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控制系统已被广泛应用于人类社会的各个领域。在工业方面,对于冶金、化工、机械制造等生产过程中遇到的各种物理量,包括温度、流量、压力、厚度、张力、速度、位置、频率、相位等,都有相应的控制系统。在此基础上通过采用数字计算机还建立起了控制性能更好和自动化程度更高的数字控制系统,以及具有控制与管理双重功能的过程控制系统。在农业方面的应用包括水位自动控制系统、农业机械的自动操作系统等。
在以后的近30年间,DCS先与成套设备配套,而后逐步扩大到工艺装置改造上,与此同时,也分成大型DCS和中小型DCS两类产品,使其性能价格比更具有竞争力。DCS产品虽然在原理上并没有多少突破,但由于技术的进步、外界环境变化和需求的改变,共出现了三代DCS产品。1975年至80年代前期为代产品,80年代中期至90年代前期为第二代产品,90年代中期至21世纪初为第三代产品。
DCS系统中,控制站作为一个完整的计算机,它的主要I/O设备为现场的输入、输出处理设备,以及过程输入/输出(PI/O),包括信号变换与信号调理,A/D、D/A转换。控制站是整个DCS的基础,它的可靠性和安全性为重要,死机和控制失灵的现象是不允许的,而且冗余、掉电保护、抗干扰、构成防爆系统等方面都应很有效而可靠,才能满足用户要求。
关于DCS控制站的系统软件,包括实时操作系统、编程语言及编译系统、数据库系统、自诊断系统等,只是完善程度不同而已。第二代DCS控制站开始有面向过程语言和语言;第三代DCS控制站的系统软件可以完成离线组态及在线修改控制策略。为了完成控制策略,对于顺序控制和批量控制组态编程,各种DCS控制站采用不同的方法。
DCS操作站具有操作员功能、工程师功能、通信功能和语言功能等,其中工程师功能中包括系统组态、系统维护、系统通用(Utility)功能,还有系统配置、操作标记、趋势记录、历史数据管理、总貌画面组态、控制站组态、工艺单元或区域组态等。
实际的DCS操作站是典型的计算机,它与控制站不同,有着丰富的外围设备和人机界面。在人机界面方面,逐渐过渡为以GUI图形用户界面为平台并采用鼠标,组态时制作流程图和控制回路图等采用菜单、窗口等,使人机界面友好。第三代DCS操作站是在个人计算机(PC)及Windows操作系统普及和通用监控图形软件已商品化的基础上诞生的。DDE或OPC接口技术,以太网接口与管理网络相连。DCS系统组态、操作站组态、控制站组态均有相应软件,为DCS用户的工程设计人员提供人机界面。有的DCS的采用通用监控图形软件,或以此类软件为核心,进行二次开发。
RobotStudio Cloud 是 ABB RobotStudio 软件持续开发的 新篇章,该软件已经提供了 500 多种集成的生产力增强功能。例如,自动路径规划可以将机器人编程所需的时间减少 80%。此外,AR(增强现实)和 VR-enabled(虚拟现实)选项使用户能够在虚拟 3D 环境中进行可视化并与之交互,从而优化其机器人装置的设计。包括 RobotStudio Cloud 在内的 RobotStudio® Suite 在 Premium 许可包中可用。
工业自动化是指机器设备或生产过程在不需要人工直接干预或较少干预的情况下,按预期的目标实现测量、操纵等信息处理和过程控制的统称。按功能划分,自动化控制具体包括控制系统、驱动系统、反馈系统、执行系统、运动控制系统等,其中的控制系统被称为是工厂的“大脑”,是工业生产尤其是流程工业的和基础,其安全稳定性、效率性直接影响生产流程各个生产环节。传统控制系统一般包括仪器仪表系统、DCS系统、PLC系统、SIS系统、SCADA系统、执行调节系统等。即集散控制系统,由输入输出模块、通信模块、控制器和人机界面组成,是一种以控制器和现场设备为基础,将相关工艺信号汇集到系统中,由操作站进行监视或其他控制操作,以分散控制、集中操作、分级管理为主要特征的工业自动化控制系统。侧重于局部逻辑控制相比,DCS更注重模拟量的控制,因此DCS系统拥有更强的数据传输和管理能力,这也是大型项目广泛应用DCS系统的主要原因。
传统的控制领域正经历着一场的变革,开始向网络化方向发展。控制系统的结构从初的CCS(计算机集中控制系统),到第二代的DCS(分散控制系统),发展到现在流行的FCS(现场总线控制系统)。对诸如图像、语音信号等大数据量、高速率传输的要求,又催生了工业以太网与控制网络的结合。
系统的软件设计根据硬件结构的总体划分,也可以分为两大部分来描述。整个系统的运行如图2所示,FPGA和DSP各自的程序立运行,通过中断信号完成数据的实时交互。FPGA向DSP方向的指令是通过FPGA发送一个EDMA请求,DSP通过响应EDMA请求,建立EDMA通道,开始从FIFO中进行预处理后数据的读取,DSP向FPGA传输数据时,通过向FPGA发送一个中断信号,让其从FIFO中把压缩后的图像数据读出来。
为了使工业二氧化碳排放的捕获、运输和储存更容易获得,ABB 与该市场工程解决方案的 Pace CCS 签署了合作协议。
两家公司将共同运用各自的 知识,通过降低进入该市场所需的资本支出和运营投资,使工业公司更容易实施 CCS 基础设施。
CCS 涉及捕获二氧化碳 (CO 2) 工业过程中的排放物,然后通过船舶或管道将这些排放物从生产地运输到地下储存。根据麦肯锡公司的分析,各国要实现净零排放承诺,到 2050 年行业的吸收率需要增长 120 倍。如果成功,仅 CCS 一项就可以将工业部门产生的碳排放量减少 45%。