浅析自动控制技术应用系统——IPC、PLC、DCS、FCS、CIMC、SCADA.docVIP

——————————————————————————————————————————————— 浅析自动控制技术应用系统——IPC、PLC、DCS、FCS、CIMC、SCADA 科技信息。机械与电子ｏ２００９年第１７明 浅析自动控制技术应用系统 ——ＩｐＣ、ＰＬＣ、ＤＣＳ、ＦＣＳ、ＣＩＭＣ、ＳＣＡＤＡ 李小绵 （西安思源学院机电系陕西西安７１００３８） 【摘要】高职电气自动化专业，自动控制系统课程的教学中，学生对自动控制技术应用系统的几种常用结构形式度简称容易混淆，理解不清楚．如ＩＰＣ、ＰＬＣ、ＤＣＳ、ＦＣＳ、ＣＩＭＣ、ＳＣＡＤＡ．本文深入浅出的讲解这几种控制系统的特点、区＊ｑ厦联系。 【关罐词】仪表控制系统；计算机控制系统；ＰＬＣ控制系统；集散控制系统；现场总线控制系统；综合自动化系统 ０．自动控制技术应用系统概述 自动控制技术应用系统是指能够对被控对象的工作状态进行自动控制的系统．它一般由控制装置和被控对象构成。控制装置可以由各种嵌入式控制器、可编程序控制器、工业控制计算机、分布式控制系统、回路调节器、变频器以及其它技术（如现场总线技术、无线通信技术等）构成；控制对象包括各种电动机、生产单元、生产过程等；过程通道完成控制装置与控制对象之问的信号匹配。 控制装置选用不同的技术．就组成了不同的自动控制系统，就出现了如仪表控制系统，ＰＬＣ控制系统，集散控制系统，现场总线控制系统，综合控制系统等形式。下面就详细论述这些系统的特点及区别与联系。 １．仪表控制系统 仪表控制系统指由模拟式仪表组成的闭环控制系统．控制的作用是保证被控对象的一个最基本的运行单元能够按照预定的参数正常运行。如图１所示．控制器的输入有两个：设定值和测量值；控制器的输出是对被控过程的控制。被控过程的输出作为控制系统的被控变量．即控制目标．检测元件得到过程的输出值，并作为控制器的测量值送给控制器．用以产生控制量。这样以控制器的输出作为被控过程的输入，而被控过程的输出作为控制器的输入，形成一个闭环。在这个闭环系统中。控制器将根据控制算法处理测量值和设定值的偏差。控制过程减小此偏差。这就是仪表控制的基本功能。 量值、参数的显示和设定．人工操作设备等。 ３．计算机控制系统（ＩＰＧ工控机） 图１中用计算机作为控制系统的控制器，则控制系统就是计算机控制系统。此时的计算机称为工业控制计算机．简称一【控机（ＷＣ）。 计算机用到工业控制中，这时候计算机主要完成两个功能。一个是计算机作为控制器，计算机参与控制同时可以控制几十甚至几百个回路，弥补了仪表控制的分散和控制功能单?，很容易实现复杂的控制。另一个是计算机安装组态软仲实现监控功能。 该系统的严莺缺点是：危险的高度集中，成本高，为了提高计算机的可靠性，一般都采用双机、双工运行或者常规仪表备用，这样成本将成倍增加。 ４．集散控制系统（ＤＣＳ） 将人机界厦ｉ部分用计算机．控制器部分用多个微处理器．并且计算机．微处理器都用网络连接在一起．这样就比集中控制计算机安全可靠。这样的系统就称为集散控制系统（ＤＣＳ），结构如图３所示。 圈１ 仪表控制系统的特点是各部分的仪表分布于工业现场。系统按预先设定好的控制规律进行工作，控制比较单一。 ２．ＰＬｃ控制系统 图ｌ中如果控制器为可编程序控制器（ＰＬＣ）。则控制系统就为ＰＬｃ控制系统。系统中一个被控变量为ＰＬＣ一个输入量，对应一个输出量，作为执行器的输入信号。去控制阀门的开关（或者开度）。一对输入输出量对应仪表控制系统一个单回路，对应ＰＬｃ中一个ＰＩＤ模块。 人机界面 控制算法运算处理 设定值、 装置 图３ ?濉值。塑兰兰Ｐ 圈２ 操作员站：用来检测和操作。现场控制站：实现现场信号检测和控制：工程师站：主要用于编程组态和维护；管理计算机用于全系统的信息管理和优化控制：通信部分主要由数据通道和各个站的通信模块组成，它连接系统的各个分布部分。完数据，指令及其它信息的传递，一般具有自诊断功能和冗余功能．可以实现高可靠性的数据通信。集散控制系统用组态软件来生成满足用户需要的应用程序。集散控制系统在模拟量处理方面具有一定优势．发展初期主要侧重于回路调节功能。 ５．现场总线控制系统（ＦｃＳ） 现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式，双向传输、多分支结构的通信网络。 现场总线以开放的、独立的全数字化的双向多变量通信代替０—１０ｍＡ或４￣２０Ａ现场电动仪表信号。 现场总线Ｉ／０集检测、数据处理、通信为一体。可以代替变送器．调节器等