控制工程HMI，系统集成定制通讯2003年11月

控制技术的近期历史可以从从纯粹的离散设备到使用可编程逻辑控制器和分布式控制系统的过渡中看到。现在，一种新的模型——基于分布式处理器的系统——出现了，它拥有早期系统的最佳特性，同时提供了新的功能。

传统上，制造商使用可编程逻辑控制器(plc)来自动化简单的离散应用和分布式控制系统(dcs)来自动化大规模过程应用。

然而，今天，制造商必须在为客户提供更大的产品定制机会的同时，使用控制、生产和前台应用程序的更紧密的企业集成来运行复杂的流程。跨越传统操作方法和当前商业环境需求之间的控制技术界限，要求制造商具有高度的灵活性。

为了更好地理解如何实现这一飞跃，让我们来看看控制系统技术的发展历程……以及它的发展方向。

制度

plc具有明显的优势，成本低，非常紧凑，能容忍粗糙的制造环境，并具有出色的逻辑处理能力。然而，它们不能轻易地支持快速循环时间。随着控制器和控制变量数量的增加，选择基于plc的解决方案实现变得越来越困难。即使通过网络使用HMI(人机界面)来简化PLC配置，并进一步降低成本，每个PLC仍然必须单独配置。此外，如果您从PLC制造商以外的供应商处选择HMI产品，则需要另一层配置。因为PLC是在设备级销售的，所以通常需要独立的系统集成商来配置控制、PLC和HMI系统的复杂应用。这种增加的配置成本可以很容易地抵消通常与plc相关的较低成本优势。

DCS

DCS体系结构允许使用单一的统一环境(通常称为集成开发环境)来创建应用程序。使用DCS，诸如数据库、警报、趋势、显示和系统管理等监控应用程序将自动从控制策略中产生。系统的分布式特性还支持从功能块库中共同创建控制策略，从而简化了控制应用程序的创建、测试和验证。在控制和监督级别实现冗余也容易得多。然而，DCS并不适合粗糙的工厂车间环境或高速交换。此外，实现DCS的成本仅对涉及众多控制回路的应用有效。

未来的事情

新出现的系统配置将配备微处理器的控制器连接在一起，形成微型dcs。使用这种方法，一个非常小的操作可以享受多回路控制，而一个大的组织可以在整个操作中享受更大的灵活性部署控制策略。这些解决方案包括HMI，如Contec的IPC-PT/H630X(PCI)CP300，用户可以通过它实现连续控制、顺序控制、批量控制、设定点控制、趋势和记录、触摸屏控制和配方管理。

实现基于分布式处理器的系统的成本比传统的DCS低30-50%。此外，图形界面的编程元素，如功能块、顺序功能图和结构化文本，使使用梯形逻辑控制策略的任务更简单，配置成本更低。在基于分布式处理器的系统中使用的单一数据库允许用户管理控制策略和标签数据而不会出错。

这个新兴系统的好处包括质量保证的统一性，它来自作为一个单元来操作系统和统一的文档，这使得标准的实现和执行更容易完成。维护也更加一致——这不仅是因为系统范围的诊断，还因为易于进行故障排除和检查控制策略配置的能力。

这些新系统提供的可扩展和经济实惠的功能意味着DCS功能可以提供给以前使用plc或根本没有自动化的应用。

Contec的NEMA 4级人机界面非常可靠，可以承受恶劣的工厂车间环境。在制造设施中，控制器故障可能导致浪费工时和废料方面的巨大损失，因此这些人机界面高度可靠至关重要。下一步是将HMI硬盘替换为Contec固态硬盘驱动器，从而消除系统中的所有活动部件，使其能够承受高冲击和振动。

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