834 生產(chǎn)線上運(yùn)輸升降機(jī)的自動(dòng)化設(shè)計(jì)

834 生產(chǎn)線上運(yùn)輸升降機(jī)的自動(dòng)化設(shè)計(jì),生產(chǎn)線,運(yùn)輸,升降機(jī),自動(dòng)化,設(shè)計(jì) 外文翻譯資料- 1 -PLC、工業(yè) PC 與 DCS 的特點(diǎn)與趨勢(shì)目前，廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的 3 大件是工業(yè) PC、DCS 和 PLC。在此，對(duì)于他們的經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行敘述。一、可編程序控制器的特點(diǎn) 及應(yīng)用1. PLC 的應(yīng)用早期的可編程序控制器(Programmable Logic Controller，PLC)，主要用來(lái)代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的迅速發(fā)展，可編程序控制器將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)與新興的計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)融為一體，具有可靠性高、功能強(qiáng)、應(yīng)用靈活、編程簡(jiǎn)單、使用方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，以及良好的工業(yè)環(huán)境工作性能和自動(dòng)控制目標(biāo)實(shí)現(xiàn)性能，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。1969 年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司(DEC)研制出世界上第一臺(tái)可編程控制器。早期的可編程控制器由分離元件和中小規(guī)模集成電路組成，主要功能是執(zhí)行原先由繼電器完成的順序控制、定時(shí)等。70 年代初期，體積小、功能強(qiáng)和價(jià)格便宜的微處理器被用于 PLC，使得 PLC 的功能大大增強(qiáng)。在硬件方面，除了保持其原有的開(kāi)關(guān)模塊以外，還增加了模擬量模塊、遠(yuǎn)程 I/O 模塊和各種特殊功能模塊。在軟件方面，PLC 采用極易為電氣人員掌握的梯形圖編程語(yǔ)言，除了保持原有的邏輯運(yùn)算等功能以外，還增加了算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通訊、自診斷等功能。進(jìn)入 80 年代中、后期，由于超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器的市場(chǎng)價(jià)格大幅度下跌，使得 PLC 所采用的微處理器的檔次普遍提高。而且，為了進(jìn)一步提高 PLC 的處理速度，各制造廠商還研制開(kāi)發(fā)了專(zhuān)用邏輯處理芯片，大大提高了 PLC 軟、硬件功能。2. PLC 的特點(diǎn)在發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家，PLC 已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在所有的工業(yè)部門(mén)。據(jù)“美國(guó)市場(chǎng)信息”的世界 PLC 以及軟件市場(chǎng)報(bào)告稱(chēng)，1995 年全球 PLC 及其軟件的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)規(guī)模約 50 億美元[5]。隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，PLC 的功能得到大大的增強(qiáng)，具有以下特點(diǎn)：(1)可靠性高。PLC 的高可靠性得益于軟、硬件上一系列的抗干擾措施和它特殊的周期循環(huán)掃描工作方式。(2)具有豐富的 I/O 接口模塊。PLC 針對(duì)不同的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，有相應(yīng)的外文翻譯資料- 2 -I/O 模塊與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的器件或設(shè)備直接連接。另外為了提高操作性能，它還有多種人機(jī)對(duì)話的接口模塊；為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)，它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊。(3)采用模塊化結(jié)構(gòu)。為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要，除了單元式的小型 PLC以外，絕大多數(shù) PLC 均采用模塊化結(jié)構(gòu)。PLC 的各個(gè)部件，包括 CPU、電源、I/O 等均采用模塊化設(shè)計(jì)，由機(jī)架及電纜將各模塊連接起來(lái)，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶(hù)的需要自行組合。(4)編程簡(jiǎn)單易學(xué)。PLC 的編程大多采用類(lèi)似于繼電器控制線路的梯形圖形式，對(duì)使用者來(lái)說(shuō)，不需要具備計(jì)算機(jī)的專(zhuān)門(mén)知識(shí)，因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握。(5)安裝簡(jiǎn)單，維修方便。PLC 不需要專(zhuān)門(mén)的機(jī)房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行。各種模塊上均有運(yùn)行和故障指示裝置，便于用戶(hù)了解運(yùn)行情況和查找故障。由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，因此一旦某模塊發(fā)生故障，用戶(hù)可以通過(guò)更換模塊的方法，使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運(yùn)行。二、工業(yè) PC 1. 工業(yè) PC 的工業(yè)控制應(yīng)用工業(yè) PC 具有廣泛軟硬件支持特性，品種豐富多樣，能充分利用優(yōu)良圖形用戶(hù)界面功能，對(duì)工業(yè)用戶(hù)有巨大吸引力。但早期 PC 不適合工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程控制應(yīng)用，通過(guò)加固改裝如增加保護(hù)機(jī)殼、采取減振降溫等措施，滿(mǎn)足工業(yè)環(huán)境應(yīng)用的一些要求是其初期發(fā)展的特點(diǎn)。近年來(lái)，隨著芯片集成度的進(jìn)一步提高，功能增加，制板工藝、元器件封裝和表面安裝技術(shù)的改進(jìn)，及標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)總線、標(biāo)準(zhǔn)操作系統(tǒng)和圖形用戶(hù)界面軟件的發(fā)展，工業(yè) PC 的發(fā)展和應(yīng)用進(jìn)入鼎盛時(shí)期，整機(jī)硬件可靠性提高，系統(tǒng)軟件不斷完善，應(yīng)用軟件極大豐富，深入工業(yè)自動(dòng)化控制行業(yè)各個(gè)領(lǐng)域。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，工業(yè) PC 在工業(yè)自動(dòng)化中的使用率占全部工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的 65%，且每年以 21%的增長(zhǎng)速度繼續(xù)擴(kuò)大。制造業(yè)購(gòu)買(mǎi)的工業(yè)PC 按金額計(jì)算占整個(gè) PC 市場(chǎng) 10%左右。在工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程控制系統(tǒng)行業(yè)應(yīng)用于工業(yè)管理的占 44.1%，應(yīng)用于操作員控制臺(tái)的占 36.4%，應(yīng)用于質(zhì)量管理的占18.8%，應(yīng)用于監(jiān)視和控制、工程師控制臺(tái)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的分別占總數(shù)的18.2%、12.6%和 11.1%。工業(yè) PC 的一個(gè)顯著特點(diǎn)是可獨(dú)立組態(tài)，也可與 DCS、PLC、CNC 和其他計(jì)算機(jī)連成網(wǎng)絡(luò)。目前，幾乎所有 DCS、PLC 生產(chǎn)制造商都采用工業(yè) PC 編制控制系外文翻譯資料- 3 -統(tǒng)程序，越來(lái)越多控制系統(tǒng)公司采用工業(yè) PC 作為操作員界面工作站。由工業(yè)PC 所組成的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程控制領(lǐng)域發(fā)揮了十分重要的作用，已出色地用于工廠和車(chē)間級(jí)過(guò)程控制、數(shù)據(jù)采集、批量處理、質(zhì)量管理、機(jī)床自動(dòng)化以及優(yōu)化和專(zhuān)家控制等任務(wù)。2. 工業(yè) PC 的主要特點(diǎn) (1)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用 為了使不同廠家生產(chǎn)的計(jì)算機(jī)能相互連接，也為充分利用市場(chǎng)上多種多樣PC 元件和模塊所提供的功能，工業(yè) PC 采用了標(biāo)準(zhǔn)接口，它不僅需采用IEEE、DIN 和 ISO 等標(biāo)準(zhǔn)，還需采用 AT(ISA)、EISA 及 STD、VME、MultibusⅡ等總線標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)在工業(yè) PC 已廣泛采用了 PCI、PCMCIA 總線標(biāo)準(zhǔn)，這兩種標(biāo)準(zhǔn)總線對(duì)于提高工業(yè) PC 性能和速度有極大推動(dòng)作用。(2)采取必要的保護(hù)措施 必須根據(jù)控制應(yīng)用的環(huán)境條件對(duì)工業(yè) PC 采取各種保護(hù)性措施，使之適合于從工程管理部門(mén)到現(xiàn)場(chǎng)操作控制的應(yīng)用。工業(yè) PC 必須要能耐受條件惡劣的現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)環(huán)境，必須具備良好的散熱、通風(fēng)、防水、防塵、抗干擾、抗腐蝕、防沖擊、抗振動(dòng)等一系列保護(hù)性特點(diǎn)。(3)采用工業(yè)操作系統(tǒng) MS-DOS 因內(nèi)存不足，無(wú)法支持多任務(wù)，缺乏實(shí)時(shí)性功能，連網(wǎng)能力差等缺點(diǎn)，目前已基本不采用了。隨著計(jì)算機(jī)主芯片的飛速發(fā)展，更高性能和更高速度的工業(yè) PC 層出不窮。另外，現(xiàn)在幾乎所有軟件開(kāi)發(fā)公司都已將開(kāi)放重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到 OS/2、Windows 和 Unix 等操作系統(tǒng)上。