在控制系統(tǒng)設(shè)計中如何選擇工控機型
 

一、概述

工控機一般指分散型控制系統(tǒng)DCS、可編程控制器PLC、各類總線工業(yè)控制計算機、單片機和智能儀表。

1、分散型控制系統(tǒng)

分散型控制系統(tǒng)也稱集散控制系統(tǒng)，它的誕生是以1975年Honeywell公司推出的TDC2000系 統(tǒng)為標(biāo)志的。經(jīng)過20年的發(fā)展，DCS技術(shù)上已日臻完善，非常成熟，但其重要的體系結(jié)構(gòu)特征變 化不大，仍然保持著“三點一線”的結(jié)構(gòu)，即工程師站、操作員站、現(xiàn)場控制站和通信網(wǎng)絡(luò)以實現(xiàn)分散控制與集中管理和操作的功能。工程師站負(fù)責(zé)系統(tǒng)的管理、控制組態(tài)、系統(tǒng)生成與下裝；操作員站實現(xiàn)控制系統(tǒng)的控制操作、過程狀態(tài)顯示、報警狀態(tài)顯示、歷史數(shù)據(jù)的收集和各 種趨勢顯示及報表生成與打印等；現(xiàn)場控制站則具體實現(xiàn)各種現(xiàn)場物理信號（各種模擬量、開 關(guān)量等）的周期采集和轉(zhuǎn)換處理、各種控制回路的運算（包括調(diào)節(jié)回路和邏輯運算等）、控制 運算結(jié)果的直接輸出等；系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)各種功能站之間的數(shù)據(jù)通信和聯(lián)絡(luò)。

分散型控制系統(tǒng)具有控制功能多樣、操作簡便、系統(tǒng)便于擴(kuò)展、維護(hù)方便、可靠性高、便于與其它計算機聯(lián)用等特點，所以盡 管其價格比其它控制產(chǎn)品要貴一些，系統(tǒng)的開放性遠(yuǎn)比其它產(chǎn)品差，但由于其可靠性和安全性及性能等方面的優(yōu)點，還是獲得 了*泛的應(yīng)用。發(fā)展到今天，DCS已將開放性作為一個必要的指標(biāo)，雖然各生產(chǎn)廠家的DCS不能直接相連，但各DCS由于采用了 國際標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò)和通用的數(shù)據(jù)庫以及其它技術(shù)，因此各DCS的相連不再是件難事。另外，早期的DCS一般盡量采用成熟的計算機技術(shù)，而以技術(shù)保守著稱，而今的DCS廠商為提高系統(tǒng)的計算性能和競爭實力爭相采用計算機技術(shù)。過去的DCS最多 的是為用戶提供一個控制系統(tǒng)平臺，用戶通過組態(tài)實現(xiàn)過程控制功能，而當(dāng)今的DCS幾乎都增加了綜合管理功能，以實現(xiàn)全廠綜 合自動化為目標(biāo)。

2、可編程控制器PLC

可編程控制器PLC與DCS并行發(fā)展并廣為應(yīng)用。1970年P(guān)LC系統(tǒng)應(yīng)用于美國通用汽車公司汽車制造過程。根據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)草 案，PLC的定義是：它是在工業(yè)環(huán)境中使用的數(shù)字操作的電子系統(tǒng)，它使用可編程存儲器內(nèi)部存儲用戶設(shè)計的指令，這些指令用 來實現(xiàn)特殊的功能，諸如邏輯運算、順序操作、定時、記數(shù)以及算術(shù)運算和通過數(shù)字或模擬輸入/輸出來控制各種類型的機械或過程。

與DCS截然不同的是：幾乎所有的PLC都采用OEM銷售方式，PLC廠家只向大量分銷商或系統(tǒng)集成商甚至最終用戶提供PLC硬件設(shè)備 和邏輯編程工具軟件， 而具體的工程實現(xiàn)則由系統(tǒng)集成商或用戶自己實現(xiàn)。PLC具有（1）控制程序可變、柔性好；（2）可靠性高、適用于工業(yè)環(huán)境；（3）易于掌握，便于維修；（4）體積小、省電（5）價格低廉等特點。

