控制系统的工作过程与方式 控制系统的控制过程

简述可编程的工作原理

通常的反馈控制系统中,对干扰造成一定后果,才能反馈过一、 设计院传统管理方式的弊端来产生抑制干扰的控制作用,因而产生滞后控制的不良后果.为了克服这种滞后的不良控制,用计算机接受干扰信号后,在还没有产生后果之前插入一个前馈控制作用,使其刚好在干扰点上完全抵消干扰对控制变量的影响,因而又得名为扰动补偿控制.

可编程的工作原理是基于存储的程序进行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等作，从而实现对各类设备或生产过程的控制。

控制系统的工作过程与方式 控制系统的控制过程

控制系统的工作过程与方式 控制系统的控制过程

2、加热系统：恒温恒湿试验箱的加热系统相对制冷系统而言，是比较简单。它主要有大功率电阻丝组成，由于恒温恒湿试验箱要求的升温速率较大，因此试验箱的加热系统功率都比较大，而且在试验箱的底板也设有加热器。

首先，可编程（PLC，Programmable Logic Controller）是一种专为工业环境设计的数字计算机。其核心是一台微处理器，与常规计算机类似，具有CPU、存储器、输入/输出接口等组成部分。但是，与常规计算机不同的是，PLC被设计为能够在恶劣的工业环境中稳定运行，例如高温、低温、高湿、强电磁干扰等环境。

其次，当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。

1. 输入采样阶段：在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应的单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。

2. 用户程序执行阶段：在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。

3. 输出刷新阶段：当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。

以上就是可编程的工作原理的详细解释。

简述基于组态软件的工业控制系统的一般组建过程

我院网络系统自2002年元月起开始运行。该网络系统是一个支持公共信息的访问、网络管理、不同子系统间数据的交互和访问、OA的流转、信息发布、数据库服务和应用服务的网络平台。它是甘肃省交通系统智能化平台网络的主干层，通过cisco6509交换机和交通系统智能化平台的其它单位实现OA的协作，并通过此平台的路由器、防火墙、实现internet的访问和包的过滤。通过带路由模块的4006交换机实现本单位部门间特殊业务VLAN的子集划分。本单位内数据的交互和访问在本单位的VLAN内即可实现，实现业务的保密性，减少主干链路的拥塞，提高访问速率。对于移动办公的部门和人员，选用接入和PSTN访问的方式。结合intranet的物理链路，建立了以微软的windows 2000 aanced server为作系统的域管理系统，部门设为管理单推进设计院管理信息化要以实现科学管理、向管理要效益为宗旨，优化设计院资源配置，提高效率，降低成本，提高质量，改善营销服务，增强透明度，加强内部制衡，完善决策程序，增强设计院的市场应变能力，全面提高设计院管理水平，推进管理创新。设计院管理信息化要与转换经营机制、建立现代企业制度、推进技术进步相结合，通过管理信息化促进机制创新、制度创新和技术创新。元，方便查询和不同部门策略的运用。数据库系统选用Oracle公司的Oracle 8iEE.30用户企业版，结合图库软件，便于查询。同时为了实现OA系统和数据库的动态链接，选用了Lotus公司的ESB软件，OS系统软件（办公自动化开发工具）选用Lotus Notes/Domino。网络管理软件选用了cisco works for windows6.0等，对网络的流量和峰值进行实时。数据稳定方面，允许用户在一个失败时，自动转向另一，同时应用程序也能在硬件失败后，以最小的切换时间来重新启动并运行。存储备份软件选用veritas backup exec 9.0 for windows server，实现人工干预或智能的数据备份。

组态软件（工控机或触摸屏）-只要计算机对受控对象或受控生产过程,能够行使直接控制,不需要人工干预的都称之为控制计算机在线控制或称联机控制系统.---控制单元（PLC等）---------现场设备（仪表或执行机构）

简述可编程的工作原理,如何理解PLC的循环扫描工作过程

数字蜂窝系统

工作原理

当可编程逻辑投入运行后，其工作过程一般分为三个MIS级主要功能是实现信息实时处理,为各级决策者提供有用的信息,作出关于生产调度和管理方案,使协调和经营管理处于状态.这一级可根据企业的规模和管理范围的大小分成若干级.每级又依据要处理的信息量的大小确定采用的计算机的类型.一般情况车间级MIS用小型计算机或计算机,工厂管理级的MIS用中型计算机,而公司管理级的MIS则用大型计算机,或者用超大型计算机.阶段， 可编程编辑本段结构逻辑

即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。

二、用户程序执行阶段 在用户程序执行阶段，可编程逻辑总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。 即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。 在程序执行的过程中如果使用立即I/O指令则可以直接存取I/O点。即使用I/O指令的话，输入过程影像寄存器的值不会被更新，程序直接从I/O模块取值，输出过程影像寄存器会被立即更新，这跟立即输入有些区别。

三、输出刷新阶段 当扫描用户程序结束后，可编程逻辑就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是可编程逻辑的真正输出

PLC控制系统与继电器控制系统的设计过程相比，有何特点

PLC与继PLC的循环扫描工作过程就是：在整个运行期间，可编程逻辑的CPU以一定的扫描速度重复I/O单元：通常，一个过程控制站是有几个机架组成，每个机架可以摆放一定数量的模块。CPU所在的机架被称为CPU单元，同一个过程站中只能有一个CPU单元，其他只用来摆放I/O模块的机架就是I/O单元。执行上述三个阶段。 电器控制系统的比较：

