【正文】 ? 質(zhì)量管理系統(tǒng)與生產(chǎn)過程 質(zhì)量管理系統(tǒng)相對獨立； ? 自動化監(jiān)控系統(tǒng)緊密相關(guān)； 流程 CIPS與 離散 CIMS區(qū)別 (2) ? 流程工業(yè) CIPS 離散工業(yè) CIMS ? 信息處理 要求處理大量動態(tài)數(shù)據(jù)， 主要處理靜態(tài)數(shù)據(jù)， ? 實時性要求高； 實時性要求不高； ? 安全性 首要任務(wù)，必須實現(xiàn)全 偏重于單個生產(chǎn)裝置的監(jiān)控， ? 生產(chǎn)過程的動態(tài)監(jiān)控； 為柔性生產(chǎn)提供信息； ? 經(jīng)營決策 強調(diào)優(yōu)化，更注重生產(chǎn) 強調(diào)柔性； ? 過程中資金流管理； ? 人的作用 自動化程度較高，一般不 自動化程度相對較低，許多 需要人直接參與加工； 情況下需要人直接參與加工； ? 理論研究 尚未形成較為完善的理論 較為成熟，已形成較為完善 體系和規(guī)范。 遞階控制 是一種把所需完成的任務(wù)按層次分級的層狀或樹狀的命令/反饋控制方式。 有多種結(jié)構(gòu)方案 ，如五層遞階控制結(jié)構(gòu)、面向集成平臺的 CIMS結(jié)構(gòu)、連續(xù)型 CIMS結(jié)構(gòu)和局域網(wǎng)型 CIMS結(jié)構(gòu)等。 CIMS體現(xiàn)了一種對企業(yè)生產(chǎn)過程與生產(chǎn)管理進行優(yōu)化的新哲理。 計算機集成制造系統(tǒng)（ CIMS） CIMS是 “ Computer Integrated Manufacturing System”的縮寫。 D i sc r e t eI n s t ru m e n t sH yb ri d I n s t ru m e n t s o r I n t e ll i g e n tI n s t ru m e n t sW i t h C u s t o m I n t e rf a ce s傳統(tǒng) DCS控制層 現(xiàn)代 FCS控制層 網(wǎng)橋 控制器 H2 分散控制系統(tǒng)總線 H2 H1 H1 H1 H1 H1—— 低速現(xiàn)場總線 ? ?2～ 32個設(shè)備 /段 ?供電與通信 ?本質(zhì)安全 ?能利用已有的 4～ 20mA信號線 ?…… 數(shù)字信號取代 4～ 20mA 現(xiàn)場的管理與控制的統(tǒng)一 一些基本過程控制在現(xiàn)場完成 設(shè)備非控制信息增加 a) 4 ～ 20mA傳輸標準 控制室 現(xiàn)場 b) 現(xiàn)場總線 現(xiàn)場總線連線效率示意 控制室儀表 手持編程器 雙向數(shù)字傳輸 安全柵 調(diào)節(jié) 器 指示 積算 配 電 安全柵 4 ～ 20 mA 配 電 4 ～ 20 mA 4 ～ 20 mA a) 4～ 20mA標準 b) 現(xiàn)場總線標準 儀表內(nèi)部結(jié)構(gòu)對比 人 機 接 口 控制室儀表 變送器 數(shù)字雙向傳輸 微 處 理 器 通 訊 接 口 通 訊 接 口 微 處 理 器 A/D 放 大 調(diào) 理 傳 感 器 人 機 接 口 微 處 理 器 A/D D/A I/V V/I 調(diào)節(jié)器 4～ 20mA 4～ 20mA 4～ 20mA 變送器 V/I D/A 微 處 理 器 A/D 放 大 調(diào) 理 傳 感 器 （ 2）采用的技術(shù) 控制技術(shù)、智能傳感、儀表工業(yè)技術(shù)、數(shù)字通訊技術(shù) （ 3）特點 1）數(shù)字化的信息傳輸 2）分散的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 3）方便的互操作性 4）開放的互連網(wǎng)絡(luò) 5）多種傳輸媒介的拓撲結(jié)構(gòu) （ 4） FCS系統(tǒng)的基本設(shè)備 現(xiàn)場總線的節(jié)點設(shè)備稱為 現(xiàn)場設(shè)備或現(xiàn)場儀表 。 簡言之，是一種用數(shù)字局域網(wǎng)絡(luò)連接起來的分布式控制系統(tǒng)。 