Hace más de 150 años, la primera generación de sistemas de control de procesos se basó en el estándar de señal neumática (PCS) de 5-13 psi. Modo de operación local simple, inicialmente se formó la teoría de control y no existe el concepto de sala de control.
El sistema de control de procesos de segunda generación (sistema de control analógico o ACS) se basa en la señal analógica actual 0-10MA o 4-20MA. Este progreso evidente domina firmemente todo el campo del control automático desde hace 25 años. Marca la llegada de la era del control automático eléctrico. La teoría del control ha logrado grandes avances y el establecimiento de las tres principales cibernéticas sentó las bases para el control moderno; el establecimiento de una sala de control y la separación de funciones de control todavía se utilizan en la actualidad.
El sistema de control de procesos (CCS) de tercera generación. La aplicación de las computadoras digitales comenzó en la década de 1970, lo que dio lugar a enormes ventajas técnicas. Las personas han tomado la delantera en los campos de la medición, la simulación y el control lógico, dando como resultado la tercera generación de sistemas de control de procesos (CCS). Este llamado sistema de control de procesos de tercera generación es una revolución en el campo del control automático. Aprovecha al máximo las fortalezas de las computadoras, por lo que la gente generalmente cree que las computadoras pueden hacerlo todo. Naturalmente, aparece un sistema llamado "control centralizado". .Control” sistema informático de control central. Cabe señalar que el sistema de transmisión de señales de este sistema todavía utiliza principalmente señales analógicas de 4-20 mA. Sin embargo, no pasó mucho tiempo antes de que la gente descubriera que con los problemas de control centralizado y confiabilidad, también se concentraba el peligro de perder el control. , que era ligeramente diferente. De no hacerlo, se paralizará todo el sistema. Pronto se convirtió en un sistema de control distribuido (DCS).
Sistema de control de procesos (DCS) de cuarta generación: con el rápido desarrollo de la tecnología de fabricación de semiconductores y el uso generalizado de microprocesadores, la confiabilidad de la tecnología informática ha mejorado enormemente. En la actualidad, el sistema de control de procesos de cuarta generación (DCS, sistema de control digital distribuido) se utiliza ampliamente. Su característica principal es que todo el sistema de control ya no es solo una computadora, sino un sistema de control compuesto por múltiples computadoras y algunos instrumentos y componentes inteligentes. Por tanto, el control descentralizado se convierte en la característica más importante. Además, otro avance importante es que la transmisión de señales entre ellos no solo se basa en señales analógicas de 4-20 mA, sino que reemplaza gradualmente las señales analógicas con señales digitales.
Sistema de control de procesos de quinta generación (FCS, Fieldbus Control System): FCS se desarrolla a partir de DCS, al igual que DCS se desarrolla a partir de CCS, es un salto cualitativo. El "control descentralizado" se ha convertido en "control in situ"; la transmisión de datos adopta el método "bus". Pero la verdadera diferencia entre FCS y DCS es que FCS tiene un espacio más amplio para el desarrollo. Aunque el nivel técnico del DCS tradicional mejora constantemente, el extremo más bajo de la red de comunicación solo alcanza el nivel de las estaciones de control en el sitio. La conexión entre las estaciones de control en el sitio y los instrumentos y actuadores de detección en el sitio todavía utiliza 4-20 mA. Señales analógicas para transmisión uno a uno. Alto costo, baja eficiencia y difícil de mantener.
Seguimiento integral y gestión en profundidad del estado de funcionamiento de los equipos en obra. El llamado bus de campo sirve para conectar pruebas inteligentes.
Equipo de control y transmisión bidireccional totalmente digital, el enlace de comunicación adopta una estructura de rama multinodo. Simple
En pocas palabras, el control tradicional es un bucle, mientras que la tecnología FCS consiste en que todos los módulos, como controladores, actuadores y detectores, se cuelgan en un bus para lograr la comunicación y, por supuesto, también transmitir señales digitales. . Los principales incluyen Profibus, LonWorks, etc.
1. Desde los años 40 hasta principios de los 60:
Dinámica de la demanda: competencia en el mercado, utilización de recursos, reducción de la intensidad laboral, mejora de la calidad del producto y satisfacción de las necesidades de la producción en masa. Características principales: esta etapa es principalmente una etapa de automatización independiente. Las características principales son: la aparición de varios equipos de procesamiento automatizados independientes y la expansión continua y el desarrollo en profundidad de aplicaciones. Logros y productos típicos: Máquinas herramienta CNC con sistemas CNC de hardware.
