1.1 过程控制发展简介
过程控制经历了基地式仪表、单元组合仪表、计算机直接数字控制、集散控制、现场总 线和网络控制等几个时期,可将它们大致划分为三个阶段。 1.1.1仪表控制阶段
这个阶段分为基地式仪表和单元组合仪表两个时间段。
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20 世纪 40 年代前,过程工业生产处在初级阶段,许多作业流程靠手工、凭经验进行。 50年代前后,生产控制开始采用笨重的基地式仪表(Instruments on Base)随设备就地分散 安装,一套生产设备,一套体积不小的检测与控制仪表伴随,不同系统之间没有什么联系,测 量与控制内容大多是一些热工参量的定值控制,其目的是要保证产品质量和数量的稳定。
最大动态偏差maximumdynamicdeviation与超调在阶跃响应中响应曲线被控量随时间的变化规律偏离最终稳态值的最大幅度数值就是最大动态偏差通常是响应的第一个波峰与稳态值的距离如图12中最大偏差占响应曲线稳态值的百分比称为超调量overshoot显然最大动态偏差与超调量之间具有相同的物理含义区别是
Control)等。这对于提高产品质量和生产能力起到了积极的促进作用。
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1.1.3 网络过程自动化阶段
进入 20 世纪 80 年代以后,集散控制系统进一步发展,同时出现了具有一定智能的仪表 和执行机构。到 80 年代末、90 年代初期,现场总线控制系统(Field-bus Control Systems, FCS)问世,它突破了集散控制系统采用通信专用网络的局限,采用公开化、标准化的网络协 议,实现不同网络的互联互通;它保留集散控制系统的分散布置特点,将集中控制功能彻底下 放到现场,同时加强现场信息采集、数据计算和故障诊断等自治能力。它的基层网络不仅联接 现场检测与控制设备,而且沟通与上层网络的联系,进一步增强了生产现场的控制能力,提高 了系统的灵活性和可靠性。它主要由三部分组成:现场智能仪表、控制器和总线监督与组态计 算机组成。典型的现场总线产品有:Profibus 、基金会现场总线(Foundation Fieldbus, FF)、LonWorks 总线、CAN 总线(Control Area Network)和 HART总线(Highway Addressable Remote Transducer)。