尤其是適合于工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)多任務(wù)操作應(yīng)用的 Windows NT/2000 已經(jīng)普遍成為工業(yè) PC 的主流操作系統(tǒng)。(4)與自動(dòng)化設(shè)備和系統(tǒng)的通信 工業(yè) PC 須能與各種自動(dòng)化設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行有效通信，如與 PLC、DCS、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及上一級(jí)管理計(jì)算機(jī)的通信。隨著新技術(shù)的不斷發(fā)展，由于系統(tǒng)開(kāi)放和系統(tǒng)集成技術(shù)的發(fā)展需要，工業(yè) PC 的這些通信功能將會(huì)越來(lái)越顯示出其重要作用。標(biāo)準(zhǔn)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展使工業(yè) PC 的應(yīng)用更開(kāi)放，并能使它對(duì)小型計(jì)算機(jī)構(gòu)成更大威脅。以 MAP 協(xié)議為基礎(chǔ)的 Ethernet 通信網(wǎng)絡(luò)允許各種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)間直接相互通信。在不同級(jí)別自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)間相互通信時(shí)，則需單獨(dú)處理各通信信外文翻譯資料- 4 -道。監(jiān)控級(jí)工業(yè) PC 則需從下級(jí)系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)信息，并傳送到上一級(jí)計(jì)算機(jī)。(5)安全操作特性 除了對(duì)工業(yè) PC 采取各種保護(hù)性措施以外，還需要對(duì)工業(yè) PC 的操作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，監(jiān)視計(jì)算機(jī)的運(yùn)行及其軟件系統(tǒng)，檢查具體程序在預(yù)定周期內(nèi)的執(zhí)行情況。計(jì)算機(jī)應(yīng)能監(jiān)視電源電壓，并在故障或偏差過(guò)大時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 3. 工業(yè) PC 的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)工業(yè) PC 現(xiàn)在具有各種各樣的性能和功能，低檔工業(yè) PC 與 CRT 操作終端相當(dāng)，高檔工業(yè) PC 可與工作站相當(dāng)。因此，高檔工業(yè) PC 與低檔工作站的價(jià)格和性能重疊，差別正在消失，工業(yè) PC 與工作站之間的界限越來(lái)越模糊。工業(yè) PC 工作站是工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程控制系統(tǒng)應(yīng)用的優(yōu)良選擇，標(biāo)準(zhǔn)通信網(wǎng)絡(luò)和圖形化操作系統(tǒng)的采用使得工業(yè) PC 與其他設(shè)備能有效地進(jìn)行通信。隨著 32位和 64 位計(jì)算機(jī)芯片的出現(xiàn)和使用，將會(huì)進(jìn)一步提高工業(yè) PC 工作站的功能和性能，今后還會(huì)向更高方向發(fā)展。 軟件是工業(yè) PC 在工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程控制系統(tǒng)中應(yīng)用的關(guān)鍵。硬件性能的提高和價(jià)格的下降，以及標(biāo)準(zhǔn)化和功效更強(qiáng)、更好圖形化操作系統(tǒng)的采用是促進(jìn)工業(yè) PC 軟件發(fā)展的重要因素。當(dāng)前，工業(yè) PC 軟件發(fā)展迅速，市場(chǎng)上已有數(shù)千家獨(dú)立軟件開(kāi)發(fā)公司能供應(yīng)在工業(yè) PC 上運(yùn)行的工業(yè)過(guò)程控制組態(tài)軟件包，以滿(mǎn)足急速增長(zhǎng)的工業(yè)用戶(hù)需要。工業(yè) PC 上應(yīng)用的工業(yè)過(guò)程控制組態(tài)軟件包大多運(yùn)行在 OS/2、Windows 和 UNIX 等標(biāo)準(zhǔn)操作系統(tǒng)上。工業(yè)過(guò)程控制應(yīng)用軟件大批量涌現(xiàn)，軟件開(kāi)發(fā)公司提供了大量可在工業(yè) PC 之上運(yùn)行，用于 PLC、DCS 等工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的組態(tài)工具和圖形化人機(jī)界面軟件。許多 PLC、DCS 生產(chǎn)制造商開(kāi)發(fā)的組態(tài)工具軟件已成為其自動(dòng)化控制系統(tǒng)的重要組成部分。他們采用工業(yè) PC代替專(zhuān)用工作站，用于建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、控制回路、圖形畫(huà)面顯示、報(bào)警記錄、實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)趨勢(shì)記錄以及過(guò)程控制仿真等任務(wù)。現(xiàn)在，各種用于過(guò)程監(jiān)視與控制、單元控制、工廠數(shù)據(jù)采集、過(guò)程優(yōu)化控制、過(guò)程控制仿真、統(tǒng)計(jì)式質(zhì)量控制(SQC)、統(tǒng)計(jì)式過(guò)程控制(SPC)以及專(zhuān)家系統(tǒng)控制的專(zhuān)用工業(yè)自動(dòng)化控制軟件包都有了巨大發(fā)展。IBM 公司 DAE 等應(yīng)用平臺(tái)軟件的出現(xiàn)和應(yīng)用，為應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)提供了統(tǒng)一工具。應(yīng)用平臺(tái)功能可從工業(yè) PC 機(jī)間的數(shù)據(jù)交換到工廠范圍內(nèi)多個(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)，其標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口允許計(jì)算機(jī)、控制設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)間互換數(shù)據(jù)信息，這些為集成信息管理與控制系統(tǒng)提供了極大方便。隨著標(biāo)準(zhǔn)圖形化操作系統(tǒng)的不斷完善和發(fā)展，以及工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程控制軟外文翻譯資料- 5 -件包的極大豐富，工業(yè) PC 的應(yīng)用必將日益旺盛。 三、 DCSDCS 自誕生以來(lái)，經(jīng)過(guò)幾十年的不斷改進(jìn)、發(fā)展和更新?lián)Q代，已相當(dāng)成熟。與初期相比，其系統(tǒng)規(guī)模、控制功能等各方面都有了巨大發(fā)展變化，在可靠性、靈活性、適應(yīng)性、擴(kuò)展性、性?xún)r(jià)比等綜合技術(shù)指標(biāo)方面都有了很大提高和改善。目前已廣泛應(yīng)用于石化、制藥、能源、化工、造紙、煉油、冶金及食品飲料等工業(yè)，并已取得極為顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。據(jù)統(tǒng)計(jì)，生產(chǎn)裝置由模擬控制儀表改為 DCS 所取得的經(jīng)濟(jì)效益可占整體效益的 60%。DCS 投資回收期平均為一兩年，采用高級(jí)控制策略后可使投資回收期縮短 0.5～1 年。當(dāng)今 DCS 正在融入各種先進(jìn)控制技術(shù)與設(shè)備，并全面向集成化信息管理與自動(dòng)化過(guò)程控制系統(tǒng)，即CIMS 方向發(fā)展。1.發(fā)展歷程從 1975 年以來(lái)，DCS 大致經(jīng)歷了 1975～1980 年的第一代，1980～1985 年的第二代，以及 1985 年以后的第三代 3 個(gè)發(fā)展階段。許多生產(chǎn)廠家的 DCS 采取階段性發(fā)展策略，通過(guò)對(duì)早期系統(tǒng)不斷發(fā)展和改進(jìn)，進(jìn)而推出具有各種新特點(diǎn)的新系統(tǒng)，新系統(tǒng)與原設(shè)備均相兼容。早期 DCS 存儲(chǔ)容量小，功能較簡(jiǎn)單。系統(tǒng)主要包括過(guò)程控制單元、過(guò)程接口單元、CRT 操作站、監(jiān)控計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)公路等 5 部分。其特點(diǎn)是采用微處理器實(shí)現(xiàn)分散控制，CRT 操作站與過(guò)程控制單元分離，進(jìn)行集中顯示操作和遠(yuǎn)程控制組態(tài)。Honeywell 公司 TDC-2000 是第一代 DCS 的代表性產(chǎn)品。第二代 DCS 主要由局部網(wǎng)絡(luò)、多功能控制器、主計(jì)算機(jī)、增強(qiáng)型操作站、多功能操作站、網(wǎng)間連接器、系統(tǒng)管理模件等組成。其特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了更徹底的分散控制，接線數(shù)量減少，抗干擾性能增強(qiáng)，硬件標(biāo)準(zhǔn)化程度提高，通用性強(qiáng)，功能更全面。不僅增強(qiáng)了控制功能，且加強(qiáng)了全系統(tǒng)信息管理，引入了局部網(wǎng)絡(luò)和光纖通信技術(shù)。這一時(shí)期的代表性產(chǎn)品包括 Honeywell 公司 TDC-3000 和西屋公司 WDPF 等系統(tǒng)。新一代 DCS 最重要的特點(diǎn)是把過(guò)程控制、監(jiān)視、管理調(diào)度有機(jī)結(jié)合起來(lái)，通過(guò)采用開(kāi)放系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)通信網(wǎng)絡(luò)如 MAP、Ethernet 及現(xiàn)場(chǎng)總線等，解決了不同生產(chǎn)廠家設(shè)備間的互連問(wèn)題。其間的系統(tǒng)具有若干新的發(fā)展特點(diǎn)，采用了 32或 64 位微處理器和功能強(qiáng)大的工作站，增強(qiáng)了順序控制、批量控制能力，系統(tǒng)能容納工業(yè) PC 和 PLC；軟件極大豐富，采用了標(biāo)準(zhǔn)圖形化操作系統(tǒng)平臺(tái)，統(tǒng)一外文翻譯資料- 6 -了用戶(hù)界面；引入了專(zhuān)家系統(tǒng)、自適應(yīng)過(guò)程控制等高級(jí)控制功能。其代表性產(chǎn)品包括 Foxbor 公司 I/A 系列智能化控制系統(tǒng)、ABB-貝利 INFI 90、ABB 公司Freelance 2000、RTP 公司 RTP 2000/2200 HCS(混合型控制系統(tǒng))、橫河 XL 和mXL、Honeywell 公司 TDC-3000 LCN/VCN-PM 以及西門(mén)子 PCS 7 等系統(tǒng)。