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工业自动控制系统装置制造


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简介

工业自动控制系统就是以控制工业生产中的各种参数为目的,实现各种过程控制,在整个工业生产中,尽量减少人力的操作,而能充分利用动物以外的能源与各种资讯来进行生产工作,即称为工业自动化控制系统。工业自动化多以自动设备取代高危险、单调性、高频率的人力行为,如取热铸件、每隔几分钟取料、组装线。 透过自动化的设备导入,协助解决人资调涨、技术断层、品质稳定的状况。

种类

通用的自动控制系统按目前的分类主要有集散控制系统(DCS)及可编程序控制器(PLC)系统,但是随着技术的发展,DCS及PLC系统有了很大的融合范围,即同一套生产装置,可以使用DCS系统来作为自动控制系统,也可以用PLC来作为自动控制系统,但是随着安全生产日益受到重视,出现了一种专门用于安全生产保障的紧急停车(SIS)系统,另外还有用于一些定型设备,有指示产权的设备的专用控制系统。

集散控制系统(DCS)

自动控制装置是随着生产需求的变化和科学技术的发展而不断发展的。 20 世纪 30 年代到 40 年代,采用基地式仪表就地实现单回路控制。这种系统按地理位置分散于现场,自成体系。是原始的分散性控制系统。 20 世纪 40 年代到 50 年代,采用气动、电动模拟仪表组成过程控制系统,实现了一定程度的集中监视、操作和分散控制,较好的适应了工艺设备大型化的发展需要。但是,随着生产规模和复杂程度的不断提高,生产过程各个部分之间的相互作用和相互影响愈加强烈,常规模拟仪表的局限性越来越明显:

  • 一台仪表只有一种控制规律,功能单一,要实现对某些工艺过程的前馈、非线性、大纯滞后补偿、多变量解耦等复杂控制就比较困难。
  • 监视和操作费时费力。现代化大型工厂控制系统越来越多,控制仪表数量也越来越多,控制室中模拟仪表盘越来越长,不便于进行集中监视和操作。
  • 各分系统之间不便于实现通信联系,从而难以组成工厂、车间、装置的分级控制和综合管理系统。
  • 对系统组成的变更比较麻烦,只有调换仪表和变更仪表连线才能实现。

20 世纪 60 年代,人们开始将电子计算机用于过程控制,试图利用计算机所具有的能执行复杂运算,处理速度快,集中显示操作,易于实现多种控制算法,易于改变控制方案,控制精度高等特点,来克服常规模拟仪表的局限性。一台计算机控制着几十甚至几百个回路,整个过程的监视、操作、报警、控制和管理等功能都集中在这台计算机上。一旦计算机的公共部分发生故障,轻则造成装置或整个生产停工,重则导致设备损坏,甚至发生火灾、爆炸等恶性事故,这就是所谓的「危险集中」。而采用一台计算机工作,另一台计算机备用的双机双工系统,或采用常规仪表备用方式,虽可以提高控制系统的可靠性,但成本太高,经济性差。 20 世纪 70 年代初,大规模集成电路的问世机微处理器的诞生,为新型控制系统的研制和创造提供了物质条件;同时,CRT图形显示技术和数字通信技术的发展,为新型控制系统的研究提供了技术条件;现代控制理论的发展为新型控制系统的研制和开发提供了理论依据和技术指导。根据「危险分散」的设计思想,过去由一台大型计算机完成的功能,现在可以由几十台甚至几百台微处理机完成。各微处理机之间可以通过通信网络连接起来,从而构成一个完整的系统。系统中的一台微处理只需控制几个至几十个回路,即使某一微处理器发生故障,只影响它所控制的少数回路,而不会对整个系统造成影响,从而很大程度上将危险分散。增强了系统的可靠性。

集散控制系统

集散控制系统实行集中管理、分散控制的计算机控制系统。是「控制技术」(Control)、「计算机技术」(Computer)、「通信技术」(Communication)、「阴极射线管图形显示技术」(CRT)和「网络技术」(Network)相结合的产物。

评判标准

寿命

易用性

结构

本体

辅助设备

产品设计

需求分析

目标界定

总体结构设计

详细结构设计

参数设计

设计实施

生产流程

原材料

主料

辅料

可选原料

生产线分工

资产与负债

资产

固定资产

非固定资产

负债

库存

设计和规划

位置与环境

投资与评估

规模与功能

风格与形式

成本

税费

金融成本

原材料成本

房租成本

能耗成本

人工成本

设备折旧

收益管理

客流曲线

时间分布

空间分布

目标群体

容量控制

风险控制

市场

国内市场

产量

消费量

国际市场

产量

消费量

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编辑成员
3 人

木又, Mikakoubayashi, 老田

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