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放大字体  缩小字体 发布日期:2021-01-13 17:42:28 浏览次数:13

2.1plc的定义plc称为可编程序控制器,它是按照成熟而有效的继电器控制概念和设计思想,利用不断发展的新技术、新电子器件,逐步形成了具有特色的各种系列产品,是一种数字运算操作的*电子计算机。它是将逻辑运算,顺序控制,时序和计数以及算术运算等控制程序,用一串指令的形式存放到存储器中,然后根据存储的控制内容,经过模拟,数字等输入输出部件,对生产设备和生产过程进行控制的装置。

2.2plc的发展历程1969年dec公司按照gm(美国通用汽车公司)的要求研制了*上*台plc并且在gm公司得到成功的应用。此后公司使plc商品化。plc是专门设计出来用于同继电器产品竞争并逐步取代了传统的继电器。plc作为一种工业*计算机,经历了以下几个发展的历程。

1969-1972为*阶段,是plc的初期阶段,在该阶段的各厂家的plc差别很大、没有统一的硬件和软件标准、功能简单、*性强,硬件主要以分离元件为主,体积较大、性能较差、可靠性不高。

1972-为第二阶段,在该阶段plc逐步演化为一种*的工业计算机,可靠性大大提高,成本大幅度降低,面向过程的梯形图和语句表语言面世,系统逐步向标准化过渡,这些都为plc的普及奠定了基础。

1981-至今,iec正式发表了plc的标准,各厂家的plc都向规范化发展。梯形图、语句表、sfc语言已经成熟,同时还有和*编程语言的接口,其存储能力、运算速度、对模拟量的处理功能已经大大加强,现在的大中型plc已经具有以前dcs所“特有”的经典pid算法、斜坡函数、自适应算法、模糊控制等算法。

2.3 plc特点和功能

(1)plc的主要特点。plc的特点是:工作可靠、运行速度快、积木式结构、组合灵活、良好的兼容性、程序编制及生成简单、丰富、网络功能强。

(2)plc的主要功能。plc系统能很好的完成工业实时顺序控制、条件控制、记数控制、步进控制等功能;能够完成模/数(a/d)、数/模(d/a)转换、数据处理、通讯联网、实时监控等功能。

多年的实践表明,plc耐用、可靠,是专为工厂设计的,具有根据工作环境要求加固的元件,实时扫描实践及故障诊断功能,故障排除简便,深得用户偏爱。

plc如此可靠的原因是一个可执行继电器逻辑、顺序功能图、功能块、结构文本、命令目录或其组合的实时核心或操作系统。若出现故障,其内置安全装置能保持机械受损,且能保持有序、有预见的顺序。

2.4 plc的发展趋势

      有极快的逻辑运算和极强的逻辑控制、顺序控制能力,在离散控制中有无与伦比的可靠性,方便简单易学的编程方法,使其在以离散为主的工业自动化领域中有无可争议的领导地位。

*工业计算机控制领域,围绕开放与再开放过程控制系统、开放式过程控制软件、开放性数据通信协议,已经发生巨大变革,几乎到处都有plc,但这种趋势也许不会继续发展下去。随着软plc(softplc)控制组态软件技术的诞生与进一步完*和发展,安装有softplc组态软件和基于工业pc控制系统的市场份额正在逐步得到增长,这些事实使传统plc供应商在思想上已经发生了戏剧性的变化,他们必须面对现实,在传统plc的技术发展与提高方面做出更加开放的高姿态。对于控制软件来讲,这是plc控制器的核心,plc供应商正在向工业用户提供开放式的编程组态工具软件,而且对于工业用户表现得非常积极。此外,开放式通信网络技术也得到了突破,其结果是将plc融入更加开放的工业控制行业。

(6)过程控制和管理功能。随着plc、dcs和ipc(工业现场控制用计算机)之间的竞争逐步加强,各plc厂家正在逐步将传统dcs所特有的过程控制功能逐步移植到plc中,使其在过程控制领域能够与dcs进行竞争,这方面plc已经取得了很大的成果。为了满足生产管理的需要,各plc厂家也在其软件开发上增加了管理软件,通过与其plc 的实时通讯采集现场数据
并通过相应的软件完成生产管理所需要的管理功能。
dcs是分布式控制系统(distributed control system)的简称,亦称为集散控制系统,它是由回路仪表控制系统发展而来,是在计算机、通讯、控制和crt技术迅速发展的基础上产生的。