2. 新特點(diǎn)和新發(fā)展 (1)全開(kāi)放系統(tǒng)使 DCS 向 CIMS 方向發(fā)展 隨著標(biāo)準(zhǔn)通信網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的發(fā)展，采用多級(jí)通信網(wǎng)絡(luò)的 DCS 正逐步實(shí)現(xiàn)全面開(kāi)放。新系統(tǒng)都采用 ISO 開(kāi)放系統(tǒng)互連模型，通信協(xié)議滿(mǎn)足MAP/TOP 或 IEEE 標(biāo)準(zhǔn)要求。在主干網(wǎng)絡(luò)一層，廣泛采用 MAP 3.0 協(xié)議或ISO/OSI 模型；中間層多采用 Mini MAP、IEEE 802.3、Ethernet 或 Proway；最低層現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備則采用現(xiàn)場(chǎng)總線或變送器總線進(jìn)行連接。開(kāi)放系統(tǒng)改變了以往DCS 生產(chǎn)廠家自成一體的封閉局面，并使得自動(dòng)化工業(yè)用戶(hù)在應(yīng)用軟硬件方面有更大選擇余地。新一代 DCS 正在向多級(jí)多區(qū)域化方向發(fā)展。它以多級(jí)通信網(wǎng)絡(luò)為工具，把整個(gè)工廠或企業(yè)的生產(chǎn)信息管理和控制相互結(jié)合起來(lái)，在工廠最低層采用數(shù)字方式把現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備集成到 DCS 之中，在高層解決局部網(wǎng)絡(luò)及各類(lèi)管理計(jì)算機(jī)的互連，從而實(shí)現(xiàn)最優(yōu)調(diào)度、決策，以及生產(chǎn)過(guò)程總體優(yōu)化。這就符合利用計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)過(guò)程及有關(guān)物質(zhì)流和信息流進(jìn)行綜合管理 CIMS 系統(tǒng)的發(fā)展要求。利用 DCS 開(kāi)放系統(tǒng)逐步向 CIMS 方向推進(jìn)，是綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集成的一種基本方法。(2)工作站和圖形用戶(hù)界面強(qiáng)化了操作站功能 工作站(包括工業(yè) PC 工作站)和圖形用戶(hù)界面的采用，使得 DCS 操作站面貌一新。許多 DCS 生產(chǎn)廠家更多地將 DEC、SUN 及阿波羅等公司的 Unix 工作站用于操作員界面任務(wù)及其某些控制任務(wù)，并相應(yīng)采用了 Motif、Penlook、X 窗口、OS/2、Windows 等圖形用戶(hù)界面。工作站價(jià)格合算、效率高，并提供了對(duì)用戶(hù)友好的操作員界面設(shè)備。高功能工作站和高分辨率圖形設(shè)備的采用，使得操作站處理的信息量更大，信息處理質(zhì)量更高，并能利用鼠標(biāo)器、觸摸屏、轉(zhuǎn)球式光標(biāo)以及其他一些人機(jī)工程技術(shù)。(3)采用 32 或 64 位處理器提高硬件性能 32 或 64 位微機(jī)的發(fā)展和使用，是計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的里程碑，對(duì) DCS 硬件性能的提高具有重大影響。目前，大多數(shù) DCS 已經(jīng)用 32 或 64 位微機(jī)取代了原外文翻譯資料- 7 -16 位機(jī)，因此，相應(yīng)的過(guò)程控制站和操作員站功能升級(jí)。采用 Intel 86 系列處理器的擴(kuò)展型 PC 生產(chǎn)廠家現(xiàn)在主要采用 Pentium 處理器處理操作員界面任務(wù)；而采用 M68 系列的生產(chǎn)廠家則越來(lái)越多地采用了 68020、68030 以上的處理器。大多數(shù)工作站處理器的性能達(dá)到了 5～50M 指令/s。DCS 過(guò)程控制器采用 32 位以上處理器后，各項(xiàng)性能均比以前提高 2 倍以上，總線內(nèi)通信速度提高了 3 倍以上，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息傳輸速度達(dá)到 10、100、1000Mb/s，通信距離可達(dá)20km，I/O 點(diǎn)數(shù)可達(dá) 20000 以上，而同等規(guī)模系統(tǒng)卻比以前便宜了 30～40%。 (4)增強(qiáng)批處理能力早期 DCS 主要用于連續(xù)過(guò)程控制，現(xiàn)在 DCS 批量處理功能不斷增強(qiáng)，并越來(lái)越顯示出其重要性。DCS 采用菜單操作和填空方式進(jìn)行系統(tǒng)組態(tài)及其圖形顯示等特點(diǎn)都適合批量處理應(yīng)用。絕大多數(shù) DCS 新產(chǎn)品都能用同一控制器實(shí)現(xiàn)連續(xù)和批量過(guò)程控制。DCS 軟件庫(kù)中邏輯運(yùn)算、布爾函數(shù)等功能的增加，增強(qiáng)了系統(tǒng)順序控制和批量控制能力。如 ABB-貝利 INFI 90 系統(tǒng)采用的批量處理語(yǔ)言Batch 90 具有文件自動(dòng)處理和內(nèi)部查錯(cuò)能力，可與功能碼、梯形圖混合使用，可直接讀寫(xiě)功能碼和梯形圖，允許從聯(lián)鎖邏輯中所斷開(kāi)的順序控制邏輯連續(xù)執(zhí)行，簡(jiǎn)化了批量處理邏輯的執(zhí)行。 (5)軟件極大豐富，增加了高級(jí)控制功能在操作系統(tǒng)方面，Windows NT 和 Unix 作為開(kāi)放系統(tǒng)的代表，具有廣闊發(fā)展前景，其特點(diǎn)包括多用戶(hù)、多任務(wù)、優(yōu)良的可移植特性和網(wǎng)絡(luò)功能。目前，實(shí)時(shí) Unix 在工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的開(kāi)放性方面發(fā)揮了重要作用，除DCS 生產(chǎn)廠家自行開(kāi)發(fā)的專(zhuān)用操作系統(tǒng)外，Unix 和 Windows NT 是在各種 DCS 中使用最為廣泛的標(biāo)準(zhǔn)操作系統(tǒng)。 DCS 組態(tài)軟件多采用功能模塊語(yǔ)言和面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言，有些系統(tǒng)采用高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言和圖形化軟件。組態(tài)過(guò)程通常利用輸入、輸出、選擇、計(jì)算、邏輯、報(bào)警、限幅、順序和控制等模塊的軟連接，構(gòu)成各種不同控制回路。菜單和填空式操作使得控制組態(tài)非常方便。DCS 控制算法正不斷完善和發(fā)展。除可實(shí)現(xiàn) PID、非線性、前饋、串級(jí)、前饋加反饋外，還可實(shí)施順序控制和梯形圖邏輯控制，及 PID 參數(shù)的自整定、自適應(yīng)控制。DCS 廠家提供的各種專(zhuān)用軟件模塊，如 SPC/SQC(統(tǒng)計(jì)式過(guò)程控制/統(tǒng)計(jì)式質(zhì)量控制)、CAD、人工智能和專(zhuān)家系統(tǒng)等，極大豐富了 DCS 軟件程序庫(kù)，增加了系統(tǒng)高級(jí)控制功能，現(xiàn)在市場(chǎng)上的高級(jí)控制軟件包已達(dá)數(shù)千種。專(zhuān)家系外文翻譯資料- 8 -統(tǒng)、多變量預(yù)測(cè)控制、模糊邏輯控制及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)已逐步實(shí)用化和商品化。 今后的 DCS 軟件設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)仍將繼續(xù)突出以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：模塊化程序設(shè)計(jì)；面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)；將專(zhuān)用程序設(shè)計(jì)方法用于實(shí)現(xiàn) X 窗口、聲音識(shí)別等方面，以便為工業(yè)自動(dòng)化用戶(hù)提供更加靈活適用的操作員界面。 (6)智能化傳感器等數(shù)字化現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)入 DCS目前，各工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程控制公司已推出大量采用微處理器、具備模擬和數(shù)字兩種信號(hào)輸出，并具有數(shù)字通信功能的智能化現(xiàn)場(chǎng)儀表。DCS 生產(chǎn)廠家正在利用各種方法把數(shù)字化現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備集成到自己的系統(tǒng)中。如 Honeywell IACD 雙向通信系統(tǒng)用于智能變送器與 TDC-3000 過(guò)程控制器等部件的連接；ABB-貝利雙向通信系統(tǒng)利用 9600 baud 頻移鍵控物理層傳輸方式，其硬件包括現(xiàn)場(chǎng)總線輸入模件和現(xiàn)場(chǎng)總線終端單元，軟件包括變送器管理程序和變送器功能塊；Moore公司 Mycro HART 門(mén)接器可支持 256 個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接或 480 個(gè)多點(diǎn)連接的智能變送器；Foxbro 公司除采用數(shù)字方式把自己的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備集成到智能化 I/O 系統(tǒng)外，還提供了 60 多種連接其他生產(chǎn)廠家的門(mén)接器。 采用標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)總線，從底向上實(shí)現(xiàn)不同生產(chǎn)廠家設(shè)備互連，符合當(dāng)前技術(shù)發(fā)展潮流。目前，現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展已受到國(guó)際高度重視，是綜合工業(yè)自動(dòng)化主控系統(tǒng)不可缺少的組成部分。隨著標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)場(chǎng)總線通信技術(shù)的發(fā)展，DCS中更多的智能和控制功能將向下轉(zhuǎn)移，下放到現(xiàn)場(chǎng)級(jí)控制設(shè)備。它們將為 DCS的診斷和處理提供更好的平臺(tái)，使 DCS 走向更加高級(jí)的開(kāi)放形式。 (7)DCS 進(jìn)一步容納工業(yè) PC 和 PLC工業(yè) PC 和 PLC 作為 DCS 中的設(shè)備現(xiàn)在已經(jīng)非常普遍。絕大多數(shù)生產(chǎn)廠家的DCS 都提供了把工業(yè) PC、PLC 連入到 DCS 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的硬件接口和應(yīng)用軟件。工業(yè) PC 可利用觸摸屏和 CRT 窗口技術(shù)，可采用菜單驅(qū)動(dòng)方式建立起控制策略，還可利用母板上的插件實(shí)現(xiàn)與外部的通信。