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一 工业自动化A表及其发展历E?/p> 工业自动化A表的主要功能是对物理世界的温度、压力、流量、物位、成分量{参数进行检、显CZ控制?0世纪70q代前期Q生产过E自动化所用的大多是模拟式的控制A表和装置Q其代表产品为DDZ-Ⅲ型电动单元l合仪表。随着生规模的扩大、生产水q的提高Q以及生产过E工艺参数间怺兌性的增加Q要求控制A表与装置h多样的、复杂的控制功能Q具有更高的控制_度和可靠性?0q代中期Q随着多种微处理器及微型计机的问世,以微处理器ؓ核心的数字调节器及可~程序逻辑控制?PLC)辑ֈ了实用阶D,如山武公司的Digitronic Linepd、STDpdQ横沛_司的YS80、YS100{。随着4C(Computer、Control、Communication、CRT)技术的q一步发展,产生了主要用于连l工E的分散型控制系l?DCS)Q代表品如国Honeywell公司推出的TDC-2000。DCS的控制分散,功能丰富Q除可以实现常规PID控制外,q可以实现多U复杂的控制及优化控制等。PLC是这一时期与DCS几乎同步发展的另一大品,它在逻辑q算功能的基上增加了数D和q程控制功能Q可构成以PLC为基的初U分散型控制pȝQ在冉{行业得到广泛应用。美国GE公司、d国Siemens公司、日本OMRON公司{都推出了自q产品?0q代中期QPLC已开始拓展其应用领域Q主要用于要求电气控制与q程控制密切l合的场?如钢铁工业中的炼铁、炼钢、连铸、连轧等)及批量过E控制中。工业生产技术的发展使得生q程不仅包括了连l过E,而且也包括了断箋q程和批量过E,应用的需求推动了PLC和DCS间的怺融合QDCS增加了批量控制功能,而PLC也增加了回\控制功能Q如Siemens公司的PCS7、日本山武公司的S9000是典型的代表?0q代中后期以来,在对引进技术消化吸收的基础上,国内推出了国产数字调节控制A表,仪表行业l织开发了数字模拟混合型的DDZ-Spd仪表。在q期_工业PC、数控、MRPⅡ、CAD的推q应用也取得了较大进展?/p> ?电子信息技术成为当代自动化仪表技术升U的最主要的动?/p> 1. 微电子及计算机技术在仪器仪表中得到广泛的应用 在A器A表的设计中,各种专用VLSI芯片的设计及应用正在逐步取代PCB板设计。深亚微cIC工艺的突破得一个系l芯片p够代替过ȝ成百上千集成电\子系l构成的整机Q目前每qx厘米的器仉成度个数已从5q前?M发展?8MQ半g工艺已从0.35μm辑ֈ0.15μmQ芯片时钟频率由600MHz提高C1500MHzQ除了百万门FPGA之外Q又出现了具备嵌入式可编E逻辑(GPGA)的专用集成电?ASIC)和ASSP器gQ它们都可以构成具备现场可编E特性的pȝU芯片。而将应用E序和操作系l与计算机硬仉成在一L嵌入式专用计机pȝ已成ZA表智能化开发的新趋ѝ?/p> ASIC技术的q步Q得单元功能电路得以用ASIC的方式出玎ͼ门阵?Gate Arrays)、基于标准单元的ASIC得到q速应用。现在已l可以将ADC、DAC、比较器、运攄模拟电\、微处理器、DSP{功能部Ӟ以及像闪速存储器、SRAMq样的大规模存储器,集成在同一芯片中,ASIC芯片寸可达810mm2。在横河川A公司推出的DX无纸记录仪中采用了横河公司最新的耐高压固态电器(1500V)、低漏电?3mA)的MOSFET器gQ整机性能优良?/p> DSP技术的应用已开始Ş成DSPS (DSP的解x?Q它是以DSP为核心,配合混合信号电\、ASIC电\、FPGA仿真开发Y件、Flash~程软g包、应用函数库{先q的技术和开发工P集成Z套完整的ҎQ从而推动着仪器仪表化的q程?/p> 2. |络通信技术迅速渗透到自动控制仪表和系l中 90q代中期Q国际上兴v的现场ȝ技术则集中反映了计机|络通信技术与自动化A表和pȝ的融合趋ѝ现场ȝ是一U用于智能化现场讑֤和自动化pȝ的开攑ּ、数字化、多节点、双向的通信技术,是计机、网l通信、自动控制技术相l合的物。