時間:2018-12-20 13:40:20來源:數字化企業網 作者:李雙雙 李探
PCBasedControl是當今工業控制領域中的熱門話題。后臺運行PC—Based控制軟件的個人電腦通過通訊網絡與I/0相連,這便構成了一個PC—Based控制系統。
在工業和制造業的各個領域陸續向規模化方向發展的過程中對自動化程度的需求越來越廣泛,對自控系統的要求也越來越高,而各種自控系統也在這種廣泛的需求中得到了快速發展,我們熟知的DCS系統和PLC系統每年都在大量地裝備于各種設備以及自動化系統工程中,由于工業和制造業對電控、儀控一體化及管控一體化的需求,也由于信息技術的發展和高集成度控制系統的需求,加上PC機技術的日臻完善普及使其性能價格比日益提高,為一種全新的自控系統解決方案,PC—basedControl的快速發展提供了非常有利的條件和廣闊的市場前景。為眾多用戶提供了除DCS和PLC以外的另一種自控系統解決方案。
1計算機控制系統的發展歷程
數據采集系統是最早出現在過程控制系統中的一種計算機應用形式,這也是計算機參與控制的第一步.計算機通過輸入通道對采集進來的模擬量或開關量進行運算、變換、處理,以供現場工作人員、生產指揮人員以及設計人員參考。
在計算機操作指導系統之后,由于計算機性能的提高,尤其是運算能力和可靠性的提高,出現了最早的計算機閉環控制系統:直接數字控制系統(DDC).它與前兩種計算機控制系統的區別在于它是由計算機輸出直接控制執行機構的。早期的DDC主要是利用計算機來代替常規的模擬PID控制器.由于采用分時控制方式一臺計算機可以控制幾十甚至上百個控制回路,因而具有經濟效益。而且計算機運算能力強,DDC也很容易實現模擬控制器難以實現的先進控制規律,如前饋控制、最優控制、自適應控制和智能控制等。早期的計算機控制系統主要弊端是集中控制造成了危險集中。
隨著計算機被廣泛應用于工控領域,特別是其性能和可靠性的提高,使得生產過程自動化和管理水平的進一步提高成為可能。這不僅要求計算機參與控制,還需要配備計算機參與管理,這樣在1975年便出現了分散型控制系統(DCS)。該系統一般由管理信息層、監督控制層以及直接控制層組成,并且均由計算機承擔。在經過三代DCS的發展后,90年代以來現場控制系統(FCS)開始受到人們的關注。
從計算機控制系統的發展趨勢我們可以清楚地看到,隨著計算機性價比的不斷提高、網絡通訊技術的不斷發展,計算機的控制能力不斷增強,應用范圍也不斷擴大.由最初的數據采集系統發展到今天被廣泛應用的DCS,FCS,PLC系統,而且軟件結構、通信能力、易于使用和統一的組態環境變得更重要了我們相信一種新的控制解決方案——PC—basedControl將會迅速發展起來。
2PCBasedControl技術
PCBasedControl技術是融合PC技術、信號量測&分析技術、控制技術、通訊技術于一體的高性能測量與控制技術,用于信號量測、工業過程數據采集&控制、運動控制、通訊控制等。包括工業電腦平臺、功能卡和應用軟件。通過插入各種功能卡和編寫軟件,形成功能強大的數據采集系統、通訊控制器和運動控制系統。
基于PC的控制技術主要有以下性能特點:
(1)系統開放性能好,軟件方面能夠支持各種開放性協議,例如:OPC、DDE、COM/DCOM、0LE等等硬件方面不僅能夠支持各種運動控制產品,而且能夠支持各種現場總線系統,例如:DeviceNet,PR0FIBUS等,還可通過EtherNet方便地進行網絡擴充。
(2)具有實時控制能力,基于PC的控制技術的實時性能主要有三種.一種稱為SoftPLC,即軟件PLC,它是利用其內部軟件來確定掃描周期,達到實時控制目的.這種性能特點決定了運行PC除可完成控制任務外,還可處理大量的PC任務.這比較適合于對實時性和響應時間要求不高的系統另一種是帶有實時擴展的實時性能,一般采用WindowsNT/CE提供的標準實時擴展解決方案——VenturCOM,這是一種針對確定性能的控制任務的解決方案.第三種被稱為硬實時引擎(HardReal—TimeEngine),它的控制始終處于最高的優先級,其它的Windows任務是不能中斷控制任務的,而這就提供了與PLC相同的執行特性和掃描特性.
3結束語
綜上所述,隨著PC機技術的進一步完善及性能價格比的進一步提高,特別是工業以太網技術的進一步普及和發展,相信基于PC的控制系統解決方案會迅速地發展起來,匯成自動化領域一個不可逆轉的潮流。
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