1 控制方式： 继电器的控制是采用硬件接线实现的，是利用继电器机械触点的串联或并联极延时继电器的滞后动作等组合形成控制逻辑，只能完成既定的逻辑控制。

2 控制速度

继电器控制逻辑是依靠触点的机械动作实现控制，工作频率低，毫秒级，机械触点有抖动现象。

PLC是由程序指令控制半导体电路来实现控制，速度快，微秒级，严格同步，无抖动。

3 延时控制

继电器控制系统是靠时间继电器的滞后动作实现延时控制，而时间继电器定时精度不高，受环境影响大，调整时间困难。

PLC用半导体集成电路作定时器，时钟脉冲由晶体振荡器产生，精度高，调整时间方便，不受环境影响。

功能一样 线路更简单 出现故障容易查找 节省空间 功能更加强大

PLC 优点 功能可以用程序来实现，所以灵活性比较大 缺点 成本高 需要PLC专业知识

继2.1 异电器控制 优点 成本低 只要懂电工基础即可 缺点 接线比较复杂 功能单一

简述PLC的工作方式,分析周期扫描方式的特点和应用中的注意事项

(1)系统能处理多少I/O信息。

覆盖？你说的是重写呢还是值的覆盖，

重写就是覆盖了一个方法并且对其重写，以求达到不同的作用。对我们来说最熟悉的覆盖就是对接口方法的实现，在接口中一般只是对方法进行了声明，而我们在实现时，就需要实现接口声明的所有方法。除了这个典型的用法以外，我们在继承中也可能会在子类覆盖父类中的方法。在覆盖要注意以下的几点：

1、覆盖的方法的标志必须要和被覆盖的方法的标志完全匹配，才能达到覆盖的效果；

2、覆盖的方法的返回值必须和被覆盖的方I/O：控制系统需要建立信号的输入和输出通道，这就是I/O。DCS中的I/O一般是模块化的，一个I/O模块上有一个或多个I/O通道，用来连接传感器和执行器(调节阀)。法的返回一致；

3、覆盖的方法所抛出的异常 系统的主要技术概述必须和被覆盖方法的所抛出的异常一致，或者是其子类；

4、被覆盖的方法不能为private，否则在其子类中只是新定义了一个方法，并没有对其进行覆盖。

dcs是什么意思 dcs相关介绍

推进设计院管理信息化要根据企业发展战略制定整体规划，避免孤立地设计或实施某项管理，防止形成信息孤岛和重复投资。整体规划要以应用综合性系统为重点，实现主要业务流程电子化以及人力、物力、财力的优化配置和信息资源的高效利用。

dcs是什么意思 dcs相关介绍 中文名： 分布式控制系统

(1)分散控制系统DCS与集散控制系统TDCS是集4C(Communication，Comr， Control、CRT)技术于一身的技术，是过程控制系统。既有计算机控制系统控制算式先进、精度高、响应速度快的优点，又有仪表控制系统安全可靠、维护方便的要求。

外文名： Distributed Control System

别称： 分布式控制系统

概述： DCS是分布式控制系统的英文缩写(Distributed Control System)，在国内自控行业又称之为集散控制系统。是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统，它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。

系统主要有现场控制站(I/O站)、数据通讯系统、人机接口单元(作员站OPS、工程师站ENS)、机柜、电源等组成。系统具备开放的体系结构，可以提供多层开放数据接口。硬件系统在恶劣的工业现场具有高度的可靠性、维修方便、工艺先进。底层的软件平台具备强大的处理功能，并提供方便的组态复杂控制系统的能力与用户自主开发专用高级控制算法的支持能力;易于组态，易于使用。支持多种现场总线标准以便适应未来的扩充需要。系统的设计采用合适的冗余配置和诊断至模件级的自诊断功能，具有高度的可靠性。

系统内任一组件发生故障，均不会影响整个系统的工作。系统的参数、报警、自诊断及其他管理功能高度集中在CRT上显示和在打印机上打印，控制系统在功能和物理上真正分散，整个系统的可利用率至少为99.9%;系统平均无故障时间为10万小时，实现了核电、火电、热电、石化、化工、冶金、建材诸多领域的完整。“域”的概念。把大型控制系统用高速实时冗余网络分成若干相对的分系统，一个分系统构成一个域，各域共享管理和作数据，而每个域内又是一个功能完整的DCS系统，以便更好的满足用户的使用。

网络结构可靠性、开放性及先进性。在系统作层，采用冗余的100Mbps以太网;在控制层，采用冗余的100Mbps工业以太网，保证系统的可靠性;在现场信号处理层，12Mbps的PROFIBUS总线连接控制单元和各现场信号处理模块。标准的/结构。有的DCS的作层采用/结构开放并且可靠的作系统。系统的作层采用WINDOWS NT作系统;控制站采用成熟的嵌入式实时多任务作系统QNS以确保控制系统的实时性、安全性和可靠性。标准的控制组态软件。系统采用IEC61131-3标准的控制组态工具，可以实现任何监测、控制要求。可扩展性和可裁剪性，保证经济性。

历史前沿

DCS自1975年问世以来，已经经历了三十多年的发展历程。在这三十多年中，DCS虽然在系统的体系结构上没有发生重大改变，但是经过不断的发展和完善，其功能和性能都得到了巨大的提高。总的来说，DCS正在向着更加开放，更加标准化，更加产品化的方向发展。

作为生产过程自动化领域的计算机控制系统，传统的DCS仅仅是一个狭义的概念。如果以为DCS只是生产过程的自动化系统，那就会引出错误的结论，因为现在的计算机控制系统的含义已被大大扩展了，它不仅包括过去DCS中所包含的各种内容，还向下深入到了现场的每台测量设备、执行机构，向上发展到了生产管理，企业经营的方方面面。传统意义上的DCS现在仅仅是指生产过程控制这一部分的自动化，而工业自动化系统的概念，则应定位到企业全面解决方案，即total solution 的层次。只有从这个角度上提出问题并解决问题，才能使计算机自动化真正起到其应有的作用。

进入九十年代以后，计算机技术突飞猛进，更多新的技术被应用到了DCS之中。PLC是一种针对顺序逻辑控制发展起来的电子设备，它主要用于代替不灵活而且笨重的继电器逻辑。现场总线技术在进入九十年代中期以后发展十分迅猛，以至于有些人已做出预测：基于现场总线的FCS将取代DCS成为控制系统的主角。