通過(guò)適當(dāng)軟件和硬件接口，工業(yè) PC 可與 DCS 中的過(guò)程回路控制器相連接，用于回路控制的圖形顯示。DCS 利用工業(yè) PC 作為操作站、編程終端、監(jiān)視臺(tái)、工作站等，如 ABB-貝利、菲歇爾等公司的 DCS 數(shù)年前就已把 IBM PC 及其兼容機(jī)，以及 DEC Professional 300等個(gè)人計(jì)算機(jī)用于系統(tǒng)組態(tài)、監(jiān)控、編程等任務(wù)。還有一些生產(chǎn)廠家除自己開(kāi)發(fā)一系列接口部件和軟件，將工業(yè) PC 作為 DCS 操作員站及其他任務(wù)以外，還可采用第三方生產(chǎn)廠家的如 OnSpec 等過(guò)程控制軟件包。外文翻譯資料- 9 -PLC 與 DCS 的關(guān)系是既相結(jié)合、又相競(jìng)爭(zhēng)?，F(xiàn)在大多 DCS 都結(jié)合梯形邏輯程序設(shè)計(jì)技術(shù)，所有 PLC 都增加了模擬模件，以便處理連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程。PLC 通過(guò)結(jié)構(gòu)改進(jìn)，通信和連網(wǎng)能力增強(qiáng)，控制功能增加，并采用了類(lèi)似 DCS 操作站、帶監(jiān)控計(jì)算機(jī)的操作員界面。而 DCS 也在不斷增強(qiáng)批量處理能力，向小型、高功能、模塊化方向發(fā)展。因此 DCS 和 PLC 正逐漸靠攏，兩者界線變得越來(lái)越模糊。它們?cè)诠δ芎蛻?yīng)用方面正互相滲透，相互融合。因而，在許多應(yīng)用場(chǎng)合下，很難分清哪些是 PLC，哪些是 DCS。DCS 一般都有對(duì) PLC 的接口，可把 PLC 連接到 DCS 中。目前，以 PLC 為基礎(chǔ)的 DCS 發(fā)展很快，離散制造業(yè)和過(guò)程工業(yè)都傾向于采用混合控制策略的 PLC/DCS。有的系統(tǒng)則利用同一機(jī)箱將連續(xù)控制和 PLC邏輯功能結(jié)合在一起，不必采用單獨(dú) PLC 系統(tǒng)，如美國(guó) RTP 2000/2200 HCS 即采用了該方式，該系統(tǒng)完整地將 PLC 和 DCS 功能特性集成在一起，應(yīng)用同一套控制策略組態(tài)軟件 NetSuite 就能完成所有控制功能的設(shè)計(jì)和組態(tài)。(8)采用光纖通信等新技術(shù) DCS 在其發(fā)展過(guò)程中不斷吸取了各種先進(jìn)技術(shù)。光纖通信、高密度大容量磁盤(pán)、表面安裝工藝、聲音合成與識(shí)別、多媒體等新技術(shù)，以及低功耗 CMOS 器件和 RISC 處理機(jī)等已在一些新的 DCS 中得到了充分應(yīng)用。光纖通信技術(shù)在 DCS中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。由于光纖具有體積小、信息容量大、信號(hào)衰減小、頻帶寬、抗干擾能力強(qiáng)、傳輸速度快、可靠性高等一系列優(yōu)點(diǎn)，DCS 高速通道所采用的雙絞線和同軸電纜將逐漸被光纖電纜所代替，使得系統(tǒng)通信效能進(jìn)一步提高。為進(jìn)一步提高系統(tǒng)可靠性，DCS 通信總線、網(wǎng)絡(luò)以及各級(jí)人機(jī)接口、控制器和現(xiàn)場(chǎng)接口等均已普遍采用冗余、容錯(cuò)以及故障隔離等保護(hù)性措施。 3. DCS 的未來(lái)是向 CIMS 方向發(fā)展 DCS 的未來(lái)是什么？一個(gè)國(guó)外過(guò)程控制專(zhuān)家曾形象地描繪認(rèn)為：DCS 正在消失，但 DCS 所提供的功能將永遠(yuǎn)不會(huì)消失，它們適應(yīng)高效、安全、實(shí)時(shí)工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程控制的需要；控制機(jī)箱還將繼續(xù)存在，但是未來(lái)控制室的面貌將發(fā)生巨大變化，將來(lái)的控制室更像是一個(gè)數(shù)據(jù)處理中心，常規(guī)大型 DCS 操作員控制臺(tái)必將成為過(guò)時(shí)的設(shè)備；在 DCS 與上級(jí)管理計(jì)算機(jī)“無(wú)縫”連接的多級(jí)信息管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系中，DCS 作為獨(dú)立實(shí)體的現(xiàn)象將會(huì)消失。也就是說(shuō)，DCS 將會(huì)發(fā)展到它的更高形式。外文資料翻譯- 1 -The characteristics and trends of PLC, DCS and industrial PCPLC、工業(yè) PC 與 DCS 的特點(diǎn)與趨勢(shì)At present, widely used in industrial automation systems of the three large industrial PC, DCS and PLC. Here, for their economic and technological standards and development trends described.目前，廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的 3 大件是工業(yè) PC、DCS 和 PLC。在此，對(duì)于他們的經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行敘述。First, the characteristics and Application of PLC 一、可編程序控制器的特點(diǎn) 及應(yīng)用1.PLC Application1. PLC 的應(yīng)用Early PLC (Programmable Logic Controller, PLC), mainly to replace relay logic control to achieve. With computer technology, communications technology and the rapid development of automatic control technology, the PLC will be the traditional relay control technology and the emerging computer technology and communications technology integration, with high reliability, strong function and flexible, Programming simple, easy to use and a series of advantages, as well as good performance of the industrial environment and control targets of performance in industrial production in a wide range of applications.早期的可編程序控制器(Programmable Logic Controller，PLC)，主要用來(lái)代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的迅速發(fā)展，可編程序控制器將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)與新興的計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)融為一體，具有可靠性高、功能強(qiáng)、應(yīng)用靈活、編程簡(jiǎn)單、使用方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，以及良好的工業(yè)環(huán)境工作性能和自動(dòng)控制目標(biāo)實(shí)現(xiàn)性能，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。1969, the United States Digital Equipment Corporation (DEC) developed the world's first programmable controller. Early separation from the programmable controller components and small and medium-sized integrated circuit component, the 外文資料翻譯- 2 -main function previously performed by the relay is completed sequence control, such as timing. The early 1970s, small size, strong function and cheaper microprocessors used PLC, makes the PLC function has been enhanced significantly. In terms of hardware, in addition to maintaining its original switch modules, has also increased the simulation module, remote I / O modules and special function modules all. In terms of software, easy to use PLC Electric staff in the ladder diagram programming language, in addition to maintaining the original logic functions, has also increased the arithmetic operations, data processing and transmission, communications and self-diagnostic capabilities. In the 1980's, the late, as ultra-large-scale integrated circuit technology is developing rapidly, microprocessor market a sharp price drop, the PLC makes the microprocessors used by the general improvement in grades. Furthermore, in order to further improve the processing speed of PLC, the manufacturer has developed a dedicated logic chip, greatly improving the PLC hardware and software functions.1969 年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司(DEC)研制出世界上第一臺(tái)可編程控制器。早期的可編程控制器由分離元件和中小規(guī)模集成電路組成，主要功能是執(zhí)行原先由繼電器完成的順序控制、定時(shí)等。70 年代初期，體積小、功能強(qiáng)和價(jià)格便宜的微處理器被用于 PLC，使得 PLC 的功能大大增強(qiáng)。在硬件方面，除了保持其原有的開(kāi)關(guān)模塊以外，還增加了模擬量模塊、遠(yuǎn)程 I/O 模塊和各種特殊功能模塊。