當(dāng)今的PLC功能越來越豐富，多數(shù)PLC采用高性能處理器和實時多任務(wù)操作系統(tǒng)，已走出原來的設(shè)備邏輯控制功能，而向DCS領(lǐng) 域滲透，而DCS也在逐漸包容PLC的功能，二者將重疊融合。另外，現(xiàn)今的PLC還在向小型化、微型化、編程標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。

3、各類總線工業(yè)控制計算機

（1）STD總線用于工業(yè)控制的各個方面，通常包括：自動化、機械設(shè)備控制、過程控制、工廠控制、檢測與測試、數(shù)據(jù)采集 與數(shù)學(xué)計算。

（2）VME 總線由Motorala公司的VERSA總線發(fā)展而來，是一種而多處理器的32位總線，1987年成為IEEE1014標(biāo)準(zhǔn)。1991年制定的 VME64新標(biāo)準(zhǔn)，不僅使基于原標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品向上兼容，并且為向Futurebus＋過渡奠定了基礎(chǔ)，為廣大WME用戶提供了良好的投資 保護(hù)。

（3）IBM PC總線和AT總線IBM PC總線是IBM PC/XT個人計算機采用的微機總線，是針對Intel8088微處理器設(shè)計的，有62條信號 線，為了和Intel80286等高性能16位微處理器兼容，IBM在PC總線基礎(chǔ)上增加了一個36個引腳和AT擴(kuò)展插座而形成AT總線，這 種結(jié)構(gòu)也稱IBM公司的ISA結(jié)構(gòu)，即工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。AT總線的缺點是：它受到中斷和DMA能力的限制；其專有設(shè)計，使它不具備作為開放式系統(tǒng)的優(yōu)點。

4、單片機

單片機是應(yīng)工業(yè)測控需要而產(chǎn)生的，分為單機應(yīng)用和多機應(yīng)用。

單機應(yīng)用是指一個應(yīng)用系統(tǒng)中只使用一個單片機，這是目前應(yīng)用最多的方式；多機應(yīng)用是單片機在高科技領(lǐng)域應(yīng)用的主要模 式。單片機的高可靠性、高控制功能及高運行速度的“ 三高”特點必然使得未來的高科技工程系統(tǒng)將采用單片機多機系統(tǒng)作 為主要的發(fā)展方向。

6、智能儀表

智能儀表一般指單回路、多回路調(diào)節(jié)器。它以微處理器為核心部件，綜合了計算機技術(shù)、虛擬技術(shù)和數(shù)字技術(shù)，是一種新型過程控制儀表，它保留了模擬儀表的優(yōu)點， 又具有微機所*的各種運算、處理功能，是一種功能強、系統(tǒng)組態(tài)靈活、操作方便、可靠性高而價格較為低廉的高性能調(diào)節(jié) 儀表。

二、選型原則

各類工控機各有優(yōu)點與不足，那么如何選型呢? 要遵循以下原則：

首先，要重視工控機的質(zhì)量，宜選用質(zhì)量好、可靠性高的產(chǎn)品，這才是您最需要的。

其次，要弄清工控機的種類、特性和功能。只有如此，才能根據(jù)實際情況，選擇切合自己要求的產(chǎn)品。

第三，現(xiàn)在工控產(chǎn)品發(fā)展迅速，新品不斷涌現(xiàn)，采購時要考慮產(chǎn)品的*性、產(chǎn)品是否系列化、軟硬件是否配套，否則將遇到 升級困難、無法使用新的開發(fā)環(huán)境等麻煩。因此，最好選擇能提供全系列產(chǎn)品并且有新品開發(fā)能力的廠家如大眾等。

第四，考慮自己的經(jīng)濟(jì)條件，選擇性價比*的產(chǎn)品。由于各工控公司的銷售方針、盈利目標(biāo)、管理方式不同，使得同類產(chǎn)品 價格相差很大，用戶宜根據(jù)自己的經(jīng)濟(jì)實力，選擇性價比*的產(chǎn)品。

最后，要考慮售后服務(wù)，完善的售后服務(wù)很重要，廠家應(yīng)在全國各大區(qū)域中心有健全的經(jīng)銷網(wǎng)絡(luò)，并能為客戶提供全面及時的 技術(shù)支持和良好的服務(wù)，解決產(chǎn)品使用中的各種問題，并對用戶進(jìn)行培訓(xùn)。