但是现场总线并未能够代替DCS。其原因如下：

1.现场总线的低速网络特性，使其每条总线的仪表数并未达到理性数量。实际应用中，一条H1总线大约只能安装8台仪表。这样一来，现场总线的节省电缆优势就非常有限了。

2.现场总线标准不统一，没有一种取得优势，用户无从选择。

3.现场总线始终未能很好解决危险区本安特性问题。

系统结构

从结构上划分，DCS包括过程级、作级和管理级。过程级主要由过程控制站、I/O单元和现场仪表组成，是系统控制功能的主要实施部分。作级包括：作员站和工程师站，完成系统的作和组态。管理级主要是指工厂管理信息系统(MIS系统)，作为DCS更高层次的应用，目前国内纸行业应用到这一层的系统较少。

DCS的控制程序：DCS的控制决策是由过程控制站完成的，所以控制程序是由过程控制站执行的(也有在IO模件中执行控制逻辑的情况，如FOXBORO的DI/DO模件中就可以执行顺序控制逻辑)。

过程控制站的组成：

DCS的过程控制站是一个完整的计算机系统，主要由电源、CPU(处理器)、网络接口和I/O组成

系统特点

(1)高可靠性由于DCS将系统控制功能分散在各台计算机上实现，系统结构采用容错设计，因此某一台计算机出现的故障不会导致系统其它功能的丧失。此外，由于系统中各台计算机所承担的任务比较单一，可以针对需要实现的功能采用具有特定结构和软件的专用计算机，从而使系统中每台计算机的可靠性也得到提高。

(2)开放性DCS采用开放式、标准化、模块化和系列化设计，系统中各台计算机采用局域网方式通信，实现信息传输，当需要改变或扩充系统功能时，可将新增计算机方便地连入系统通信网络或从网络中卸下，几乎不影响系统其他计算机的工作。

(3)灵活性通过组态软件根据不同的流程应用对象进行软硬件组态，即确定测量与控制信号及相互间连接关系、从控制算法库选择适用的控制规律以及从图形库调用基本图形组成所需的各种和报警画面，从而方便地构成所需的控制系统。

(4)易于维二、 设计院建立管理信息系统的指导思想和具体目标护功能单一的小型或专用计算机，具有维护简单、方便的特点，当某一局部或某个计算机出现故障时，可以在不影响整个系统运行的情况下在线更换，迅速排除故障。

(5)协调性各工作站之间通过通信网络传送各种数据，整个系统信息共享，协调工作，以完成控制系统的总体功能和优化处理。

(6)控制功能齐全控制算法丰富，集连续控制、顺序控制和批处理控制于一体，可实现串级、前馈、解耦、自适应和预测控制等先进控制，并可方便地加入所需的特殊控制算法。DCS的构成方式十分灵活，可由专用的管理计算机站、作员站、工程师站、记录站、现场控制站和数据采集站等组成，也可由通用的、工业控制计算机和可编程构成。处于底层的过程控制级一般由分散的现场控制站、数据采集站等就地实现数据采集和控制，并通过数据通信网络传送到生产级计算机。生产级对来自过程控制级的数据进行集中作管理，如各种优化计算、统计报表、故障诊断、显示报警等。随着计算机技术的发展，DCS可以按照需要与更高性能的计算机设备通过网络连接来实现更高级的集中管理功能，如调度、仓储管理、能源管理等。

相关介绍

计算机和网络技术的飞速发展，引起了自动化控制系统结构的变革，一种世界上型的控制系统即现场总线控制系统(Fieldbus Control System，FCS)在上世纪九十年代走向实用化，并正以迅猛的势头快速发展。现场总线控制系统是目前自动化技术中的一个热点，正越来越受到国内外自动化设备制造商与用户的关注。现场总线控制系统的出现，将给自动化领域在过程控制系统上带来又一次革命，其深度和广度将超过历史的任何一次，从而开创自动化的新纪元。

FCS可以说是第五代过程控制系统，是由PLC(Programmable Controller)或DCS(Distributed Control System)发展而来的。FCS与PLC及DCS之间有千丝万缕的联系，又存在着本质的异。本文针对PLC、DCS、FCS三大控制系统的特点、性能和异作一分析。

1 PLC、DCS、FCS三大控制系统的基本特点

目前，在连续型流程生产工业过程控制中，有三大控制系统，即PLC、DCS和FCS。它们各自的基本特点如下：

1.1 PLC

(1)从开关量控制发展到顺序控制、运算处理，是从下往上的。

(2)逻辑控制、定时控制、 计数控制、 步进(顺序)控制、连续PID控制、 数据控制――PLC具有数据处理能力、 通信和联网等多功能。

(3)可用一台PC机为主站，多台同型PLC为从站。

(4)也可一台PLC为主站，多台同型PLC为从站，构成PLC网络。这比用PC机作主站方便之处是：有用户编程时，不必知道通信协议，只要按说明书格式写就行。

(5)PLC网络既可作为DCS/TDCS，也可作为DCS/TDCS的子系统。

(6)主要用于工业过程中的顺序控制，新型PLC也兼有闭环控制功能。

1.2 DCS

(2)从上到下的树状拓扑大系统，其中通信(Communication)是关键。

(3)是树状拓扑和并行连续的链路结构，也有大量电缆从中继站并行到现场仪器仪表。

(4)模拟信号，A/D—D/A、带微处理器的混合。是由几台计算机和一些智能仪表智能部件组成，并逐渐地以数字信号来取代模拟信号。

(5)一台仪表一对线接到I/O，由控制站挂到局域网LAN。

(6)DCS是控制(工程师站)、作(作员站)、现场仪表(现场测控站)的3级结构。缺点是成本高，各公司产品不能互换，不能互作，大DCS系统是各家不同的。

1.3 FCS

(1)FCS是第五代过程控制系统，它是21世纪自动化控制系统的方向。是3C技术(Communication，Comr， Control)的融合。基本任务是：本质(本征)安全、危险区域、易变过程、难于对付的非常环境。

