了显著改变,逐步形成两层网络系统结构。上层负责完成高层管理功效, 包含多种控制功效之间协调、 系统优化调度、 信息综合管理和组织和总体任务计划等。底层负责完成全部具体控制任务,如参数调整回路控制、 过程数据采集和显示、现场控制监视和故障诊疗和处理等等。

（4）控制系统智能化
伴随科学技术发展，对工业过程不仅要求控制正确性，愈加重视控制鲁棒性、实时性、容错性和对控制参数自适应和自学习能力。另外，被控工业过程日趋复杂，过程严重非线性和不确定性，使很多系统无法用数学模型正确描述。这么建立在数学模型基础上传统方法将面临空前挑战，也给智能控制方法发展发明了良好机遇。传统控制方法在很大程度上依靠于过程数学模型，不过，至今获取过程正确数学模型仍然是一件十分困难工作。没有正确数学模型作前提，传统控制系统性能将大打折扣。而智能控制器设计却不依赣过程数学模型，所以对于复杂工业过程往往能够取得很好控铷效果。【5】
智能控制是一类无需人干预就能够自主地驱动智能机器实现其目标过程，是用机器模拟人类智能一个关键领域。智能控制方法较深浅层次上模拟人类大脑思维判定过程，经过模拟人类思维判定多种算法实现控制。智能控制包含学习控制系统、分级递阶智能控制系统、教授系统、模糊控制系统和神经网络控制系统等。应用智能控制技术和自动控制理论来实现优异计算机控制系统，将有力地推进科学技术进步，并提升工业生产系统自动化水平。计算机技术发展加紧了智能控制方法研究。
（5）工业控制软件组态化【4】
工业控制软件己向组态化方向发展，工业控制软件关键包含人机界面软件、控制软件和生产管理软件等。现在，中国已开发出一批含有自主知识产权实时监控软件平台、优异控制软件、过程优化控制软件等成套应用软件。

参考文件：
1. 计算机控制系统发展趋势
2. 计算机控制系统发展及评价
3. 浅谈计算机控制技术原理及发展趋势
4. 浅谈现代计算机控制系统发展方向
5. 计算机控制技术发展综述汇报

现场总线介绍
参考文件：
1、