不断发展的控制系统

控制系统正处于另一个进化阶段。通常这句话被认为是指控制器的技术飞跃。然而，完整的系统不仅仅是控制器，系统的每个部分都在发生变化。作为控制工程涵盖这些变化在一年中，它是有用的，看看每个产品和子系统的上下文中。

今天几乎每个人都学习基本的系统理论。简而言之，每个系统都有输入、决策元素、输出和反馈来闭环。控制系统架构包括作为决策元素的控制器的输入设备和使事情发生的输出设备。反馈通过控制器完成，向操作员、技术人员和工程师建议异常行为并收集数据。

感知环境

控制系统必须知道过程及其环境的状态。输入设备是控制器决定必要动作所需的眼睛、耳朵和触觉。典型的输入设备范围从按钮和选择开关，通过接近和光电传感器，温度和压力传感器。

今天的传感器提供的不仅仅是简单的二进制(开或关)输入或变化的电流或电压(4-20 mA或0-10 V dc)，尽管这些仍然非常重要。提供复杂信息的视觉系统已经变得稳定且负担得起。条码设备也是向系统提供信息和状态的一部分。

现代网络可以实现从传感器和其他输入设备到控制器的经济快速的数据通信。由于制造管理软件现在需要来自工厂最底层的更多和更好的信息，这些进步有助于推动制造企业的完整进步。

控制器和决策制定

CE报告和分析两种类型的制造系统-过程和离散。人们曾经认为，这些不同类型的制造业永远不会合并，但现在这一界限已经被打破。区分过程控制器(DCS)和离散制造控制器(PLC)变得越来越困难。为了增加混乱，计算机数控(cnc)现在与plc混合来处理自动化以及加工。机器人控制器现在也能够处理更多的自动化和数据管理工作。

较新的系统架构(见图表)强调将I/O模块与控制机箱分开。这意味着单根电缆用于长距离布线，而不是成束的并行布线。从传感器和执行器到I/O模块的布线被减少到最短的可能路线。跟踪电线变得更加容易，并且减少了常见的布线问题。

在很大程度上，这是因为个人电脑(pc)的市场和技术渗透。pc机现在被用作控制器、操作接口、通信接口、编程终端和数据集中器。因此，诸如计算机操作系统、控制软件和其他组件之类的东西已经成为讨论的主题。很少有人知道或关心PLC或DCS中的操作系统、芯片组或背板总线结构是什么。现在工程师们公开讨论微软Windows NT或嵌入式操作系统(如Windows NT embedded或CE)的优点。

输出完成任务

一旦控制器扫描输入状态，确定环境并根据编程逻辑做出决定，它就会根据需要打开或关闭输出。输出设备通常在程序中表示为线圈，因为典型的响应是给电机启动器、继电器或螺线管中的线圈通电。其他输出可以是一个模拟信号到一个控制泵或风扇的变频驱动器或发送到显示器的消息。

未来会发生什么?寻找控制器功能移到I/O模块，然后移到设备。智能设备将形成与监控控制器联网的局部控制回路。与控制器的通信丢失不会立即关闭过程或机器，除非安全触发。网络和软件将变得更加重要，嵌入式控制将驻留在设备级别。该系统将通过网络浏览器技术进行监控，通常是在无线袖珍电脑上。

作者信息

资深编辑Gary A. Mintchell，gmintchell@cahners.com

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