(2)全数字化、智能、多功能取代模拟式单功能仪器、仪表、控制装置。

(3)用两根线联接分散的现场仪表、控制装置，取代每台仪表的两根线。“现场控制”取代“分散控制”;数据的传输采用“总线”方式。

(4)从控制室到现场设备的双向数字通信总线，是互联的、双向的、串行多、开放的数字通信系统取代单向的、单点、并行、封闭的模拟系统。

(5)用分散的虚拟控制站取代集中的控制站。

(6)把微机处理器转入现场自控设备，使设备具有数字计算和数字通信能力，信号传输精度高，远程传输。实现信号传输全数字化、控制功能分散、标准统一全开放。

(8)3类FCS的典型应用：1) 连续的工艺过程自动控制如石油化工，其中“本安防爆”技术是重要的;2)分立的工艺动作自动控制如汽车制造机器人、汽车;3)多点控制如楼宇自动化。

这三大控制系统，尤其是DCS、PLC，都在电站得到了广泛应用，而且效果也非常好。

2 三大控制系统之间的异

2.1.1 DCS或PLC

PLC系统与DCS系统的结构异不大，只是在功能的着重点上的不同，DCS着重于闭环控制及数据处理。PLC着重于逻辑控制及开关量的控制，也可实现模拟量控制。

DCS或PLC系统的关键是通信。也可以说数据公路是分散控制系统DCS及PLC的脊柱。由于它的任务是为系统所有部件之间提供通信网络，因此，数据公路自身的设计就决定了总体的灵活性和安全性。数据公路的媒体可以是：一对绞线、同轴电缆或光纤电缆。

DCS的特点是：(1)控制功能强。可实现复杂的控制规律，如串级、前馈、解耦、自适应、和非线性控制等。也可实现顺序控制。(2)系统可靠性高。(3)采用CRT作站有良好的人机界面。(4)软硬件采用模块化积木式结构。(5)系统容易开发。(6)用组态软件，编程简单，作方便。(7)有良好的性价比。

通过数据公路的设计参数，基本上可以了解一个特定DCS或PLC系统的相对优点与弱点。

(2)系统能处理多少与控制有关的控制回路的信息。

(4)传输数据的完整性是怎样检查的。

(5)数据公路的允许长度是多少。

(6)数据公路能支持多少支路。

(7)数据公路是否能支持由其它制造厂生产的硬件(可编程序、计算机、数据记录装置等)。为保证通信的完整，大部分DCS或PLC厂家都能提供冗余数据公路。

为了保证系统的安全性，使用了复杂的通信规约和检错技术。所谓通信规约就是一组规则，用以保证所传输的数据接收与发送。

目前在DCS和PLC系统中一般使用两类通信手段，即同步的和异步的，同步通信依靠一个时钟信号来调节数据的传输和接收，异步网络采用没有时钟的报告系统。

FCS具有(1)很好的开放性、互作性和互换性。(2)全数字通信。(3)智能化与功能自治性。(4)高度分散性。(5)很强的适用性。

FCS的关键要点有三点：

(1)FCS系统的核心是总线协议，即总线标准。

采用双绞线、光缆或电方式传输数字信号，减少大量导线，提高了可靠性和抗干扰能力。FCS从传感器、变送器到调节器一直是数字信号，这就使我们很容易地处理更复杂、更的信号，同时数字通信的错功能可检出传输中的误码。

FCS可以将PID控制分散到现场设备(Field Dev)中。基于现场总线的FCS又是全分散、全数字化、全开放和可互作的新一代生产过程自动化系统，它将取代现场一对一的4～20mA模拟信号线，给传统的工业自动化控制系统体系结构带来革命性的变化。

根据IEC61158的定义，现场总线是安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。现场总线使测控设备具备了数字计算和数字通信能力，提高了信号的测量、传输和控制精度，提高了系统与设备的功能、性能。IEC/TC65的SC65C/WG6工作组于1984年开始致力于推出世界上单一的现场总线标准工作，走过了16年的艰难历程，于1993年推出了IEC61158-2，之后的标准制定就陷于混乱。2000年初公布的IEC61158现场总线标准子集有八种，分别为：

除了IEC61158的8种现场总线外，IEC TC17B通过了三种总线标准：SDS(Smart Distributed System);ASI(Actuator Sensor Intece);Dev NET。另外，ISO公布了ISO 11898 CAN标准。其中Dev NET于2002年10月8日被批准为标准，并于2003年4月1日开始实施。

所以，要实现这些总线类型的相互兼容和互作，就目前状态而言，几乎是不可能的。开放的现场总线控制系统的互作性，就一个特定类型的现场总线而言，只要遵循同一类型现场总线的总线协议，对其产品是开放的，并具有互作性。换句话说，不论什么厂家的产品，也不一家是该现场总线公司的产品，只要遵循同一类型总线的总线协议，产品之间是开放的，并具有互作性，就可以组成总线网络。

另外，FCS还可以通过和企业的上级管理网络相连，以便管理者掌握手资料，为决策提供依据。所以现场总线具有开放性、互作性、系统结构的高度分散性、灵活的网络拓扑结构、现场设备的高度智能化、对环境的高度适应性等诸多突出特点。

(2)FCS系统的基础是数字智能现场装置

控制功能下放到现场仪表中，控制室内仪表装置主要完成数据处理、监督控制、优化控制、协调控制和管理自动化等功能。

数字智能现场装置是FCS系统的硬件支撑，是基础;道理很简单，FCS系统执行的是自动控制装置与现场装置之间的双向数字通信现场总线信号制。现场装置必须遵循统一的总线协议，即相关的通讯规约，具备数字通信功能，能实现双向数字通。再一点，现场总线的一大特点就是要增加现场一级控制功能。

(3)FCS系统的本质是信息处理现场化

对于一个控制系统，无论是采用DCS还是采用现场总线，系统需要处理的信息量至少是一样多的。实际上，采用现场总线后，可以从现场得到更多的信息。现场总线系统的信息量没有减少，甚至增加了，而传输信息的线缆却大大减少了。这就要求一方面要大大提高线缆传输信息的能力，另一方面要让大量信息在现场就地完成处理，减少现场与控制机房之间的信息往返。可以说现场总线的本质就是信息处理的现场化。