現(xiàn)場總線技術(shù) 至今尚未形成完整統(tǒng)一的國際標準，影響較大的是 Foundation Fieldbus、LonWorks、 Profibus、 HART、CAN、 Dupline等。 現(xiàn)場總線 是 20世紀 80年代末、 90年代初發(fā)展形成的用于過程自動化、制造自動化、樓宇自動化等領(lǐng)域的現(xiàn)場智能設(shè)備互連通訊網(wǎng)絡(luò)。 DCS以微型計算機為核心，把微型機、工業(yè)控制計算機、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、顯示操作裝置、輸入 /輸出通道、模擬儀表等有機地結(jié)合起來，采用組合組裝式結(jié)構(gòu)組成系統(tǒng)，為實現(xiàn)工程大系統(tǒng)的綜合自動化創(chuàng)造了條件。 監(jiān)督控制級 SCC， 任務(wù)是對生產(chǎn)過程進行監(jiān)視與操作，向管理級、分散控制級傳送數(shù)據(jù)和指令。 企業(yè)級 經(jīng)營管理計算機 工廠級 集中控制計算機 車間級監(jiān)控計算機（ SCC） 車間級監(jiān)控計算機（ SCC） 裝置控制級（ DDC） 裝置控制級（ DDC） 裝置控制級（ DDC） 工廠對象 A 工廠對象 B 工廠對象 C 工廠對象 D 至其它工廠 至其它工廠 裝置控制級（ DDC） 圖 19 集散控制系統(tǒng)原理圖 (2)各級功能 分散過程控制級 DDC， 用于直接生產(chǎn)控制，完成數(shù)據(jù)采集、順序控制或某一閉環(huán)控制，向監(jiān)控級發(fā)送數(shù)據(jù)，并接受監(jiān)控級來的信息。 (3)SCC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) SCC+模擬調(diào)節(jié)器的控制系統(tǒng) （一般模擬調(diào)節(jié)器其給定值不變） SCC+DDC的控制系統(tǒng) （比一般 DDC系統(tǒng)靈活方便） （ SCC） 圖 18(a) SCC+模擬調(diào)節(jié)器控制系統(tǒng)原理圖 圖 18(b) SCC+DDC控制系統(tǒng)原理圖 管理命令 報告 SCC監(jiān)督控制計算機 給定值 測量值 A/D 多路開關(guān) 檢測元件 生產(chǎn)過程 管理命令 報告 給定值 測量值 A/D 多路開關(guān) 檢測元件 生產(chǎn)過程 DDC計算機 D/A 反多路開關(guān) . . . . . . . . SCC監(jiān)督控制計算機 集散控制系統(tǒng)（ Distributed Control System） (1)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 由三級組成： 底層的分散過程控制級（ DDC）、中間層的監(jiān)督控制級（ SCC）、上層的生產(chǎn)管理級（ MIC）。是操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)和直接數(shù)字控制系統(tǒng)的綜合與發(fā)展。 (1)監(jiān)督控制系統(tǒng) SCC 在 SCC系統(tǒng)，由計算機按照生產(chǎn)過程的數(shù)學模型，計算出最佳給定值，將其值送給模擬調(diào)節(jié)器或 DDC計算機控制生產(chǎn)過程。可實現(xiàn)各種復(fù)雜控制，如串級、前饋、自適應(yīng)控制、大滯后控制等。 計 算 機工業(yè)對象器換轉(zhuǎn)D/A采樣器測量元件顯示終端打印機控制儀表 圖 1 6 操 作指導(dǎo)控制系統(tǒng) 直接數(shù)字控制系統(tǒng) （ DDC） 圖 17 DDC控制系統(tǒng)原理圖 管理命令D D C 微型機報告人工監(jiān)管給定值 測量值A(chǔ)/D多路開關(guān)檢測元件D/A反多路開關(guān)生產(chǎn)過程 DDC（ Direct Digital Control）是用一臺微機對多個被控參數(shù)進行巡回檢測，檢測結(jié)果與設(shè)定值進行比較，再按 PID規(guī)律或直接