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在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中如何選擇工控機(jī)型
在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中如何選擇工控機(jī)型
一,、概述
工控機(jī)一般指分散型控制系統(tǒng)DCS,、可編程控制器PLC,、各類總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī),、單片機(jī)和智能儀表,。
1,、分散型控制系統(tǒng)
分散型控制系統(tǒng)也稱集散控制系統(tǒng),，它的誕生是以1975年Honeywell公司推出的TDC2000系 統(tǒng)為標(biāo)志的。經(jīng)過20年的發(fā)展,，DCS技術(shù)上已日臻完善,，非常成熟，但其重要的體系結(jié)構(gòu)特征變 化不大,，仍然保持著“三點(diǎn)一線”的結(jié)構(gòu),，即工程師站、操作員站,、現(xiàn)場控制站和通信網(wǎng)絡(luò)以實(shí)現(xiàn)分散控制與集中管理和操作的功能,。工程師站負(fù)責(zé)系統(tǒng)的管理、控制組態(tài),、系統(tǒng)生成與下裝,；操作員站實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的控制操作、過程狀態(tài)顯示,、報(bào)警狀態(tài)顯示,、歷史數(shù)據(jù)的收集和各 種趨勢(shì)顯示及報(bào)表生成與打印等；現(xiàn)場控制站則具體實(shí)現(xiàn)各種現(xiàn)場物理信號(hào)（各種模擬量,、開 關(guān)量等）的周期采集和轉(zhuǎn)換處理,、各種控制回路的運(yùn)算（包括調(diào)節(jié)回路和邏輯運(yùn)算等）、控制 運(yùn)算結(jié)果的直接輸出等,；系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)各種功能站之間的數(shù)據(jù)通信和聯(lián)絡(luò),。
分散型控制系統(tǒng)具有控制功能多樣、操作簡便,、系統(tǒng)便于擴(kuò)展,、維護(hù)方便、可靠性高,、便于與其它計(jì)算機(jī)聯(lián)用等特點(diǎn),，所以盡 管其價(jià)格比其它控制產(chǎn)品要貴一些,，系統(tǒng)的開放性遠(yuǎn)比其它產(chǎn)品差，但由于其可靠性和安全性及性能等方面的優(yōu)點(diǎn),，還是獲得 了*泛的應(yīng)用,。發(fā)展到今天，DCS已將開放性作為一個(gè)必要的指標(biāo),，雖然各生產(chǎn)廠家的DCS不能直接相連,，但各DCS由于采用了 國際標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò)和通用的數(shù)據(jù)庫以及其它技術(shù)，因此各DCS的相連不再是件難事,。另外,，早期的DCS一般盡量采用成熟的計(jì)算機(jī)技術(shù)，而以技術(shù)保守著稱,，而今的DCS廠商為提高系統(tǒng)的計(jì)算性能和競爭實(shí)力爭相采用計(jì)算機(jī)技術(shù),。過去的DCS最多 的是為用戶提供一個(gè)控制系統(tǒng)平臺(tái)，用戶通過組態(tài)實(shí)現(xiàn)過程控制功能,，而當(dāng)今的DCS幾乎都增加了綜合管理功能,，以實(shí)現(xiàn)全廠綜 合自動(dòng)化為目標(biāo)。
2,、可編程控制器PLC
可編程控制器PLC與DCS并行發(fā)展并廣為應(yīng)用,。1970年P(guān)LC系統(tǒng)應(yīng)用于美國通用汽車公司汽車制造過程。根據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)草 案,，PLC的定義是：它是在工業(yè)環(huán)境中使用的數(shù)字操作的電子系統(tǒng),，它使用可編程存儲(chǔ)器內(nèi)部存儲(chǔ)用戶設(shè)計(jì)的指令，這些指令用 來實(shí)現(xiàn)特殊的功能,，諸如邏輯運(yùn)算,、順序操作、定時(shí),、記數(shù)以及算術(shù)運(yùn)算和通過數(shù)字或模擬輸入/輸出來控制各種類型的機(jī)械或過程,。
與DCS截然不同的是：幾乎所有的PLC都采用OEM銷售方式，PLC廠家只向大量分銷商或系統(tǒng)集成商甚至最終用戶提供PLC硬件設(shè)備 和邏輯編程工具軟件,， 而具體的工程實(shí)現(xiàn)則由系統(tǒng)集成商或用戶自己實(shí)現(xiàn),。PLC具有（1）控制程序可變、柔性好,；（2）可靠性高、適用于工業(yè)環(huán)境,；（3）易于掌握,，便于維修；（4）體積小,、省電（5）價(jià)格低廉等特點(diǎn),。
