1 控制系統的發展回顧
在工業生產過程中,1969年問世的PLC和1975年問世的DCS可能是兩類影響最為深遠的計算機控制系統。PLC 的問世取代了繼電器之類的器件,實現了開關量的連鎖控制、程序控制;DCS的問世取代了顯示儀、調節器之類的儀表,實現了模擬量的指示、記錄和PID回路調節等功能。20世紀80年代末期,隨著計算機技術、通信技術、集成電路技術、智能傳感器技術的發展而出現的現場總線控制系統(Fieldbus Control System , FCS )改變了原有控制系統的結構,使控制系統由封閉向開放走出了重要的一步。20世紀90年代中期,以PC為基礎的控制系統(PC-Based Control System,PCB CS)開始出現,不少學者認為它將是工業自動化領域最具發展潛力的新技術,他們將PCB CS 與PLC 、DCS、 (或者再加上FCS)并稱為工業生產過程三大(或四大)控制系統。甚至有人在四年以前的文章中就談到"多數人認為在今后十年內PC控制將逐步取代傳統的PLC或DCS"。而德國菲尼克斯(PHOENIX CONTACT)公司的專家介紹:幾乎所有的咨詢機構都認為到2005年,PC為基礎的控制系統將占市場分額的50%以上。
2 PCB CS的結構
什么是PCB板 CS呢?將經過加固的PC機硬件與控制軟件相結合,實施通常由專用PLC、 DCS執行的控制功能,或者說將PLC的控制功能"封裝在"軟件內,運行在PC的環境中。
PCB CS控制系統主要由以下三部分組成:PC機;I/O組件及其連接件;操作系統軟件和應用軟件。
PC機將以往PLC、DCS控制系統中的操作站、控制站溶為一體,同時具備實施控制、通信及操作顯示等多項功能。快速發展的計算機技術使PC機可提供一個真正開放的平臺,使系統所有的功能集成于PC這個統一開放的平臺上,以減少安裝空間、節省電纜,將復雜的通信連接簡單化,還可通過國際互聯網Internet或企業內部網Intranet 得到重要的生產信息,實現生產過程優化。為可靠起見,PC機通常采用工業PC機。我們知道,早期在控制系統里出現的PC機只具有作為人機界面操作站的功能,后來功能逐步增加,PC機可以完成報警、計算、報表、連接數據庫、連接辦公網絡等功能,而現在的PCB CS控制系統中,PC機又多了一項控制功能,即所謂基于PC的控制。
I/O組件也是完全開放的,可以支持多家公司的多種I/O硬件,包括很多PLC的遠程I/O及I/O分站。它還可以與現場總線技術結合,使PC機通過現場總線接口與帶現場總線的I/O設備相連。由于這些I/O組件均為經過長期現場運行考驗過的設備,其可靠性是不容置疑的。只不過它無需象早期的PLC、DCS控制系統那樣必須采用某一公司某一系列的I/O組件,而可以由用戶選擇自己喜愛的I/O組件。
上層對多種操作系統軟件和應用軟件是開放的,目前已經有多種商品化的操作系統軟件和應用軟件,用戶也可以挑選自己中意的軟件。
由以上三個組成部分就可以看出PCB CS系統的開放性是全面的,因此它現在的和未來的發展速度都將是非常快的,決不會象以往的PLC 、DCS控制系統那樣因封閉性、專一性而造成長期發展滯后,而會隨計算機技術、通信技術、I/O組件制造技術、現場總線技術及軟件技術的發展與時俱進,迅速提升。
3 PCB CS優點
PCB板 CS控制系統的優點可以概括為:價格較低;對各種控制及業務應用、信息的存取均很簡便;軟件向新的硬件平臺的可移植性優良;控制、人機界面及編程功能易于集成;易于將過程控制、邏輯控制、批量控制以及運動控制等合為一體;不依賴于各種專有的控制系統。