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。
控制系统其实从20世纪40年代就开始使用了,早期的现场基地式仪表和后期的继电器构成了控制系统的前身。
1975年前后,在原来采用中小规模集成电路而形成的直接数字控制器(DDC)的自控和计算机技术的基础上,开发出了以集中显示操作、分散控制为特征的集散控制系统(DCS)。由于当时计算机并不普及,所以开发DCS应强调用户可以不懂计算机就能使用DCS;同时,开发DCS还应强调向用户提供整个系统。此外,开发的DCS应做到与中控室的常规仪表具有相同的技术条件,以可靠性、安全性。
在控制系统中,仪器仪表作为其构成元素,它的技术进展是跟随控制系统技术的发展而发展的。目前,控制理论已发展到智能控制的新阶段,自动化仪器仪表的智能化就成为必然了。
仪器仪表的智能化主要归结于微处理器和人工智能技术的发展与应用。
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。
PLC引入了面向对象的编程工具,并且根据国际电工的IEC61131-3的标准形成了多种语言;
· 小型PLC也提供了强大的编程指令,并且因此延伸了应用领域;
·语言,如BASIC,C在某些控制器模块中已经可以实现,在与外部通讯和处理数据时提供了更大的编程灵活性;
·梯形图逻辑中可以实现的功能块指令,可以使用户用简单的编程方法实现复杂的软件功能;
·诊断和错误检测功能从简单的系统控制器的故障诊断扩大到对所控制的机器和设备的过程和设备诊断;
·浮点算术可以进行控制应用中计量、平衡和统计等所牵涉的复杂计算;
ABB发明、制造了众多产品和技术,其中包括全球套三相输电系统、世界上台自冷式变压器、高压直流输电技术和台电动工业机器人,并率先将它们投入商业应用。ABB拥有广泛的产品线,包括全系列电力变压器和配电变压器,高、中、低压开关柜产品,交流和直流输配电系统,电力自动化系统,各种测量设备和传感器,实时控制和优化系统,机器人软硬件和仿真系统,节能的电机和传动系统,电力质量、转换和同步系统,保护电力系统安全的熔断和开关设备。这些产品已广泛应用于工业、商业、电力和公共事业中。
ABB集团位列全球企业(2008年在世界排列第256位,2009年位列第230位,2010年位列第237位),2009至2011年销售额都高达320亿美元。并在苏黎世、斯德哥尔摩和纽约证券交易所上市交易。
安全回路是保护负载或控制对象以及防止操作错误或控制失败而进行连锁控制的回路。在直接控制负载的同时,安全保护回路还给PLC输入信号,以便于PLC进行保护处理。安全回路一般考虑以下几个方面。
短路保护应该在PLC外部输出回路中装上熔断器,进行短路保护。好在每个负载的回路中都装上熔断器。
互锁与联锁措施除在程序中电路的互锁关系,PLC外部接线中还应该采取硬件的互锁措施,以确保系统安全可靠地运行。
ABB在其产品系列中增加了另一种 紧凑的无外壳运动控制器 运动控制器非常适合集成到设备制造和医疗技术应用中。在 36 V 和 3 A(峰值电流 9 A)的情况下,它涵盖的功率范围高达约 100 W,适用于带编码器的直流电机、无刷驱动器或直线电机。
微型电机和微型电机只有与匹配的运动控制器结合使用才能成为可靠的驱动系统。这就是为什么驱动 ABB(见公司框)提供的 电机系列包括多种运动控制器选择,这些运动控制器设计为不同功率等级,带或不带外壳,适用于各种应用。现在,无外壳运动控制器系列又添新成员:MC3603(图 1),由于其紧凑的尺寸,非常适合集成到设备制造和医疗技术应用中 运动控制器具有 36 V 和 3 A(峰值电流 9 A),覆盖中等功率范围,可达约。100 W。适用于带编码器的“普通”直流电机、无刷驱动器和直线电机。I/O 选项和编码器接口与该产品系列的其他产品相同。USB、RS232、CANopen 和 EtherCAT 可用于通信。运动控制器已经有了新的固件版本“M”。为确保简单方便的系统设置,应使用 FAULHABER 运动管理器的 新更新(6.9 版)。