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以連續過程為例,工業生產過程控制系統已經從過程的熱量控制發展到產品質量的在線監測和設備運行的動態檢測。生產狀態的監控和設備間的協調控制。新的工業控制系統更多的是從大系統的角度針對冶金和煉油。電力,石油。設計用於化學品、建築材料等的連續生產。隨著高溫、高壓、高速的工藝要求,自動化系統成為保證安全的保障。保護環境。節能降耗、提質增效的重要設備。很多生產環節人力無法勝任,非自動化不足以保證安全和質量。它們不僅處理單參數系統,還處理非線性問題、時變參數問題和隨機過程控制問題。經典的控制理論,以模擬量為基礎的調節系統已經不能滿足生產需要,取而代之的是以狀態空間法為基礎的現代控制理論,更多采用數字和模擬相結合的數字系統,如分布式系統、分散式系統、新壹代可編程控制系統等。該系統由工業控制計算機和近年來實現的雙向多變量數字通信組成。並將控制回路下載到基本現場總線技術中。1999支持的重點技術創新項目如下:
1.現場總線技術自分布式控制系統(DCS)出現以來,現場總線的概念就壹直在醞釀之中。它是自動化技術、計算機網絡技術和儀器技術相結合的產物,將改變人們習慣的控制模式。對於工業自動化設備行業來說,這是壹次根本性的變革,也帶來了新的發展機遇。現場總線控制系統實現了現場儀表與控制室之間的全數字化。兩種方式。多站通信克服了封閉系統的缺陷,使控制功能完全下載到現場,成為新壹代全分布式系統。其特點是:開放性。分散和全數字通信。該系統具有廣闊的市場前景,可以大大提高工業生產過程控制的技術水平。今年的主要支持:
(1)開發新的現場儀器和設備,包括高性能和多變量。多功能現場智能變送器、智能執行器和通訊連接產品;
(2)基於現場總線控制系統的系統組態軟件開發和便攜式母線分裂器的開發;
(3)作為現場總線網絡節點的特殊控制設備。數據采集裝置的研制:
(4)開發低成本現場總線系統和設備(應用:糧食。現代農業中的糧食儲藏系統、蔬菜和藥材。花卉種植環境檢測與控制系統);
(5)基於OPC技術的控制和操作軟件開發;
(6)現場總線控制系統的網絡技術。
2.新壹代工業控制計算機
PCI局部總線起源於Inter公司,全英文名稱是periphera component 1 nter connect。它是壹種高性能32位和64位總線,具有地址和數據多路復用功能。解決了處理器和顯示設備的瓶頸問題,滿足了面向圖形的操作系統和應用的需求,不僅滿足了高、中、高中的需求。低檔桌面需求的應用,也適應從移動電腦到服務器的全領域需求。
Compact PCI(Compact Peripheral Component interconnect)的意思是“固態PCI”。是PCI總線加歐卡的電氣和軟件,具有不關閉系統就能取出和更換組件的能力。“即插即用”功能的實現對於高可用性系統和容錯系統非常重要。緊湊型PCI可以利用其他現有的總線產品,如STD、VME、1SA等。,拓展其功能,實現* * *收納,並具有良好的容納性。今年的主要支持:
(1)開發研究Compact PC1:從STD總線,工業PC,也就是最新的Compact PCI技術,不難看出,我國工業控制計算機的發展和創新應該吸收和繼承商用計算機軟硬件的開發經驗,走與商用計算機兼容的道路。
(2)吸收Compact PCI技術的特點和優勢,開發適合市場需求的機箱和主板;(例如:3U、6U機箱、“壹體式”CPU板)
(3)采用緊湊的PCI規範,結合智能1/O模板,通過系統集成,分別組合成適用於各種領域的控制系統;