當(dāng)今的PLC功能越來越豐富,，多數(shù)PLC采用高性能處理器和實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)，已走出原來的設(shè)備邏輯控制功能,，而向DCS領(lǐng) 域滲透,，而DCS也在逐漸包容PLC的功能，二者將重疊融合,。另外,，現(xiàn)今的PLC還在向小型化、微型化,、編程標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展,。
3、各類總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)
（1）STD總線用于工業(yè)控制的各個(gè)方面,，通常包括：自動(dòng)化,、機(jī)械設(shè)備控制、過程控制,、工廠控制,、檢測(cè)與測(cè)試、數(shù)據(jù)采集 與數(shù)學(xué)計(jì)算,。
（2）VME 總線由Motorala公司的VERSA總線發(fā)展而來,，是一種而多處理器的32位總線，1987年成為IEEE1014標(biāo)準(zhǔn),。1991年制定的 VME64新標(biāo)準(zhǔn),，不僅使基于原標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品向上兼容，并且為向Futurebus＋過渡奠定了基礎(chǔ),，為廣大WME用戶提供了良好的投資 保護(hù),。
（3）IBM PC總線和AT總線IBM PC總線是IBM PC/XT個(gè)人計(jì)算機(jī)采用的微機(jī)總線，是針對(duì)Intel8088微處理器設(shè)計(jì)的,，有62條信號(hào) 線,，為了和Intel80286等高性能16位微處理器兼容，IBM在PC總線基礎(chǔ)上增加了一個(gè)36個(gè)引腳和AT擴(kuò)展插座而形成AT總線,，這 種結(jié)構(gòu)也稱IBM公司的ISA結(jié)構(gòu),，即工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。AT總線的缺點(diǎn)是：它受到中斷和DMA能力的限制,；其專有設(shè)計(jì),，使它不具備作為開放式系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。
4,、單片機(jī)
單片機(jī)是應(yīng)工業(yè)測(cè)控需要而產(chǎn)生的,，分為單機(jī)應(yīng)用和多機(jī)應(yīng)用。
單機(jī)應(yīng)用是指一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)中只使用一個(gè)單片機(jī)，這是目前應(yīng)用最多的方式,；多機(jī)應(yīng)用是單片機(jī)在高科技領(lǐng)域應(yīng)用的主要模 式,。單片機(jī)的高可靠性、高控制功能及高運(yùn)行速度的“ 三高”特點(diǎn)必然使得未來的高科技工程系統(tǒng)將采用單片機(jī)多機(jī)系統(tǒng)作 為主要的發(fā)展方向,。
6,、智能儀表
智能儀表一般指單回路、多回路調(diào)節(jié)器,。它以微處理器為核心部件,，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、虛擬技術(shù)和數(shù)字技術(shù),，是一種新型過程控制儀表,，它保留了模擬儀表的優(yōu)點(diǎn)， 又具有微機(jī)所*的各種運(yùn)算,、處理功能,，是一種功能強(qiáng)、系統(tǒng)組態(tài)靈活,、操作方便,、可靠性高而價(jià)格較為低廉的高性能調(diào)節(jié) 儀表。
二,、選型原則
各類工控機(jī)各有優(yōu)點(diǎn)與不足,，那么如何選型呢? 要遵循以下原則：
首先，要重視工控機(jī)的質(zhì)量,，宜選用質(zhì)量好,、可靠性高的產(chǎn)品，這才是您最需要的,。
其次,，要弄清工控機(jī)的種類、特性和功能,。只有如此,，才能根據(jù)實(shí)際情況，選擇切合自己要求的產(chǎn)品,。
第三,，現(xiàn)在工控產(chǎn)品發(fā)展迅速，新品不斷涌現(xiàn),，采購時(shí)要考慮產(chǎn)品的*性,、產(chǎn)品是否系列化、軟硬件是否配套,，否則將遇到 升級(jí)困難,、無法使用新的開發(fā)環(huán)境等麻煩,。因此，最好選擇能提供全系列產(chǎn)品并且有新品開發(fā)能力的廠家如大眾等,。
第四，考慮自己的經(jīng)濟(jì)條件,，選擇性價(jià)比*的產(chǎn)品,。由于各工控公司的銷售方針、盈利目標(biāo),、管理方式不同,，使得同類產(chǎn)品 價(jià)格相差很大，用戶宜根據(jù)自己的經(jīng)濟(jì)實(shí)力,，選擇性價(jià)比*的產(chǎn)品,。
最后，要考慮售后服務(wù),，完善的售后服務(wù)很重要,，廠家應(yīng)在全國各大區(qū)域中心有健全的經(jīng)銷網(wǎng)絡(luò)，并能為客戶提供全面及時(shí)的 技術(shù)支持和良好的服務(wù),，解決產(chǎn)品使用中的各種問題,，并對(duì)用戶進(jìn)行培訓(xùn)。