由现场智能仪表完成数据采集、数据处理、控制运算和数据输出等功能。现场仪表的数据(包括采集的数据和诊断数据)通过现场总线传送到控制室的控制设备上，控制室的控制设备用来监视各个现场仪表的运行状态，保存智能仪表上传的数据，同时完成少量现场仪表无法完成的高级控制功能。

2.2 典型系统比较

通过使用现场总线，用户可以大量减少现场接线，用单个现场仪表可实现多变量通信，不同制造厂生产的装置间可以完全互作，增加现场一级的控制功能，系统集成大大简化，并且维护十分简便。

传统的过程控制仪表系统每个现场装置到控制室都需使用一对专用的电缆或双绞线，以传送4mA~20mA信号。现场总线系统中，每个现场装置到接线盒的双绞线仍然可以使用，但是从现场接线盒到控制室仅用一根双绞线完成数字通信。

通过采用现场总线控制系统，到底能节省多少电缆，编者就不作详细的计算。

2.3 应用异

上述的比较是偏重于纯技术性的比较，下面就DCS与FCS系统在具体应用方面进行比较。前题是DCS系统与典型的、理想的FCS系统进行比较。

具体比较：

(1)DCS系统是个大系统，其的功能强而且在系统中的作用十分重要，数据公路更是系统的关键，所以，必须整体投资一步到位，事后的扩容难度较大。而FCS功能下放较，信息处理现场化，数字智能现场装置的广泛采用，使得功能与重要性相对减弱。因此，FCS系统投资起点低，可以边用、边扩、边投运。

(3)DCS系统的信息全都是二进制或模拟信号形成的，必须通过D/A与A/D转换。而FCS系统将D/A与A/D转换在现场一次表完成，实现全数字化通信，使精度得到大的提高，可提高到0.1%。并且FCS系统可以将PID闭环控制功能装入现场设备中，缩短了控制周期，提高运算速度，从而改善调节性能。

(4)DCS它可以控制和监视工艺全过程，对自身进行诊断、维护和组态。但是，由于自身的致命弱点，其I/O信号采用传统的模拟量信号，因此，它无法在DCS工程师站上对现场仪表(含变送器、执行器等)进行远方诊断、维护和组态。FCS采用全数字化技术，数字智能现场装置发送多变量信息，而不仅仅是单变量信息，并且还具备检测信息错的功能。FCS采用的是双向数字通信现场总线信号制。因此，它可以对现场装置(含变送器、执行机构等)进行远方诊断、维护和组态。

(5)FCS由于信息处理现场化，与DCS相比可以省去相当数量的隔离器、端子柜、I/O终端、I/O卡件、I/O文件及I/O柜，同时也节省了I/O装置及装置室的空间与占地面积。同时，FCS可以减少大量电缆与敷设电缆用的桥架等，同时也节省了设计、安装和维护费用。

(6)FCS相对于DCS组态简单，由于结构、性能标准化，便于安装、运行、维护。

3 PLC与DCS的前景

大家都知道FCS是由PLC或DCS发展而来，现在FCS系统被广泛的应用，那么，PLC与DCS前景又将如何。

PLC于20世纪60年代末期在美国首先出现，目的是用来取代继电器，执行逻辑、计时、计数等顺序控制功能，建立柔性程序控制系统。1976年正式命名，并给予定义：PLC(Programmable logic Controller)是一种数字控制专用电子计算机，它使用了可编程序存储器储存指令，执行诸如逻辑、顺序、计时、计数与演算等功能，并通过模拟和数字输入、输出等组件，控制各种机械或工作程序。经过30多年的发展，PLC已十分成熟与完善，并具有强大的运算、处理和数据传输功能。并定义为可编程(Programmable ControllerPLC)。PLC在FCS系统中的地位似乎已被确定并无多少争论。PLC作为一个站挂在高速总线上。充分发挥PLC在处理开关量方面的优势。另外，电厂辅助车间，例如水处理车间、循环水车间、除灰除渣车间、输煤车间等，这些车间的工艺过程多以顺序控制为主。PLC对于顺序控制有其独特的优势。辅助车间的控制系统应以遵循现场总线通讯协议的PLC或能与FCS进行通讯交换信息的PLC为优选对象。

现场总线的应用是工业过程控制发展的主流之一。可以说FCS的发展应用是自动化领域一场革命。采用现场总线技术构造低成本现场总线控制系统，促进现场仪表的智能化、控制功能分散化、控制系统开放化，符合工业控制系统技术发展趋势。

总之，计算机控制系统的发展在经历了基地式气动仪表控制系统、电动单元组合式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统以及集散控制系统(DCS)后，将朝着现场总线控制系统(FCS)的方向发展。虽然以现场总线为基础的FCS发展很快，但FCS发展还有很多工作要做，如统一标准、仪表智能化等。另外，传统控制系统的维护和改造还需要DCS，因此FCS完全取代传统的DCS还需要一个漫长的过程，同时DCS本身也在不断的发展与完善。可以肯定的是，结合DCS、工业以太网、先进控制等新技术的FCS将具有强大的生命力。工业以太网以及现场总线技术作为一种灵活、方便、可靠的数据传输方式，在工业现场得到了越来越多的应用，并将在控制领域中占有更加重要的地位。

4 结论

在未来，工业过程控制系统中，数字技术向智能化、开放性、网络化、信息化发展，同时，工业控制软件也将向标准化、网络化、智能化、开放性发展。因此现场总线控制系统FCS的出现，数字式分散控制DCS及PLC并不会消亡，DCS及PLC系统会更加向智能化、开放性、网络化、信息化发展。或只是将过去处于控制系统中心地位的DCS移到现场总线的一个站点上去。这样说，DCS或PLC处于控制系统中心地位的局面从此将被打破。今后的控制系统将会是：FCS处于控制系统中心地位，兼有DCS、PLC系统一种新型标准化、智能化、开放性、网络化、信息化控制系统。