(4)為了適應Windows圖形軟件技術的應用,開發了與硬件相對應的驅動程序;
(5)開發或引用功能好、成本低的控制軟件,充分發揮緊湊型PCI結構緊湊、耐振動、散熱好、適合嵌入式應用等優勢。
3.實時智能控制軟件到目前為止,世界上最先進、最有效的控制系統是人類自身,所以研究人類自身所表現出來的控制機理,並用軟件的運行來模仿它,是解決工業過程控制難題的重要途徑。目前在工業生產過程控制系統中引入智能控制軟件主要是針對非線性、大滯後和多變性。不確定甚至粗糙和未建模的生產過程。由於這些過程很難控制,傳統的經典控制方法很難奏效。由於復雜的生產過程得不到很好的控制,生產的能耗和質量得不到提高,生產不夠穩定。因此,在我國發展智能控制是壹條有效可行的途徑。根據我國工業生產過程控制的現狀,今年的重點支持是:
(1)實時智能控制軟件包,包括:模糊控制器、仿真智能控制軟件包,提供嵌入DCS等控制裝置的控制組態軟件中的相應接口;
(2)煉油、化工、冶金、建材各種生產裝置和關鍵設備在線運行優化軟件包;
(3)多變量預測控制、多變量智能協調控制等先進控制軟件包;
(4)關鍵設備故障診斷軟件包。
4.實時智能控制軟件平臺工具為了幫助和支持實時智能軟件的開發,有條件的中小型科技企業希望開發具有自主知識產權的工程實時智能控制軟件平臺工具。今年,他們將重點支持:
(1)模糊控制開發平臺;利用CAD方法,支持工程師開發模糊控制,從隸屬函數的建立,規劃庫的生成,各種推理方法的選擇,明確方法。只需要圖形組態就可以直接生成控制算法並嵌入到其他常規控件中。
(2)專家系統開發平臺;支持整個專家系統開發和生成周期,支持各種推理方法和機制,開發圖形化組態,與常規控制很好的集成。
(3)神經網絡開發平臺。
它支持樣本數據的采集/錄入、各種網絡模型的選擇、圖形化的監控和訓練過程、神經網絡控制算法的自動生成,並可與常規控制集成。必須指出,智能控制的工程應用必須與常規控制方法(回路調節、邏輯聯鎖、畫面監控等)相結合。)才是最有效的方法。
5.高精度模塊化智能1/0技術。
在現有的工業生產過程控制系統中,主要的監控部分(工控機)壹般放在遠離現場的控制室,現場測量儀表(溫度。壓力。流量、速度等定位器或變送器輸出的信號(4.20mA)通過多根並行電纜傳輸到控制室,並與相應的工業計算機連接。工控機通過模板或模塊將模擬信號轉換成數字信號(AO變換);相反,數字信號可以轉換成模擬信號(D/A轉換)。如果現場儀表輸出的電信號可以采用本地數字信號傳輸,或者將上層的數字信號傳輸到現場再轉換成模擬信號輸入到儀表設備中,那麽現場的大量儀表設備和控制室的工業計算機就可以通過幾根雙絞線互聯起來,完成傳統控制系統的功能,從而降低成本,方便維護,提高系統的可靠性,減少控制室的面積。這就是針對現有各種傳統控制系統的智能1/0技術和現場測控網絡技術。今年的主要支持:
(1)開發由智能單元(單片機,DSP)、1/O電路、網絡連接和相應軟件組成的智能1/O模塊。單片機和DSP要選擇合適的、先進的1/O電路,包括:A/D、D/A、v/F、DI/DD常見類型;隔離型和非隔離型。
(2)開發由智能1/O模塊、現場計量檢測網絡、管理計算機及相應軟件組成的測控系統;智能(0)模板可以是自閉合電路的單輸入或輸出功能或環路控制功能。測量和控制網絡可以是單壹類型或多個網絡的混合。
(3)研究推廣智能1/O模塊在非工業生產過程中的應用,如城市電表、煤氣表、熱水表、冷水表的自動收費系統;電氣化鐵路變電站饋線微機保護系統。