在軟件方面，PLC 采用極易為電氣人員掌握的梯形圖編程語(yǔ)言，除了保持原有的邏輯運(yùn)算等功能以外，還增加了算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通訊、自診斷等功能。進(jìn)入 80 年代中、后期，由于超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器的市場(chǎng)價(jià)格大幅度下跌，使得 PLC 所采用的微處理器的檔次普遍提高。而且，為了進(jìn)一步提高 PLC 的處理速度，各制造廠商還研制開(kāi)發(fā)了專(zhuān)用邏輯處理芯片，大大提高了 PLC 軟、硬件功能。2.Characteristics PLC2. PLC 的特點(diǎn)In the developed industrial countries, PLC has been widely used in all industrial sectors. According to "The United States market information" World PLC and software market report, in 1995 the global software PLC and its economies of scale of 外文資料翻譯- 3 -about 5 billion US dollars [5]. As electronic technology and the development of computer technology, the PLC functions are greatly enhanced, with the following characteristics:在發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家，PLC 已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在所有的工業(yè)部門(mén)。據(jù)“美國(guó)市場(chǎng)信息”的世界 PLC 以及軟件市場(chǎng)報(bào)告稱(chēng)，1995 年全球 PLC 及其軟件的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)規(guī)模約 50 億美元[5]。隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，PLC 的功能得到大大的增強(qiáng)，具有以下特點(diǎn)：(1) high reliability. PLC benefited from the high-reliability hardware and software on a series of anti-jamming measures and the cycle of its special scanning methods of work. (1)可靠性高。PLC 的高可靠性得益于軟、硬件上一系列的抗干擾措施和它特殊的周期循環(huán)掃描工作方式。(2) with rich I / O interface module. PLC for different industrial field signal and the corresponding I / O modules and industrial devices or equipment at the scene of a direct connection. In addition to improving performance, it also has a variety of man-machine dialogue interface modules to the industrial composition of local area networks, it also multiple communications network interface module.(2)具有豐富的 I/O 接口模塊。PLC 針對(duì)不同的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，有相應(yīng)的I/O 模塊與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的器件或設(shè)備直接連接。另外為了提高操作性能，它還有多種人機(jī)對(duì)話的接口模塊；為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)，它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊。(3) modular structure. To meet the needs of various industrial control, in addition to a small PLC unit, the vast majority of PLC are modular structure. PLC various components, including the CPU, power supply, I / O, etc. is modular in design from the rack and cables will connect each module, the system's size and function in accordance with the needs of users of its own portfolio. (3)采用模塊化結(jié)構(gòu)。為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要，除了單元式的小型 PLC以外，絕大多數(shù) PLC 均采用模塊化結(jié)構(gòu)。PLC 的各個(gè)部件，包括 CPU、電源、I/O 等均采用模塊化設(shè)計(jì)，由機(jī)架及電纜將各模塊連接起來(lái)，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶(hù)的需要自行組合。外文資料翻譯- 4 -(4) easy to learn programming. Most of the PLC programming relay control circuit similar to the ladder diagram form, the user, do not have computer expertise, it is easy to general engineering and technical personnel understand and master. (4)編程簡(jiǎn)單易學(xué)。PLC 的編程大多采用類(lèi)似于繼電器控制線路的梯形圖形式，對(duì)使用者來(lái)說(shuō)，不需要具備計(jì)算機(jī)的專(zhuān)門(mén)知識(shí)，因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握。(5) Installation is simple and easy maintenance. PLC does not require specialized equipment room in a variety of industrial environments can be directly run. Various modules are run and fault indication devices, user-friendly understanding of the operation and find fault. The modular structure, so any failure of a module, users can replace the module, allowing the system to rapidly resume operation.(5)安裝簡(jiǎn)單，維修方便。PLC 不需要專(zhuān)門(mén)的機(jī)房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行。各種模塊上均有運(yùn)行和故障指示裝置，便于用戶(hù)了解運(yùn)行情況和查找故障。由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，因此一旦某模塊發(fā)生故障，用戶(hù)可以通過(guò)更換模塊的方法，使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運(yùn)行。Second, the characteristics and Application of industrial PC 二、工業(yè) PC 1.Industrial PC industrial control applications 1. 工業(yè) PC 的工業(yè)控制應(yīng)用Industrial PC hardware and software support of a broad, diverse varieties can take full advantage of excellent graphical user interface capabilities, the industrial users an enormously attractive. Early PC but not suitable for industrial process control automation applications, such as increasing modified by strengthening the protection of the case, such as cooling damping taken measures to meet the industrial environment is the application of some of the requirements of the characteristics of its early development. In recent years, with the further integration of chips increase, the increase in functionality, system board technology, packaging components and surface mount technology improvements, and standard industrial bus, a standard operating system and graphical user interface software development, the Industrial PC 外文資料翻譯- 5 -development and application to enter its peak period, the complete machine reliability improved hardware, system software has continually improved, greatly enriched applications, in-depth industrial automation and control industries in various fields. According to incomplete statistics, in the industrial automation industrial PC usage in the total industrial control computer 65%, and an annual growth rate of 21 per cent continued to expand. PC manufacturing industry by buying rate of the PC market as a whole accounted for about 10 percent. In the industrial automation process control systems used in industrial management industry accounted for 44.1%, applied to the console operator of 36.4%, applied to the management of the quality of 18.8%, applied to monitor and control, engineers console, Data Acquisition System respectively of the total 18.2%, 12.6% and 11.1%. 