铲车控制电路的工作原理是怎样的？

装载机起重臂是滑移转向装载机最终发挥作用的部件。这些起重臂及其关联的液压装置设计用来支持各种工具，不仅仅限于铲斗。起重臂的提升能力与其他机器部件严格匹配，以便作人员可以提起负载，而不是机器本身。大多数卡特彼勒滑移转向装载机和多地形装载机采用所谓的轴向升力起重臂设计。这些起重臂通过两侧各一个销与机器连接。这些销使铲斗沿着一个弧形路线提升。当铲斗开始提升时，它首先向外移动，远离机器。当铲斗上升到高于固定销的高度时，它会向车身方向靠拢。当铲斗位于下方位置时，铲斗靠近车身收回，使机器更加稳定和紧凑，便于将负载四处移动。随着铲斗升起，它会远离车身，然后向上举直。这样能够扩展机器的工作范围，更易于将装载的物料放入卡车中部或将货盘放入货架深处，这就是为什么卡特彼勒最近推出的滑移转向装载机采用了新式垂直起重联动装置。对于垂直起重机来说，铲斗从收缩位置启动——这一点与轴向升力起重机工作方式相同。但是，当铲斗到达作人员水平视线附近位置时，它会远离车身向外移动大约0.6米。然后，铲斗几乎会垂直上升，一直达到其325厘米的高度。

装载机可分为：动力系统、机械系统、液压系统、控制系统。装载机作为一个有机整体，其性能的优劣不仅与工作装置机械零部件性能有关，还与液压系统、控制系统性能有关。动力系统：装载机原动力一般由三、按调节规律分类柴油机提供，柴油机具有工作可靠、功率特性曲线硬、燃油经济等特点，符合装载机工作条件恶劣，负载多变的要求。机械系统：主要包括行走装置、转向机构和工作装置。液压系统：该系统的功能是把发动机的机械能以燃油为介质，利用油泵转变为液压能，再传送给油缸、油马达等转变为机械能。控制系统：控制系统是对发动机、液压泵、多路换向阀和执行元件进行控制的系统。液压控制驱动机构是在液压控制系统中，将微小功率的电能或机械能转换为强大功率的液压能和机械能的装DCS是 Data Communication Sub （数据通信子系统）的简称。 以轨道交通行业为例，DCS是一个纯透明的非安全性系统，他是控制中心和列车之间发送报文的载体。 DCS第二层涵义：Dorsal Column Stimulat(7)可上局域网，再可与internet相通。既是通信网络，又是控制网络。or[医]脊柱器 在特殊控制领域，如核电站控制系统，DCS的含义被误叫做数字化控制系统（Digital control ），其实质仍为分布式作系统。置。它由液压功率放大元件、液压执行元件和负载组成，是液压系统中进行静态和动态分析的核心。

生产管理信息系统设计中,有关工作流程的有效控制?

通过组态软件根据不同的流程应用对象进行软硬件组态，即确定测量与控制信号及相互间连接关系、从控制算法库选择适用的控制规律以及从图形库调用基本图形组成所需的各种和报警画面，从而方便地构成所需的控制系统。

在日趋激烈的市场竞争中，迫使设计院要迅速转变观念，摆脱传统落后的工作习惯，从先进的计算机技术手段中寻找出路，实现升级改造。建立管理信息系统的要求已十分迫切。

(六)自适应控制系统

建立管理信息系统，推进管理信息化需要我们转变经营观念，再造业务流程，优化组织机构，减少管理层次，严格规章制度，分流富余人员。推进信息化管理的过程，是对传统的、落后的管理思想和管理方式的改造过程，是深化改革的过程，是一场革命。

发展历史 阶段

如何运用计算机网络实现设计院管理系统，也就是如何利用计算机网络实现设计院管理的科学化、信息化，就此作者想从以下几个方面阐述：

设计院是一个以设计开发为主的企业，随着国民经济的迅猛发展，市场竞争日趋激烈，利润率逐渐呈下降趋势，原先在传统的经济设计开发模式下表现的不很明显的问题逐渐突现出来。主要有以下几点：

1、 工程项目的设计过程往往需要多个不同专业、不同层次的人员齐心协作才可完成。设计开发组成员之间交流沟通的低效率地影响到项目的顺利实施，使用传统的交流协作方式由于其自身的限制已经很难大幅度提高工作效率。

2、 随着设计成果的逐年累积，图纸、文档等资料的数量迅速增加，保存、管理和检索的工作量越来越大，在人工管理的方式下极易出错，甚至会造成图纸、文档等资料的遗失；设计人员非常希望方便地共享并重复利用以前的设计成果。在人工管理的环境下，由于人工作的限制，过于松散的图档资料管理体制易造成重要资料的流失。而为安全考虑而设置的图档借阅审批机制由于其繁琐的审批程序地影响了工作效率。

3、 每位人员的设计成果只存储在自己的机器中，当有硬盘损坏或其他无法恢复的错误发生时将会导致大量数据毁灭。

4、 由于部分设计人员业务素质和职业道德水平不高，出现随意打印各种图纸、文档等资料的现象，甚至打印私人需要的资料，加之许多设计院缺乏对打印设备有效的管理，造成打印出图所用的耗材大量浪费，加大了设计开发的成本。

5、 随着设计院的逐渐增多，院很难快速清楚地了解到的工作内容及工作效率情况，这对院及时准确把握全院工作动态、督促各项工作完成造成许多困难。

综上所述，设计院迫切需要一个能提高沟通协作效率，加强院对设计人员的合理调配、优化组合，并能在充分保证安全性的前提下，有利地实现资源共享、反复利用图纸、文档等资料的，简单、实用的管理系统。

1、 指导思想

建立管理信息系统，实现设计院管理信息化的核心是运用现代信息技术，把先进的管理理念和方法引入到管理流程中，提高管理效率和水平，促进管理创新。提高管理基础工作的规范性和各项管理业务的协同性，全面提升设计院管理水平。