它h以下特点Q?/p> (1)使用数字信号取代4?0mA模拟信号Q?/p> (2)使现场的理与控制实现统一Q?/p> (3)使一些基本过E控制得以在现场完成Q?/p> (4)实现了控制系l的全分散、全开放、互操作、互换性; (5)节省投资Q提高了控制性能?/p> ׃现场ȝ技术的出现对工业控制系l的体系l构、功能界定等斚w带来巨大的变革以及潜在的市场利益,现场ȝ技术已l成为国际工业自动化界竞争的焦点?000q??日,IEC投票通过IEC 61158标准Q其中定义了国际上推出的8大类ȝQIEC 61158技术规范、ControlNet、Profibus、P-Net、FF HSE(High Speed Ethernet)、Swift-Net、WorldFIP、Interbus?/p> 基金会现场ȝ被认为是在流E工业控制中最具应用潜力的现场ȝ技术?000q_现场ȝ基金?FF)发布了采用高?00Mb/s以太|取代原H2?Mb/s?.5Mb/s的方案。由于现场ȝ技术的出现Q自动控制系l的功能l构生很大的变化Q原来由DCS控制器所承担的控制、数据处理功能将大部分下攑ֈ化的现场仪表。现场ȝ技术也推动着传统DCS发展的重大变革,目前有以Siemens公司的PCS7和Emerson Process公司的DeltaV为现场ȝ控制pȝ(FCS)的代表品。这些系l中都包含了多种现场ȝQPCS7由工业Ethernet、Profibus-DP和PA、DeviceNet、AS-interface{组成,DeltaV则由Ether-net、FF的H1以及HARTl成。FCS在M功能上已l包含了甉|传动、A表和计算机控Ӟ卛_CEIC一体化的系l结构,q种l构是目前解决钢铁行业自动化控制的最x案。传l的DCSl构与FCSl构的比较见附图?/p> “九五”期_国家机械工业局也组l了以FF现场ȝ技术ؓȝU技dQ重庆川仪d有限公司作ؓ主要参与单位完成了一批具有国际水q的HART/FF现场仪表的研I工作,推出了HBYC/HBCCpd压力/差压变送器、HBWpd温度变送器、HZVD-2000pd??作用的智能阀门定位器、ZH/ZSpd电动执行器、智能pH计、智能氧分析仪、FF甉|及中l器{系列品,目前已开始批量提供给用户。该公司自行开发的FCS也将于近期推出。智能现ZA表的研究成果实现了自动化仪表由模拟技术向数字化、智能化的技术升U,~短了与国际自动化A表技术的差距?/p> 随着计算机、智能化、网l技术在仪表中的应用Q嵌入式控制pȝ及以现场工艺程控制为对象的q程控制软gq速发展,实时操作pȝ如Windows CE、Linux、VRTX、Nuclelus{已l可以满不同的多种应用的选择Q而不像过d业控制的操作pȝ大部分只有一个多d的内核。DCS供应商则不仅可提供基本控制YӞ如PID、比倹{串U、前馈等控制软gQ而且可以提供高的过E控制Y件模块,如预控制、自适应控制、模p控制、参数自整定控制、专家系l、神l元|络、鲁控制等?/p> 国际上近q兴起一U近距离无线数字通信标准技术——蓝牙技术,q项技术定义了一U高速、低功耗、自配置的短E无U连接,目标是实?Mb/s的高速数据传输,׃采用了FSK调制Q抗q扰能力强,除了应用在计机及其外设{电子设备中Q同时在工业数据采集pȝ、机器h控制、无URS-232数据通信、无URS-485/422数据通信{领域也开始应用。随着蓝牙芯片在成本、通信范围、兼Ҏ和安全性方面的改进Q该Ҏ术在工业控制领域也有qK的应用前景?/p> 80q代后期Q国外提Z一U全新的仪器仪表概念——虚拟A器。虚拟A器ؓ用户提供一个以计算Zؓ中心的Y件和g开发^収ͼ用户可以利用q个q_Q按照具体的量d、需要,利用各种标准的A器插件、ȝ接口和用户已有的量仪器Q自行徏立测量系l,定、扩展和变更其功能,大大H破了传lA器A表在数据传送、处理、显C和存储{方面的限制。