3.2 dcs的发展历程

  上世纪60年代以后,随着生产工程的大型化和复杂化,诞生了计算机集中监视和控制的集中控制系统。集中控制方便了监视、操作和管理,同样也使危险性高度集中,系统一旦故障,对装置造成的影响和危险性都是非常大的。随着微处理机的诞生,为新型控制系统的开放创造了无比优越的条件。1975年,随着计算机、通讯、控制和crt 4c技术的不断发展和完*,美国honeywell*向*推出了分散控制系统tdc-2000,从*套dcs诞生至今,dcs系统已经经历了3个发展阶段。

  1975至1980年为初创阶段。由于软硬件技术的限制,此时的dcs系统性能还不十分完*,硬件结构还不十分成熟。

  1981至1987年为第2个阶段。这一时期容错、冗余技术已经成熟使用,系统可靠性很高,性能十分优越,各种控制功能十分丰富。在该阶段dcs从单纯的工业过程自动化控制向生产管理自动化发展。这一代的dcs主要将lan(local area network)技术引入,使dcs的网络功能大大加强。

  1987至今为第3个发展阶段。各厂家采用国际标准化组织(iso)开放系统互连(osi)结构基础上产生制造自动化协议(*p)标准来解决不同机型的互连问题。 dcs系统在硬件上使用了更先进的cpu及冗余技术,存储容量及通讯速度大幅度提高,软件上采用通用操作系统。在该阶段dcs将控制、监督和管理调度有机结合起来,实现了各种生产经营信息的自动化管理。

3.3 dcs的特点和功能

  (1)dcs的主要特点。dcs具有以下主要特点:控制与显示分离;采用网络通信技术;完备的开放系统;可靠性高;具有综合性和专业性;实现了人机对话技术;系统扩展灵活;管理能力强。

  (2)dcs的主要功能。dcs系统能很好的完成工业连续控制、回路仪表控制等,dcs多年的实践表明,其在连续控制领域已经成为一种成熟的技术和完*的控制系统,同时其友好的人机界面、建立在冗余技术上的可靠性、强大的网络功能、单一的数据库、组态灵活等特点得到了广大用户的好评。

3.4 dcs的发展趋势

  dcs在连续控制领域有这极其重要的地位,到目前为止,对于dcs未来发展问题有许多争论,但下面的几个问题是大多数认识认为dcs急需解决的问题;

  (1)开放性。关于开放性,这个问题是制约dcs发展的一个很大的因素,由于dcs各厂家对于自己的网络协议和系统软件采取严格的保密措施,这就造成了如果别的厂家的plc或其它的控制设备就不可能很好的无缝的接入dcs控制系统,往往需要经过复杂的协议转换,得到的通讯速率和通讯能力都很不理想,例如honeywell公司的tps系统和ab公司的plc5系列的plc进行通讯就需要通过串口并加上双方为通讯开发出来的辅助设备来实现,但当通讯量较大时,其实时性就大大降低,这个问题就阻碍了dcs的应用领域和竞争力。目前一些dcs厂家已经意识到该问题的严重性,目前honeywell公司主推的pks控制系统就采取了controlnet的通讯网络,舍弃了传统的lcn网,且采用了服务器结构的形式,使其开放性大大加强。除去通信问题以外,操作系统、数据库、人机界面、控制策略的组态等方面,都有开放性问题,所以随着技术进步,dcs的开放性需要逐渐加强,而且还应发挥其特色,使分散型计算机控制系统,从传统dcs中解放出来,使dcs与cips系统的调度层、管理层、决策层(辅助决策层)进行无缝连接,将dcs的相关信息上传,使其实时数据库、历史数据库为上述3层所共用,避免重复建库,为先进控制和优化建好平台,与上层的关系数据库共享数据,*正实现管控一体化。

  (2)价格。关于价格,当然应从性能价格比、产品生命周期及用户根据实际生产装置的自控要求对dcs进行选型、工程费用、维修费用等方面综合考虑。更重要的是目前plc系统、工控机系统(ipc)的价格都是以廉价著称,所以dcs厂商在这方面面临的形势很严峻,今后dcs应在降低成本、减少维修费用、发展远程诊断和维护及完*服务体系等方面多下功夫,应对plc和ipc与之的竞争。


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