2、 具体目标

建立设计院管理信息系统，目的是要探索出一套适合市场经济条件下设计院的管理模式来，这样的管理模式应该实现以下目标：

1）它应该包括生产调度系统、财务系统、管理系统、人事管理系统、档案管理系统、公用信息服务系统（包括互联网接入服务、电子邮件服务、企业网站对外信息发布服务、外部信息传输处理服务）、设计院CAD系统、物资管理系统、运销管理系统、各生产部门的公用查询系统等。能将企业日常办公、文档、审批和数据处理都在网络上实现。是一个以MIS为依托的办公流程管理系统。允许使用者自定义各种工作流程，包括综合、经营合同、公文、人事、总务后勤等。

2）拥有针对性很强的固定工作流程和充分的自定义工作流程，并且使用方便。根据设计院实际的专业分工，合理分配系统管理工作，将属于专业人员范围的管理和授权工作划给专业人员，减少系统的工作量。为了保障系统的安全，在业务系统外的单位和用户不能直接访问。

3）对数据的采集、统计和录入必须建立严格的制度，确保数据的真实性、准确性、一致性和适时性，重要数据要尽量实现备份和容错自动化。每个应用系统都以大型数据库为支撑，具有很强的数据支持能力，符合信息管理类型软件对数据存取的要求。文件服务和应用服务，在充分考虑到安全性的前提下，为设计人员提供一个可方便共享、重复利用图纸、文档等资料，并集成于协同工作平台的图纸、文档管理软件，无缝地实现设计、存储、检索、应用等一体化集成的网络服务，发挥分布网络和集中网络各自的优势，建立完善的文件容错系统，确保使用方便，万无一失。

三、 如何以计算机网络为基础，建立起一套科学的设计院管理信息系统

下面，作者以计算机网络在甘肃省交通规划勘察设计院的具体应用为例来阐述如何利用计算机网络建立起一套科学的设计院管理系统。

1、 建立自己的办公自动化系统

这是一个以计算机网络为依托的办公系统。设计院的办公、生产调度等工作都可以以它为平台，根据自己单位的实际情况建立办公流程。管理系统的办公自动化系统能够帮助及时、直观地了解员工工作状况，掌握手资料，加强对全局的把握和监督，同时有利于不同房间、楼层员工之间的即时交流。它还提供了一个功能更强的局域网通讯工具，员工之间不需电话等设备即可方便地交流。事实上，设计院的办公自动化是实现设计院信息化管理的主要部分，而它的基础就是计算机网络，网络的稳定和安全直接影响办公自动化能否实现，以及功能的健全与否等。

2、 建立项目及图库管理系统

建立计算机网络的原始目的是程度地实现资源共享。设计院一般都有海量的数据资料，设计人员对这些数据的调用也很频繁，所以要为设计人员和提供一个基于网络环境的"协同工作平台"，并提供一系列功能强大的组件模块来降低工作强度和加快沟通交流速度，提高的工作效率。对项目进行管理的工作流程管理系统，具有设计工作流程（设、校、审等）管理、项目进度、质量控制、项目信息统计、工程数据复用、出图、归档管理等功能。当然，这些功能都是通过相应的软件实现的，但这种软件也是基于网络的，没有计算机网络，就不可能完全实现上面生产管理的自动化。

3、 建立科技档案管理系统

建立一个符合档案管理部门要求、规模大、功能全的科技档案管理系统，主要是用来管理技术资料，如工程图纸、文档、音视频多媒体文件等。它可以使每位很方便地在网上查询这些资料目前的状态。这也需要相应的软件支持，而且只有网络版才能够满足设计院档案管理的要求。离开计算机网络，再大的资料库也是信息孤岛，失去实用价值。

4、 建立网络打印服务系统

建立网络打印服务系统，以此来打印消耗量，对网络打印、绘图情况进行统计，有利于单位成本核算，减少浪费。并可以非常透明地使多个人员共享一台打印机。

5、 建立完善的文件服务系统

设计院的人员，经常需要掌握手资料，这就需要室外勘察作业。如何把勘察所得的数据安全可靠地传输到总部是必须解决好的问题。传统的由人员携带数据送回总部或邮寄等方式费时费力，安全性不高，而网络技术的发展为数据的安全传输提供了的方法，利用计算机网络更是方便快捷，可以说网络是设计人员步步为营的有效保障。

6、 邮件及Internet服务

通过建立Exchange，可为每位提供足够空间的电子信箱。单位内部提供的电子信箱，可以使每个人的信箱地址和他的网络登录账号相同，便于记忆。经常需要上网查询一些相关的信息。利用等技术可使每个随时和Internet保持接通，而一些常用信息被缓存于当中，降低了带宽的占用，提高了上网速度。利用防火墙技术，可有效地阻止外部黑客的侵入。

7、 共享与安全

在计算机网络世界里，共享和安全是一对孪生兄弟，它们总是成对出现。我们在考虑利用计算机网络实现设计院管理的有利一面的时候，同时也要充分估计到它带给我们的副作用，这就是安全问题。我们可以利用比较先进的SAN技术管理存储，利用IP策略对网络进行流控，利用一系列硬件和软件的安全策略对正在生成的和正在计算机网络中传输的数据进行加密，做到万无一失。但应该认识到，就目前的技术而言，的网络安全是不存在的，但这样的结果并不影响我们利用计算机网络实现设计院管理系统的整体效应。

四、 对计算机网络与设计院管理系统的瞻望

在计算机网络技术已十分成熟的今天，利用计算机网络实现设计院管理的信息化已是大势所趋。设计院作为知识密集型企业，始终在探索和实践科学的设计管理手段和方法。然而，大部分管理措施在具体落实时却发现，其实际功效与当初的管理目标常存在相当大的出入甚至是大相径庭。目前大部分单位所建的计算机网络实际只是代替磁盘传递文件，计算机网络很大的利用空间没有得到开发，以至于花了大量的人力物力布设的网络利用率不高或流于形式。

