工业生产过程控制.doc

工业生产过程控制 工业生产过程控制系统以连续型流程为例，己从过程的热工量控制发展到产品质量的 在线监控、设备运行的动态检测。生产状态的监控以及设备间的协调控制。新型工业控制 系统更多是从大系统角度，针对冶金、炼油。电力、石油。化工，建筑材料等连续生产过 程设计的。伴随着高温、高压、高速的工艺要求，自动化系统成为确保安全。保护环境。 节能降耗、提高质量和效率的重要装备。很多生产环节非人力能胜任，非自动化不足以保 证安全和确保质量，所处理的已不仅是单参数系统，有些是非线性问题，时变参数问题以 及随机过程控制问题。经典控制理论，以模拟量为主的调节系统已不能满足生产需要，代 之以状态空间方法的近代控制理论，较多的采用数模结合的数字系统，例如集散系统、分 散系统、新一代可编程控制系统。工业控制计算机组成的系统，以及近年来实现的双向多 变量数字通信。并将控制回路下载到基层的现场总线技术。1999年度重点支持的技术创新 项目如下： 1．现场总线技术的全开放分散控制系统 现场总线（Fiedbus）的概念从分散型控制系统（DCS）问世以后就开始酝酿了，它是自动化 技术、计算机网络技术和仪表技术发展结合的成果，并将改变习惯的控制模式。对于工业 自动化装置产业界来说，这是一次根本性的变革，由此也带来新的发展机遇。现场总线的 控制系统实现了现场仪表和控制室之间全数字化。双向。多站通信，克服了封闭系统形成 的缺陷，使控制功能彻底下载到现场，成为新一代的全分布式系统。其特点是：开放性。 分散性和全数字通讯。这一系统的市场前景广阔，并可大大提高工业生产过程控制技术水 平。本年度重点支持： （1）新型的现场仪表、装置软、硬件的开发，包括高性能、多变量。多功能的现场智 能变送器、智能执行器及通讯接日等产品； （2）基于现场总线控制系统的系统组态软件的开发和便携式总线分扩器的开发； （3）作为现场总线网络节点的特种控制装置。数据采集装置的开发； （4）低成本的现场总线系统与装置的开发（应用场合为：粮食。食品仓储系统，现代农 业的蔬菜、药材。花卉种植环境检测，控制系统）； （5）基于OPC技术的控制与操作软件的开发； （6）现场总线控制系统的网络化技术。 2．新一代的工业控制计算机 PCI局部总线始于Inter公司，其英文全名为Periphera Component 1nterconnet。它是具有地址、数据多路复用的高性能32位和64位总线。解决了处理器和显示设备瓶颈问题，满足 了面向图形的操作系统和应用要求，它不仅满足了高、中。低档台式机的应用需要，而且 还适应于从移动计算机到服务器整个领域的需要。 Compact PCI（compact peripheral component interconnet）意思是“坚实的PCI”。它是PCI总 线的电气和软件加上欧式卡，它具有在不关闭系统的情况下取出和替换部件的能力。“即插 即用”功能的实现对高可用系统和容错系统非常重要。Compact PCI能利用已有的其他总线 产品，如： STD、VME、1SA等来扩充其功能，做到共存，有很好的容纳性。本年度重点 支持： （1）开发、研制Compact PC1： 从STD总线、工业PC、即最新推出的Compact PCI技术，不难看出，我国工业控制计算 机的开发创新应吸取和继承商用计算机软、硬件的研制经验，走与商业机兼容的道路。 （2）吸取Compact PCI技术上的特色和优势，开发适合市场需求的机箱和母板；（例如： 3U、6U机箱，“ALL·in One”CPU板） （3）采用Compact PCI规范，结合智能1／O模板，通过系统集成，分别组合为适应各领域 的控制系统； （4）为了适应Windows图形软件技术的应用，配套开发与硬件相应的驱动程序； （5）开发或引用功能好、成本低的控制软件，以充分发挥Compact PCI结构紧凑、抗振 动、散热好、适于嵌入应用的多项优势。 3．实时智能控制软件 迄今为止，世界上最高级、最有效的控制系统是人类自身，因此研究人类自身表现出 来的控制机制，并以软件的运行来模仿实现是解决工业过程难控问题的重要途径。 当前，在工业生产过程控制系统引入智能控制软件主要是针对非线性、大滞后、多变 量。不确定性乃至粗糙而无法建模的生产过程。因为这些过程控制困难，用传统经典控制 方法很难凑效。由于复杂生产过程不能得到良好控制，使得企业生产能耗下不来、质量上 不去，以至生产不够稳定。因此，在我国大力发展智能控制是一条有效可行的路子。 根据我国工业生产过程控制现状，本年度重点支持： （1）实时智能控制软件包，包括：模糊控制器、仿真智能控制软件包，提供相应的嵌 入DCS及其他控制装置的控制组态软件的接口； （2）各种炼油