2. Desde mediados de los años 60 hasta principios de los 70:
Motivación de la demanda: La intensificación de la competencia en el mercado requiere que los productos se actualicen rápidamente y sean de alta calidad para satisfacer las necesidades de las grandes y medianas empresas. -producción por lotes de tamaño reducido. Características principales: Esta etapa está marcada principalmente por líneas de producción automatizadas. Sus características principales son: sobre la base de la automatización de una sola máquina, aparecen varias máquinas herramienta combinadas y líneas de producción combinadas. Al mismo tiempo, aparecen y se utilizan sistemas de software CNC para máquinas herramienta, y CAD, CAM y otros software. el diseño y fabricación de proyectos reales. En esta etapa, los equipos de procesamiento de hardware son adecuados para producción y procesamiento de tamaño grande y mediano. Logros y productos típicos: líneas de producción automatizadas de taladrado, mandrinado y fresado.
3. Desde mediados de la década de 1970 hasta la actualidad: Dinámica de la demanda: Los cambios en el entorno del mercado han hecho que los problemas comunes en la producción multivariedad y de pequeño y mediano volumen sean cada vez más graves, requiriendo tecnología de automatización para desarrollarse en amplitud y profundidad, de modo que las tecnologías relacionadas estén altamente integradas para lograr la mejor eficiencia general. Características principales: Desde que los académicos estadounidenses propusieron por primera vez el concepto CIM a principios de la década de 1970, el campo de la automatización ha experimentado enormes cambios. Sus características principales son: CIM se ha ido aceptando gradualmente como una filosofía y un método; CIM es también la tecnología correspondiente para lograr la integración, que integra tecnologías de automatización de unidades dispersas e independientes en un todo optimizado. La llamada filosofía es que las empresas deben analizar y superar los "cuellos de botella" existentes de acuerdo con sus propias necesidades, a fin de realizar la estrategia ideológica de mejorar continuamente su propia fuerza y competitividad como la tecnología correspondiente para lograr la integración; ser: recopilación, distribución y * * * intercambio de datos; controladores de equipos de trabajo en red y comunicaciones; especificaciones y normas para hardware y software informáticos, etc. Al mismo tiempo, la ingeniería concurrente, como concepto de gestión y modelo de trabajo, se ha aplicado y está activa en el campo de la tecnología de automatización desde finales de la década de 1980 y promoverá aún más la integración de la tecnología de automatización de unidades. Logros y productos típicos: fábrica CIMS, sistema de fabricación flexible (FMS).
Con la introducción de nuevos resultados en matemáticas aplicadas modernas y la aplicación de computadoras electrónicas, para adaptarse al desarrollo de la tecnología aeroespacial, la teoría del control automático ha entrado en una nueva etapa: la teoría del control moderno. Este artículo estudia principalmente problemas de control óptimo de parámetros multivariables de alto rendimiento y alta precisión. El método principal es el método del espacio de estados basado en estados. En la actualidad, la teoría del control automático todavía está en desarrollo y se está profundizando en la teoría del control inteligente basada en la cibernética, la teoría de la información y la biónica.
Para lograr diversas tareas de control complejas, los objetos controlados y los dispositivos de control deben estar conectados de cierta manera para formar un todo orgánico, que es un sistema de control automático. En el sistema de control automático, la salida del objeto controlado, es decir, la cantidad controlada, es una cantidad física que debe controlarse estrictamente y puede mantenerse en un valor constante, como temperatura, presión o trayectoria de vuelo. El dispositivo de control es la suma de los mecanismos que ejercen control sobre el objeto controlado. Puede controlar el objeto controlado de diferentes principios y formas, pero el más básico es el sistema de control de retroalimentación basado en el principio de control de retroalimentación.
En el sistema de control de retroalimentación, el efecto de control ejercido por el dispositivo de control sobre el dispositivo controlado es la información de retroalimentación de la cantidad controlada, que se utiliza para corregir continuamente la desviación entre la cantidad controlada y la cantidad controlada. para lograr La tarea de controlar cantidades controladas. Este es el principio del control por retroalimentación.