【正文】 系統(tǒng)出現(xiàn)故障的風(fēng)險(xiǎn)；能實(shí)現(xiàn)對(duì)非線(xiàn)性、多變量、大滯后、分布參數(shù)等復(fù)雜系統(tǒng)的控制能采集并記錄各類(lèi)重要的數(shù)據(jù)供操作人員監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)使用。還能整理和打印報(bào)表或上傳報(bào)表供管理層使用 。 企業(yè)級(jí)管理計(jì)算機(jī) 廠級(jí)管理計(jì)算機(jī) 車(chē)間級(jí)監(jiān)督計(jì)算機(jī)(SCC) 設(shè)備控制級(jí)(DDC) 廠級(jí)管理計(jì)算機(jī) 生產(chǎn)過(guò)程 A 車(chē)間級(jí)監(jiān)督計(jì)算機(jī)(SCC) 設(shè)備控制級(jí)(DDC) 生產(chǎn)過(guò)程 B 設(shè)備控制級(jí)(DDC) 生產(chǎn)過(guò)程 C 設(shè)備控制級(jí)(DDC) 生產(chǎn)過(guò)程 D MIS級(jí) SCC級(jí) DDC級(jí) 主要分為三部分：操作管理站、現(xiàn)場(chǎng)控制站和通信網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)分散控制與集中管理和操作的功能。 ? 操作管理站負(fù)責(zé)系統(tǒng)的管理、控制組態(tài)、系統(tǒng)生成，實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的控制操作、過(guò)程狀態(tài)顯示、報(bào)警狀態(tài)顯示、歷史數(shù)據(jù)的收集和各種趨勢(shì)顯示及報(bào)表生成與打印等 ? 現(xiàn)場(chǎng)控制站則具體實(shí)現(xiàn)各種現(xiàn)場(chǎng)物理信號(hào)（各種模擬量、開(kāi)關(guān)量等）的周期采集和轉(zhuǎn)換處理、各種控制回路的運(yùn)算（包括調(diào)節(jié)回路和邏輯運(yùn)算等）、控制運(yùn)算結(jié)果的直接輸出等； ? 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)各種功能站之間的數(shù)據(jù)通信和聯(lián)絡(luò)。 1. 分散控制，集中管理；自治和協(xié)調(diào)性； 特點(diǎn)： 3. 速度快，控制更加靈活方便，國(guó)內(nèi)外都有成型的產(chǎn)品。 2. 可靠性高號(hào)稱(chēng)平均無(wú)故障時(shí)間可達(dá) 100年； 4. 系統(tǒng)的系統(tǒng)軟件配置的是實(shí)時(shí)多任務(wù)的操作系統(tǒng)，控制軟件非常豐富，而且用戶(hù)可以根據(jù)需要進(jìn)行組合，因此這種軟件又稱(chēng)組態(tài)軟件。因此用戶(hù)在這樣的硬軟件平臺(tái)上可以實(shí)現(xiàn)高水平、高速度、高質(zhì)量、高效益的控制系統(tǒng)。 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)（ FCS— Fieldbus Control System） 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)是分散控制系統(tǒng)向全數(shù)字化系統(tǒng)發(fā)展的結(jié)果 ， 是向下開(kāi)放的產(chǎn)物 。 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)是一種連接用于連接例如傳感器 、 執(zhí)行器和控制器等的儀器和控制設(shè)備的全數(shù)字 、 串行 、 雙向 、 多點(diǎn) 、 開(kāi)放式的通信系統(tǒng) 。 ? 計(jì)算機(jī)與通信技術(shù)相結(jié)合產(chǎn)生了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)； ? 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與控制系統(tǒng)相結(jié)合產(chǎn)生了現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)。 現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)；現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備互連； 互操作性 ；功能分散； 通信線(xiàn)供電；開(kāi)放性 。 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò)模型 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)有以下一些突出的優(yōu)點(diǎn) ： ? 總線(xiàn)式結(jié)構(gòu)：一對(duì)傳輸線(xiàn)（總線(xiàn)）掛接多臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，雙向傳輸多個(gè)數(shù)字信號(hào)。 ? 