Áreas de aplicación de los sistemas de control
Los sistemas de control se han utilizado desde la década de 1940. Los primeros instrumentos de campo y los relés posteriores constituyeron los predecesores del sistema de control. Representados por PLC y DCS, desde su aplicación en 1970, han logrado un rápido desarrollo en el control de procesos industriales como la metalurgia, la energía eléctrica, el petróleo, la industria química y la industria ligera. A partir de la década de 1990, se presentarán brevemente los sistemas de control de bus de campo, los sistemas de control basados en PC, etc., y se analizarán el proceso de evolución y la dirección de desarrollo de los sistemas de control.
A mediados de la década de 1970, debido a razones tales como equipos a gran escala, altos requisitos de continuidad del proceso, muchos parámetros del proceso que deben controlarse, duras condiciones de trabajo y requisitos de operación y visualización centralizados, la popularidad de los equipos eléctricos Los instrumentos de combinación de unidades no se pudieron lograr en su totalidad. En este caso, después de una investigación de mercado, los fabricantes de la industria determinaron que los productos DCS desarrollados deberían basarse en un control de retroalimentación analógica, complementado con un control de secuencia de conmutación y un control de lote mixto de conmutación analógica. Pueden cubrir la mayoría de las industrias de refinación de petróleo, petroquímica, química y metalúrgica. como energía eléctrica, industria ligera e ingeniería municipal.
Alrededor de 1975, basándose en el control automático original y la tecnología informática del controlador digital directo (DDC) que utiliza circuitos integrados pequeños y medianos, se desarrolló un controlador digital centralizado caracterizado por una operación de visualización centralizada y un control descentralizado. Sistema de Control de Distribución (DCS). Dado que las computadoras no eran populares en ese momento, el desarrollo de DCS debería enfatizar que los usuarios que no entendían las computadoras podían usar DCS al mismo tiempo, y el desarrollo de DCS también debería enfatizar la provisión de todo el sistema a los usuarios; Además, el desarrollo de DCS debe llevarse a cabo en las mismas condiciones técnicas que las salas de control instrumentadas convencionalmente para garantizar la confiabilidad y la seguridad.
En los siguientes casi 30 años, DCS se centró primero en conjuntos completos de equipos y luego se expandió gradualmente a la transformación de equipos de proceso. Al mismo tiempo, también se dividió en dos tipos de productos: grandes. DCS y DCS pequeños y medianos, para que el rendimiento y la relación precio sean más competitivos. Aunque en principio los productos DCS no tienen muchos avances, debido al avance tecnológico, los cambios en el entorno externo y los cambios en la demanda, han surgido tres generaciones de productos DCS. Tres generaciones de productos DCS. Los productos de primera generación fueron desde 1975 hasta principios de los años 1980, los productos de segunda generación fueron desde mediados de los años 1980 hasta principios de los años 1990, y los productos de tercera generación fueron desde mediados de los años 1990 hasta principios del siglo XXI. En el sistema DCS, la estación de control sirve como una computadora completa, y sus principales dispositivos de E/S son equipos de procesamiento de entrada y salida en sitio, así como entradas y salidas de proceso (PI/O), incluida la conversión y el acondicionamiento de señales. , Conversión A/D, D/A, etc. La estación de control es la base de todo el DCS. Su confiabilidad y seguridad son las más importantes. No se permiten fallas de control. Los sistemas redundantes, de protección de apagado, antiinterferencias y a prueba de explosiones deben ser muy efectivos. confiable para satisfacer las necesidades del usuario.
Acerca del software del sistema de la estación de control DCS, incluido el sistema operativo en tiempo real, el lenguaje de programación y el sistema de compilación, el sistema de base de datos, el sistema de autodiagnóstico, etc., pero el grado de perfección es diferente. La estación de control DCS de segunda generación comenzó a tener lenguajes orientados a procesos y lenguajes de alto nivel; el software del sistema de la estación de control DCS de tercera generación puede completar la configuración fuera de línea y la modificación en línea de las estrategias de control. Para completar la estrategia de control, varias estaciones de control DCS adoptan diferentes métodos para la programación de configuración del control de secuencia y control de lotes. La estación de operación DCS tiene funciones de operador, funciones de ingeniero, funciones de comunicación y funciones de lenguaje de alto nivel. Las funciones de ingeniero incluyen configuración del sistema, mantenimiento del sistema, funciones generales (de servicios públicos) del sistema, así como configuración del sistema, marcas de operación, registros de tendencias y. gestión de datos históricos, configuración de pantalla de apariencia general, configuración de estación de control, configuración de unidad o área de proceso, etc.
La estación de operador DCS real es una computadora típica, que es diferente de la estación de control y tiene periféricos ricos e interfaz hombre-máquina. En términos de interfaz hombre-máquina, pasa gradualmente a una interfaz gráfica de usuario GUI como plataforma, y utiliza el mouse, la configuración para crear diagramas de flujo y diagramas de bucle de control, etc., y adopta menús, ventanas, etc. para hacer que el ser humano -Interfaz de máquina amigable.
La estación de operación DCS de tercera generación nació a partir de la popularización de las computadoras personales (PC) y los sistemas operativos Windows y la comercialización de software de gráficos de monitoreo general. Adopta tecnología de interfaz DDE u OPC y la interfaz Ethernet está conectada a la red de administración. El grupo de sistemas DCS Existe el software correspondiente para el estado, la configuración de la estación de operación y la configuración de la estación de control para proporcionar una interfaz hombre-máquina para los diseñadores de ingeniería de los usuarios de DCS. Algunos DCS utilizan software de gráficos de monitoreo general o utilizan dicho software como núcleo para el desarrollo secundario. Los problemas existentes en DCS se concentran principalmente en tres aspectos: 1. La apertura del sistema; 2. El problema del cableado con sensores, transmisores y actuadores en sitio; 3. El problema más costoso [1]. Estos problemas están empezando a abordarse en los DCS de tercera generación. En el siglo XXI, una nueva generación de DCS debería satisfacer las necesidades de los usuarios a este respecto. En términos de distribución industrial de aplicaciones DCS, como la transformación de productos DCS, es posible mantener su posición en estas industrias.