工業(yè) PC 具有廣泛軟硬件支持特性，品種豐富多樣，能充分利用優(yōu)良圖形用戶(hù)界面功能，對(duì)工業(yè)用戶(hù)有巨大吸引力。但早期 PC 不適合工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程控制應(yīng)用，通過(guò)加固改裝如增加保護(hù)機(jī)殼、采取減振降溫等措施，滿(mǎn)足工業(yè)環(huán)境應(yīng)用的一些要求是其初期發(fā)展的特點(diǎn)。近年來(lái)，隨著芯片集成度的進(jìn)一步提高，功能增加，制板工藝、元器件封裝和表面安裝技術(shù)的改進(jìn)，及標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)總線、標(biāo)準(zhǔn)操作系統(tǒng)和圖形用戶(hù)界面軟件的發(fā)展，工業(yè) PC 的發(fā)展和應(yīng)用進(jìn)入鼎盛時(shí)期，整機(jī)硬件可靠性提高，系統(tǒng)軟件不斷完善，應(yīng)用軟件極大豐富，深入工業(yè)自動(dòng)化控制行業(yè)各個(gè)領(lǐng)域。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，工業(yè) PC 在工業(yè)自動(dòng)化中的使用率占全部工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的 65%，且每年以 21%的增長(zhǎng)速度繼續(xù)擴(kuò)大。制造業(yè)購(gòu)買(mǎi)的工業(yè)PC 按金額計(jì)算占整個(gè) PC 市場(chǎng) 10%左右。在工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程控制系統(tǒng)行業(yè)應(yīng)用于工業(yè)管理的占 44.1%，應(yīng)用于操作員控制臺(tái)的占 36.4%，應(yīng)用于質(zhì)量管理的占18.8%，應(yīng)用于監(jiān)視和控制、工程師控制臺(tái)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的分別占總數(shù)的18.2%、12.6%和 11.1%。Industrial PC A notable feature is independent of configuration, but also with the DCS, PLC, CNC and other computer connected network. At present, almost all DCS, PLC manufacturers use industrial PC control system preparation procedures, more and more companies use industrial control system operator interface PC as a workstation. Formed by the industrial PC computer control system in the field of industrial automation process control play a very important role, has been outstanding for factory and workshop level process control, data acquisition, batch processing, 外文資料翻譯- 6 -quality control, automation and machine optimization and experts control, and other tasks.工業(yè) PC 的一個(gè)顯著特點(diǎn)是可獨(dú)立組態(tài)，也可與 DCS、PLC、CNC 和其他計(jì)算機(jī)連成網(wǎng)絡(luò)。目前，幾乎所有 DCS、PLC 生產(chǎn)制造商都采用工業(yè) PC 編制控制系統(tǒng)程序，越來(lái)越多控制系統(tǒng)公司采用工業(yè) PC 作為操作員界面工作站。由工業(yè)PC 所組成的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程控制領(lǐng)域發(fā)揮了十分重要的作用，已出色地用于工廠和車(chē)間級(jí)過(guò)程控制、數(shù)據(jù)采集、批量處理、質(zhì)量管理、機(jī)床自動(dòng)化以及優(yōu)化和專(zhuān)家控制等任務(wù)。2. Main features of the PC industry 2. 工業(yè) PC 的主要特點(diǎn) (1)an industry-standard application (1)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用 In order to enable different computer manufacturers can be linked to one another, as well as take full advantage of the market varied PC components and the functions provided by the module, industrial PC with standard interface, which not only required by the IEEE, DIN and ISO standards, to adopt AT (ISA), EISA and STD, VME, Multibus Ⅱ, and other bus standards. Industrial PC now has been widely adopted PCI, PCMCIA bus standard, the two industry-standard bus for improved performance and speed of a PC great role.為了使不同廠家生產(chǎn)的計(jì)算機(jī)能相互連接，也為充分利用市場(chǎng)上多種多樣PC 元件和模塊所提供的功能，工業(yè) PC 采用了標(biāo)準(zhǔn)接口，它不僅需采用IEEE、DIN 和 ISO 等標(biāo)準(zhǔn)，還需采用 AT(ISA)、EISA 及 STD、VME、MultibusⅡ等總線標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)在工業(yè) PC 已廣泛采用了 PCI、PCMCIA 總線標(biāo)準(zhǔn)，這兩種標(biāo)準(zhǔn)總線對(duì)于提高工業(yè) PC 性能和速度有極大推動(dòng)作用。(2)to take the necessary protection measures (2)采取必要的保護(hù)措施 Applications must be based on the control of environmental conditions on the PC industry adopt various protective measures, adapted from a project management departments to the scene operational control applications. Industrial PC must be able 外文資料翻譯- 7 -tolerance of the harsh conditions at the production environment, we must have good heat dissipation, ventilation, waterproof, dustproof, anti-jamming and anti-corrosion and anti-shock, anti-vibration and a series of protective features.必須根據(jù)控制應(yīng)用的環(huán)境條件對(duì)工業(yè) PC 采取各種保護(hù)性措施，使之適合于從工程管理部門(mén)到現(xiàn)場(chǎng)操作控制的應(yīng)用。工業(yè) PC 必須要能耐受條件惡劣的現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)環(huán)境，必須具備良好的散熱、通風(fēng)、防水、防塵、抗干擾、抗腐蝕、防沖擊、抗振動(dòng)等一系列保護(hù)性特點(diǎn)。(3)industrial operating system (3)采用工業(yè)操作系統(tǒng) MS-DOS because of lack of memory, unable to support multi-task, the lack of real-time features networking capacity and poor, has been basically not used. Along with the main computer chip, the rapid development of higher speed and better performance of industrial PC endless. In addition, almost all software development companies have shifted the focus will be open to the OS / 2, Windows and Unix, and other operating systems. Especially suitable for industrial process control automation real-time multi-tasking operating system application of Windows NT/2000 PC industry has generally become the mainstream operating system.MS-DOS 因內(nèi)存不足，無(wú)法支持多任務(wù)，缺乏實(shí)時(shí)性功能，連網(wǎng)能力差等缺點(diǎn)，目前已基本不采用了。隨著計(jì)算機(jī)主芯片的飛速發(fā)展，更高性能和更高速度的工業(yè) PC 層出不窮。另外，現(xiàn)在幾乎所有軟件開(kāi)發(fā)公司都已將開(kāi)放重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到 OS/2、Windows 和 Unix 等操作系統(tǒng)上。尤其是適合于工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)多任務(wù)操作應(yīng)用的 Windows NT/2000 已經(jīng)普遍成為工業(yè) PC 的主流操作系統(tǒng)。