因此，必须找到一个切实可行的方法，既能真正地提高设计单位的工作效率，又可以使先进的技术手段和科学的管理方法的作用得到充分发挥。这里提出的基于计算机网络的设计院管理系统，在计算机网络技术已经十分成熟的今天是易于实现的，所以问题的关键还是要确立我们理想中的设计院管理系统。可以说计算机网络启发了我们的思路，使我们把以前不敢想、不敢提的问题和想法都列举出来，如果按照上述方法实施，其结果一定是设计院的管理系统会更趋于科学完善。上面提到许多的具体实施过程是结合作者在工作中的实践提出的，在这里只是抛砖引玉，希望看到大家更好的想法。

自动化控制方式有哪些？

4、湿度系统：恒温恒湿箱的湿度系统分为加湿和除湿两个子系统。恒温恒湿试验箱的加湿方式一般采用蒸汽加湿法,即将低压蒸汽直接注入试验空间加湿.这种加湿方法加湿能力,速度快,加湿控制灵敏,尤其在降温时可以轻易实现强制加湿。恒温恒湿试验箱的除湿方式有两种：机械制冷除湿和干燥除湿。机械制冷除湿的除湿原理是将空气冷却到温度以下，使大于饱和含湿量的水汽凝聚析出,这样就降低了湿度。干燥器除湿是利用气泵将恒温恒湿试验箱内的空气抽出,并将干燥的空气注入,同时将湿空气送入可循环利用的干燥室内进行干燥,干燥完后又送入试验箱内，如此反复循环进行除湿。现在大部分恒温恒湿试验箱采用机械制冷除湿方式,而干燥除湿方式,可以使温度达到0℃以下.适用于有非凡要求的场合,但价格较贵。

自动控制的基本形式：开环控制、闭环控制、补偿控制

（一) 计算机开环控制(Comr Open Loop Control)系统

最基本和最常用的控制方式——PID控制

最热门的控制方式——智能控制

自动控制的精髓——反馈控制

机械自动化发展技术的探讨

机械自动化, 主要指在机械制造业中应用自动化技术, 实现加工对象的连续自动生产, 实现优化有效的自动生产过程, 加快生产投入物的加工变换和流动速度。机械自动化技术的应用与发展, 是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。机械自动化的技术水准, 不仅影响整个机械制造业的发展, 而且对国民经济各部门的技术进步有很大的直接影响。因此, 发展我国的机械制造业自动化技术, 符合我国的基本原则, 符合我国现代生产的发展规律。

一、发展现代机械自动化技术

国内外的工业发展史告诉我们, 实现机械自动化是一个由低级到高级、由简单到复杂、由不完善到完善的发展过程。当机器的作采用自动后, 生产方式才从机械化逐步过渡到机械控制传统自动化、数字控制自动化、计算机控制自动化。只有建立了自动化工厂后, 生产过程才能全盘自动化, 才能使生产率全面提高, 达到自动化的高级理想阶段。

目前, 世界各国的机械自动化水准除少数工业发达的某些生产部门外, 大多数还处于作阶段的自动化。我国也不例外, 需要循序渐进, 不断努力, 创造条件, 向自动化的高级理想阶段迈进。实现我国机械自动化技术是一个长期的过程, 不可能一墩而就。普遮发展应用计算机集成制造系统的“ 全盘自动化”或“ 高度自动化” ,我国并不具备必要的基础技术、经验和投资能力。因此, 要不要普遍发展全盘自动化或高度自动化技术, 一定要慎重行事。而且全盘自动化或高度自动化的技术也并非我国机械制造业的当务之急, 只能列为机械制造自动化技术的主要发展方向。当前我国机械制造业决不是追求全盘自动化或高度自动化的时候, 不是大搞自动化, 形成自动化热的时候。我国作为一个发展家, 考虑一切生产技术问题时的前提必须是适用。我国消化吸收国外柔性制造系统户。一,是要在确保必要的生产柔性的前提下, 优化人机界面, 不过分追求自动化, 尽可能建立较为完善的信息系统, 充分发展计算机管理的效益。系统中先进的自动化装备和普通设备并存, 系统的某些环节允许人工干预。这是一个典型的结合国情、实施适用先进

方针的自动化技术解决方案。跟踪国外先进技术发展, 结合实际地研制、推广和发展适合我国国情的技术是必要的。我国目前应在消化吸收、融汇贯通上有用的自动化技术理论的基础上, 努力做到从我国机械制造业的实际情况出发, 发展创新, 形成有国情特征的发展自动化技术理论和学说, 进行围绕计算机技术的柔性自动化技术开发研究, 以适用为前提, 急需什么就解决什么的企业应用项目, 取得实践经验再推广应用。国外如欧洲中等发达旧前发展的也是局部集成, 如尸的集成, 与的集成, 与日的集成等。实行效益驱动的政策, 投资上有能力支持, 待将来条件成熟时实现适合我国国情及企业特点的适度集成。

二、结应用异合生产实际发展机械自动化技术

先进制造技术的全部真谛在于应用。发展机械自动化技术, 应以企业的生产和技术发展的实际需要及具体条件为导向。只有对合适的产品采用与之相适应的自动化方式进行生产, 才能收到良好的技术经济效益和经济效益。我国发展机械自动化技术, 应结合实际, 注重实用, 即对国民经济产生实际效益。那种盲目搞自动化、搞自动线的做法, 全年生产任务只需一个月就完成的低负荷率生产也要搞的倾向应当纠正, 对国民经济不产生显著促进、效率低下的要缓搞。我们要的是效益, 而不单纯是速度。国产造型生产线因产品质、可靠性低、实用性, 开工率一般仅在一。而能在生产中长期服役的主力生产线很少, 像汽车制造厂的线、第二汽车制造厂的日线等具有全年开工业绩的线更是凤毛麟角。这种现象不属偶然或局部, 而是带有普遍性。据调查, 我国引进的弧焊机器人, 完全正常运转、充分发挥效益的只占另外, 处于负荷不满或不能完全正常运转状态还有胭不能正常使用, 直接影响了用户使用更多机器人的信心。