从过程控制的发展来分析自动化的未来发展

自从 20世纪 40年代起,自动化技术开始获得了惊人的成就,并开始“正式”走入生产活动中.在那个阶段,经典控制理论刚刚出现,人们通过将一些仪表集中安装,并将一些仪表信号组合在一起,构建一些控制闭环。虽然也可以构建出串级,前馈补偿结构的控制系统,伯是,当时的仪表多为机械或含有模拟电路的半机械式仪表,组合起来比较烦琐.另外,当时的系统大多属于“操作指导控制系统”,即控制系统不直接控制设备,只是显示数据,然后由换作员参考这些数据完成最终的输出.总体来说,整体自动化水平处在低级阶段。

到了60年代,现代理论,最优控制和卡尔曼滤波理论已经产生。 人们需要更多的信号和更快的反应速度来构建更加精准的控制系统。同时,电子计算机和电子信息技术有了较大的发展,这从硬件上支持了新理论的应用。在60 年代中期,已经出现了 DDC(DirectDigital Control)控制系统,即直接数字控制。当时人们尝试使用一台计算机替代车间的全部模拟仪表,实现“全盘计算机控制”.这都为计算机技术引入工业生产过程创造良好的开瑞和尝试。

不过,这种“全盘计算机控制”的方式有很大缺陷。首先,系统的稳定性和容错能力圾差。在这种结构下,一旦该计算机出现问题,整个工厂将陷入瘫痪.任何工段上的故障都有可能引起全厂的停产,生产效率较低.其次,设计和调试过程麻烦,所有工段的程序都备安统一设计并在一台计算机上调试,设计和调试的效率较低。总之,整个系统的可靠性和灵拍性较差。

到了70年代,为了适应工业大规模生产的要求,控制系统采用了一种新的结构一散控制系统(Distributed Control System,DCS).集散控制系统将整个工厂划分为各个狂制单元,每个控制单元拥有一台控制设备(如计算机),控制单元之间进行通信,共同组成个控制系统.这种将控制分散到各个生产现场,各个工段的方式,不仅提高了馨个系统的楼定性.可靠性,容错能力,也烫商丁系统的灵活性.任何一个控制单元中的故障,不会对量个工厂的生产造成大的影响.多位工程师可以分散在各控制单元协作完成整个工厂的调试对于任何一个控制单元的改造都只有有限的影响。

同时,为了方便对馨个系统的管理,人将来自每个控制设备的重要信号儿总,制作管理系统.集中的管理有助于换作员快速了解个工厂的状态,同时也方便子操作和管理相应设备,达到“运筹帷幢之中,决胜千里之外的境界。 从全盘计算机控制再到集政控制系统,“分散控制,集中管理”成为构建整个自动系统的理念和方向，一直沿袭至今。在工控行业中DCS系统也特指IO点特别多，分散范围特别广的系统，这类系统广泛应用于电力，水利，化工等行业。