(4)and automation equipment and communications systems (4)與自動(dòng)化設(shè)備和系統(tǒng)的通信 Industrial PC should be able to with a variety of automated equipment and systems for effective communication, such as PLC, DCS, data acquisition systems, as well as on a management computer communication. With the continuous development of new technologies, due to open systems and system integration technology for the development needs of the PC industry these communications will be increasingly important role in the show. 外文資料翻譯- 8 -工業(yè) PC 須能與各種自動(dòng)化設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行有效通信，如與 PLC、DCS、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及上一級(jí)管理計(jì)算機(jī)的通信。隨著新技術(shù)的不斷發(fā)展，由于系統(tǒng)開(kāi)放和系統(tǒng)集成技術(shù)的發(fā)展需要，工業(yè) PC 的這些通信功能將會(huì)越來(lái)越顯示出其重要作用。Standard communications network to the development of the industrial PC applications more open, and will enable its small computer pose a greater threat. MAP agreement to Ethernet-based communication networks to allow various computer systems communicate with each other directly. Different levels of automation in the mutual communication network systems, require separate handling of the communication channel. Industrial PC required monitoring level from the lower level data acquisition system and transmitted to a computer on. 標(biāo)準(zhǔn)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展使工業(yè) PC 的應(yīng)用更開(kāi)放，并能使它對(duì)小型計(jì)算機(jī)構(gòu)成更大威脅。以 MAP 協(xié)議為基礎(chǔ)的 Ethernet 通信網(wǎng)絡(luò)允許各種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)間直接相互通信。在不同級(jí)別自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)間相互通信時(shí)，則需單獨(dú)處理各通信信道。監(jiān)控級(jí)工業(yè) PC 則需從下級(jí)系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)信息，并傳送到上一級(jí)計(jì)算機(jī)。(5)the safe operation of (5)安全操作特性In addition to the PC industry adopt various protective measures, the need for the operation of state industrial PC monitor, monitor the operation of computer systems and software, scheduled inspection procedures specified in the implementation of the cycle. Computer should be able to monitor the power supply, and failure or excessive deviation warning signal was issued.除了對(duì)工業(yè) PC 采取各種保護(hù)性措施以外，還需要對(duì)工業(yè) PC 的操作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，監(jiān)視計(jì)算機(jī)的運(yùn)行及其軟件系統(tǒng)，檢查具體程序在預(yù)定周期內(nèi)的執(zhí)行情況。計(jì)算機(jī)應(yīng)能監(jiān)視電源電壓，并在故障或偏差過(guò)大時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 3.Industrial PC the status quo and development trend 3. 工業(yè) PC 的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)Industrial PC now have a wide range of performance and functionality, low-grade industrial PC with a CRT terminal operators, high-grade industrial workstation with a PC. Thus, high-grade and low-grade industrial PC workstation performance 外文資料翻譯- 9 -and the price of overlap, the difference is disappearing, industrial PC and workstations increasingly blurred the boundaries between. 工業(yè) PC 現(xiàn)在具有各種各樣的性能和功能，低檔工業(yè) PC 與 CRT 操作終端相當(dāng)，高檔工業(yè) PC 可與工作站相當(dāng)。因此，高檔工業(yè) PC 與低檔工作站的價(jià)格和性能重疊，差別正在消失，工業(yè) PC 與工作站之間的界限越來(lái)越模糊。Industrial PC workstation is the industrial automation process control system applications excellent choice, standard communication networks and the use of graphical operating system makes industrial PC and other equipment to effectively communicate. With 32-bit and 64-bit computer chips and the emergence of use, will be further enhanced industrial PC workstation functionality and performance, but also to a higher future direction. 工業(yè) PC 工作站是工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程控制系統(tǒng)應(yīng)用的優(yōu)良選擇，標(biāo)準(zhǔn)通信網(wǎng)絡(luò)和圖形化操作系統(tǒng)的采用使得工業(yè) PC 與其他設(shè)備能有效地進(jìn)行通信。隨著 32位和 64 位計(jì)算機(jī)芯片的出現(xiàn)和使用，將會(huì)進(jìn)一步提高工業(yè) PC 工作站的功能和性能，今后還會(huì)向更高方向發(fā)展。 Industrial PC software is in the process of industrial automation control system of a key application. Hardware performance and the improvement of the drop in prices, as well as standardization and greater efficiency, better graphics and the use of the operating system to promote industrial PC software is an important factor in development. At present, the rapid development of industrial PC software on the market has thousands of independent software development company can supply in the industrial PC running on industrial process control configuration software package to meet the rapid growth of the industrial user needs. Industrial PC application of industrial process control software packages are running on the configuration of OS / 2, Windows, and UNIX operating system standard. Industrial process control applications have emerged in large quantities, software development companies can provide a large number of industrial PC on the run for the PLC, DCS, such as industrial automation and control system configuration tools and graphical user interface software. Many PLC, DCS manufacturers development of the software configuration tool for automatic control system has become an important component. They used to replace dedicated industrial PC workstations, for the creation of real-外文資料翻譯- 10 -time database, the control loop, graphic footage showed police records, real-time and historical trend data recording and process control, simulation, and other tasks. Now, for the process of surveillance and control, unit control, factory data collection, process optimization control, process control, simulation, statistical quality-control (SQC), the Statistical Process Control (SPC) and expert system for the control of industrial automation and control package has been tremendous developments. DAE applications such as IBM's software platform and the emergence of applications, the application provides a unified software development tool. Application Platform features from the PC-industry data exchange within the factory to the coordination of multiple systems, the standard data interface allows computer control equipment and exchange of data and information networks, for integrated information management and control system provides great convenience. 