美国国家A器公?NI)提出QY件就是A器。利用该公司的互动图形开发Y件LabVIEW RT和RTpd实时数据采集板,可以对多个参数进行实时的,׃信号的传送和数据的处理都是靠数字信号或Y件来完成Q因此降低了环境q扰和系l误差的影响Q虚拟A器还可接入Intranet{网l,实现对现场ȝ生的监控和理。我国重庆大学在虚拟仪器研究斚w也取得了较好的科研成果?/p> ?当代工业自动化A表的工业“IT”特?/p> ?0q代以前QIT(Information Technology)主要反映计算机及其相关的软g、硬件技术?990?995q_局域网开始被普遍采用Q网l技术迅速普及,IT成ؓ计算Z|络的组合体。随着互联|的不断成熟Q通信技术与传统意义的IT技术出现融合;互联|把计算Z通信q两块原先相互独立的领域_合在一P不但使单行的计算机全面进入互联网时代Q而且q速推动计机产业与通信产业的合二ؓ一Q得传lIT的内涵不断得到g伸?/p> 伴随着q年来微电子、计机及网l通信技术的q猛发展Q传l的生q程自动化控制正由对单一和局部对象的控?即“自动化孤岛?Q逐步发展节控制、生产管理、经营决{l成的信息综合系l,实现全厂l合自动?TPA)。据专家预测Q在q种自动化控制综合信息系l中Q传l的控制信息由原来?5%下降?0%Q而经营管理信息将上升?0%。正是预到当代电子信息技术对传统自动化A器A表业所产生的深q媄响,1995q初Q王大珩{中国科学院和中国工E院?0位院士曾联名向国务院提出了“关于振兴中国A器A表工业的”,他们在徏议中指出QA器A表工业是信息工业的源头。国际自动化控制技术的发展不仅充分验证了科学家们的论断Q而且传统的A器A表业与当代电子信息技术的高度融合Q控制网l与信息理|络的一体化势Q得自动化仪表和系l已h当代工业“IT”的技术和产业特征Q?/p> (1)ZC计算机、网l、通信和现代控制技术而Ş成的一U新型工业自动化|络pȝ技术,在进一步完善信息采集功能的基础上,强化了信息的加工处理Q尤其是控制信息的传输技术更加开攑ƈ得到飞速发展?/p> (2)以流E工业和刉业的自动化为服务对象,适应C化工业生产工艺控制的需要,q满_业控制现场的要求Q如늣兼容性、抗q扰、防潮、防腐、实时响?0.1?s)、高可靠性等?/p> (3)传统的自动化仪表走向数字化、智能化Q符合国际现场ȝ标准Q成为具有各U标准通信接口的自动化控制|络pȝ的底层网l控制设备。分布式控制|络成为未来控制系l的d技术?/p> (4)控制pȝ与信息系l实现^滑联接和多网合一Q以太网技术在控制领域得到更为广泛的推广Q实时控制信息可以通过Intranet/Internet实现׃n和在U检、控制和理?/p> (5)pȝ软g及各U应用Y件开发、系l集成技术成为核心技术,取代pȝg而成为高附加值的载体。通过软g功能Q实C模糊、神l元|络、专家系l等高控制?/p> (6)专用IC芯片、工业PC、各U现场ȝ的通信卡、网桥、中l器、耦合器、远EI/O节点、功能模块成为控制系l中的重点品,q与|络信息技术同步发展?/p> 当代工业自动化A表业所具备的工业“IT”特征,客观地反映了电子信息技术与自动化控制技术高度的融合。A器A表技术发展的q种新趋势,使得传统的A器A表技术正发生着深刻的变革,在当前我国实施以信息技术带动工业化和加快高新技术改造传l业的战略中,具备工业“IT”特征的工业自动化技术和仪器仪表产业处于极光要的Cq发挥不可替代的作用?/p> 新译通专业政法翻译的成功案例 内外客户分类:国内机构及公司 香港公司 台湾公司 新加坡公?/p> 国公司 日本公司 韩国公司 英国公司 德国公司 法国公司 意大利公?/p> 澛_利亚公司 芬兰公司 荷兰公司 瑞典公司 瑞典公司 北欧公司 比利时公?/p> 哈萨克斯? 业w 新译通翻译公怸讑օ国各地分公司Q?BR>
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