開(kāi)放互操作性：現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)采用統(tǒng)一的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，是開(kāi)放式的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)用戶(hù)是透明的。 ? 徹底的分散控制：控制功能下放到作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的現(xiàn)場(chǎng)智能儀表和設(shè)備中。 ? 可靠性高 ：采用數(shù)字信號(hào)傳輸數(shù)據(jù)，提高了數(shù)據(jù)的精度和抗干擾性。將控制功能放到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中，使危險(xiǎn)分散，系統(tǒng)的可靠性提高。 ? 信息綜合、組態(tài)靈活 。 6．工業(yè)過(guò)程計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（ CIMS） 計(jì)算機(jī)測(cè)控技術(shù)的發(fā)展 第一個(gè)階段是 20世紀(jì) 50年代以前的人工控制階段（基地式儀表控制系統(tǒng)） 第二個(gè)階段是 20世紀(jì) 60年代的模擬式儀表控制階段（電動(dòng)單元組合式儀表控制系統(tǒng)） 第三個(gè)階段是 20世紀(jì) 70年代的計(jì)算機(jī)集中控制階段 第四個(gè)階段是 20世紀(jì) 80年代的集散式控制階段（分布式控制系統(tǒng)） 計(jì)算機(jī)測(cè)控技術(shù)的發(fā)展歷程 儀表集中控制室 儀表集中控制室 計(jì)算機(jī)集中監(jiān)控室 計(jì)算機(jī)集中監(jiān)控室 計(jì)算機(jī)測(cè)控技術(shù)的發(fā)展特點(diǎn) 1．智能化 現(xiàn)代的檢測(cè)和控制系統(tǒng)，或多或少地趨向于智能化這個(gè)特點(diǎn)。所謂智能，是指能隨外界條件的變化，具有確定正確行動(dòng)的能力，也即具有人的思維能力以及推理、做出決策的能力，而智能化的儀表或系統(tǒng)，可以在個(gè)別的部件上，也可以在局部或整體系統(tǒng)上使之具有智能的特征。例如智能化的測(cè)試儀表，它能在被測(cè)參數(shù)變化時(shí)自動(dòng)選擇測(cè)量方案，進(jìn)行自校正、自補(bǔ)償、自檢、自診斷等，以獲取最佳測(cè)試結(jié)果。為了更有效地利用被測(cè)量，在檢測(cè)時(shí)往往要附加一些分析與控制的功能，因而采用實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)建模技術(shù)、在線(xiàn)識(shí)別技術(shù)，以獲得實(shí)時(shí)最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制等功能。有的系統(tǒng)則直接運(yùn)用人工智能、專(zhuān)家系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計(jì)智能控制器。 2．綜合化與集成化 電子測(cè)量?jī)x器、自動(dòng)化儀表、自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)在過(guò)去是分屬各學(xué)科和領(lǐng)域各自獨(dú)立發(fā)展。由于生產(chǎn)自動(dòng)化的要求，使他們?cè)诎l(fā)展中相互靠近，功能互相覆蓋，差異逐漸縮小，體現(xiàn)為一種 “ 信息流 ” 綜合管理與控制系統(tǒng)。其綜合的目的是為了提高人們對(duì)生產(chǎn)過(guò)程全面的監(jiān)視、檢測(cè)、控制與管理等多方面的能力。與此同時(shí)，對(duì)測(cè)量控制技術(shù)本身提出了高技術(shù)的要求，如高靈敏度、高精度、高分辨率、高速響應(yīng)、高穩(wěn)定性、高度自動(dòng)化智能化等。為此，要求提高系統(tǒng)綜合與設(shè)計(jì)的能力，這就涉及多種科學(xué)、多種技術(shù)的互相融合、互相滲透，使系統(tǒng)功能強(qiáng)大，向更高層次發(fā)展。 3．系統(tǒng)化與標(biāo)準(zhǔn)化 現(xiàn)代檢測(cè)與控制的任務(wù)，更多地涉及到系統(tǒng)的特征。所謂系統(tǒng)，是指若干個(gè)相互間具有內(nèi)在關(guān)聯(lián)的要素，構(gòu)成一個(gè)整體，由它來(lái)完成規(guī)定的功能，以達(dá)到某個(gè)給定的目的。因而在系統(tǒng)內(nèi)部，若要設(shè)立多臺(tái)微機(jī)，則這些微機(jī)往往不是互不相干的，而是要構(gòu)成相互聯(lián)系的整體，這就形成了各種多微機(jī)的系統(tǒng)。即使使用單獨(dú)微機(jī)進(jìn)行集中控制，也要通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)總線(xiàn)和各個(gè)部件發(fā)生聯(lián)絡(luò)。 