軟件是工業(yè) PC 在工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程控制系統(tǒng)中應(yīng)用的關(guān)鍵。硬件性能的提高和價(jià)格的下降，以及標(biāo)準(zhǔn)化和功效更強(qiáng)、更好圖形化操作系統(tǒng)的采用是促進(jìn)工業(yè) PC 軟件發(fā)展的重要因素。當(dāng)前，工業(yè) PC 軟件發(fā)展迅速，市場(chǎng)上已有數(shù)千家獨(dú)立軟件開(kāi)發(fā)公司能供應(yīng)在工業(yè) PC 上運(yùn)行的工業(yè)過(guò)程控制組態(tài)軟件包，以滿(mǎn)足急速增長(zhǎng)的工業(yè)用戶(hù)需要。工業(yè) PC 上應(yīng)用的工業(yè)過(guò)程控制組態(tài)軟件包大多運(yùn)行在 OS/2、Windows 和 UNIX 等標(biāo)準(zhǔn)操作系統(tǒng)上。工業(yè)過(guò)程控制應(yīng)用軟件大批量涌現(xiàn)，軟件開(kāi)發(fā)公司提供了大量可在工業(yè) PC 之上運(yùn)行，用于 PLC、DCS 等工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的組態(tài)工具和圖形化人機(jī)界面軟件。許多 PLC、DCS 生產(chǎn)制造商開(kāi)發(fā)的組態(tài)工具軟件已成為其自動(dòng)化控制系統(tǒng)的重要組成部分。他們采用工業(yè) PC代替專(zhuān)用工作站，用于建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、控制回路、圖形畫(huà)面顯示、報(bào)警記錄、實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)趨勢(shì)記錄以及過(guò)程控制仿真等任務(wù)?，F(xiàn)在，各種用于過(guò)程監(jiān)視與控制、單元控制、工廠數(shù)據(jù)采集、過(guò)程優(yōu)化控制、過(guò)程控制仿真、統(tǒng)計(jì)式質(zhì)量控制(SQC)、統(tǒng)計(jì)式過(guò)程控制(SPC)以及專(zhuān)家系統(tǒng)控制的專(zhuān)用工業(yè)自動(dòng)化控制軟件包都有了巨大發(fā)展。IBM 公司 DAE 等應(yīng)用平臺(tái)軟件的出現(xiàn)和應(yīng)用，為應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)提供了統(tǒng)一工具。應(yīng)用平臺(tái)功能可從工業(yè) PC 機(jī)間的數(shù)據(jù)交換到工廠范圍內(nèi)多個(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)，其標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口允許計(jì)算機(jī)、控制設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)間互換數(shù)據(jù)信息，這些為集成信息管理與控制系統(tǒng)提供了極大方便。外文資料翻譯- 11 -Along with the standard graphical operating system continuously improve and develop, process control and industrial automation package greatly enriched, the industrial PC applications will increasingly strong.隨著標(biāo)準(zhǔn)圖形化操作系統(tǒng)的不斷完善和發(fā)展，以及工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程控制軟件包的極大豐富，工業(yè) PC 的應(yīng)用必將日益旺盛。 Three, the characteristics and Application of DCS 三、 DCSDCS since its birth, after decades of continuous improvement, development and modernization has been very mature. Compared with the early, the scale of their systems, control functions, and other areas have been tremendous developments in changes in the reliability, flexibility, adaptability, scalability, cost-effective integrated technical indicators have seen increased and improved. Has been widely used in petrochemical, pharmaceutical, energy, chemicals, paper, oil refining, metallurgy and food and beverage, and other industries, and has made very significant economic and social benefits. According to statistics, production facilities from analog instruments to DCS control the economic benefits can be achieved by the overall efficiency of 60%. DCS average payback period for 12, after the introduction of advanced control strategies can reduce the payback period of 0.5 to 1 year. DCS is today into various kinds of advanced control technology and equipment, and to the comprehensive integrated information management and automated process control systems, that is, CIMS direction. DCS 自誕生以來(lái)，經(jīng)過(guò)幾十年的不斷改進(jìn)、發(fā)展和更新?lián)Q代，已相當(dāng)成熟。與初期相比，其系統(tǒng)規(guī)模、控制功能等各方面都有了巨大發(fā)展變化，在可靠性、靈活性、適應(yīng)性、擴(kuò)展性、性?xún)r(jià)比等綜合技術(shù)指標(biāo)方面都有了很大提高和改善。目前已廣泛應(yīng)用于石化、制藥、能源、化工、造紙、煉油、冶金及食品飲料等工業(yè)，并已取得極為顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。據(jù)統(tǒng)計(jì)，生產(chǎn)裝置由模擬控制儀表改為 DCS 所取得的經(jīng)濟(jì)效益可占整體效益的 60%。DCS 投資回收期平均為一兩年，采用高級(jí)控制策略后可使投資回收期縮短 0.5～1 年。當(dāng)今 DCS 正在融入各種先進(jìn)控制技術(shù)與設(shè)備，并全面向集成化信息管理與自動(dòng)化過(guò)程控制系統(tǒng)，即外文資料翻譯- 12 -CIMS 方向發(fā)展。1.Development process 1.發(fā)展歷程From 1975, the DCS roughly experienced the 1975 ~ 1980, the first generation, from 1980 to 1985 the second generation, and after 1985 the third generation of three stages of development. Many manufacturers take DCS phased development strategy, adopted in the early systems continue to develop and improve, then launched with a variety of new features of the new system, the new system compatible with the original equipment homogeneous. 從 1975 年以來(lái)，DCS 大致經(jīng)歷了 1975～1980 年的第一代，1980～1985 年的第二代，以及 1985 年以后的第三代 3 個(gè)發(fā)展階段。許多生產(chǎn)廠家的 DCS 采取階段性發(fā)展策略，通過(guò)對(duì)早期系統(tǒng)不斷發(fā)展和改進(jìn)，進(jìn)而推出具有各種新特點(diǎn)的新系統(tǒng)，新系統(tǒng)與原設(shè)備均相兼容。Early DCS storage capacity small, relatively simple function. System modules include process control, process interface modules, CRT operator station, control computer and data Highway, Part 5. Its characteristics are using microprocessors to achieve decentralized control, CRT operator station and the process control unit separation operation carried out on display and remote control configuration. Honeywell company TDC-2000 is the first generation of the representation of DCS products. 早期 DCS 存儲(chǔ)容量小，功能較簡(jiǎn)單。系統(tǒng)主要包括過(guò)程控制單元、過(guò)程接口單元、CRT 操作站、監(jiān)控計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)公路等 5