在向系統(tǒng)化發(fā)展的同時(shí)，還需要涉及到系統(tǒng)部件接口的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和模塊化，用戶(hù)只需選用符合標(biāo)準(zhǔn)的制造廠產(chǎn)品，而不必再考慮能否與現(xiàn)有系統(tǒng)連接，能否與現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信等問(wèn)題。 4．微型化與大型化 嵌入式系統(tǒng)也是計(jì)算機(jī)測(cè)控技術(shù)的一個(gè)發(fā)展方向 。 所謂嵌入式系統(tǒng) ， 是指計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)是與被監(jiān)控對(duì)象一體的 ，即計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)是嵌入在被監(jiān)控對(duì)象之中的 。 微處理芯片技術(shù) 、 液晶顯示技術(shù) 、 大容量電子存儲(chǔ)器件技術(shù)的發(fā)展為嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)提供了可靠的保證 。 另外 ， 家庭 、 家電中以及一些特殊場(chǎng)合 （ 例如：人體 ） 的應(yīng)用也對(duì)計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的微型化提出了要求 。 與微型化相反的一個(gè)方向是大型化。大型化的特點(diǎn)：一是控制系統(tǒng)監(jiān)控的參量非常的多，可以達(dá)到數(shù)萬(wàn)個(gè)甚至數(shù)十萬(wàn)個(gè)；二是控制的地域非常的寬廣，面積可達(dá)數(shù)十平方千米，距離可達(dá)上萬(wàn)千米。由于大型化的需求以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日漸成熟，基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)越來(lái)越多。 5．多媒體化與網(wǎng)絡(luò)化 多媒體技術(shù)正在迅速地從家庭 、 辦公室向計(jì)算機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用的各個(gè)領(lǐng)域擴(kuò)散 。 通過(guò)應(yīng)用多媒體技術(shù) ， 不僅使得操作人員能夠獲取豐富的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào) ， 同時(shí) ， 還使得原本枯燥乏味的工作變得有趣起來(lái) 。 隨著氣味合成技術(shù)的日漸成熟 ， 在不久的將來(lái) ， 操作人員就能夠坐在操作室里 “ 嗅 ”到現(xiàn)場(chǎng)的氣味 （ 如果有必要的話(huà) ） 。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，各種層次的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，規(guī)模也越來(lái)越大，從而使傳統(tǒng)意義上的回路控制系統(tǒng)所具有的特點(diǎn)在系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化過(guò)程中發(fā)生了根本變化，并最終逐步實(shí)現(xiàn)了控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化。 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展 趨勢(shì)和展望 縱觀目前的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，其趨勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： （ 1）、工業(yè)控制逐步地從單機(jī)的監(jiān)控、直接數(shù)字控制（ DDC）發(fā)展到集散型控制系統(tǒng)（ DCS）、網(wǎng)絡(luò)化分布式控制系統(tǒng)（ NCS）。 （ 2） DCS、 PLC和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)技術(shù)正在相互滲透發(fā)展，并擴(kuò)大各自的應(yīng)用領(lǐng)域。 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展 趨勢(shì)和展望 （ 3）現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在現(xiàn)代控制領(lǐng)域廣泛進(jìn)行滲透， Ether將成為工廠底層控制網(wǎng)絡(luò)的信息傳輸主干，Ether+TCP/IP的傳感器、變送器可望直接成為網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)。 （ 4）工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)將向有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)相結(jié)合方向發(fā)展。 （ 5）工業(yè)控制軟件已向組態(tài)化方向發(fā)展，工業(yè)控制軟件主要包括人機(jī)界面軟件、控制軟件以及生產(chǎn)管理軟件等。