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            自動化儀表及控制系統的發展與趨勢

            來源:本站 編輯:admin 發布時間:2020-05-18 16:44:58 文章點擊數:579

            一、概述

            自動化儀表行業是為國民經濟各部門提供計量、 檢測、調節和控制等技術裝備的一個重要行業。自動化儀表及控制系統技術對推動工業現代化和提髙國民經濟綜合水平有著十分重要的作用,并在很大程度上反映一個國家的科學技術和工業現代化水平。

            二、世界工業儀表與控制系統技術的發展歷程和趨勢

            從世界范圍的工業儀表與控制系統技術的發展歷程和趨勢來看,大致經歷了以下若干階段。

            1、工業自動化萌芽期

            以17SS年瓦特發明的蒸汽機調速器作為工業自動化的正式起點,這時候的自動化裝置是機械式而且是自力型的。第一次工業革命極大地推動了自動化技 術的發展。

            2、第一代控制理論發展期

            20世紀30年代末期,工業儀表開始用于化工、石油煉制、熱能動力和冶金等連續性的熱力生產過程,因此又稱為熱工儀表。當時的工業儀表結構形式主要 是機械式或液動式,儀表體積較大,只能實現就地檢 測、記錄和簡單的控制。

            3、第二代控制理論發展期

            二次世界大戰前后,控制理論有了很大的發展,經典控制理論發展到了成熟階段。40年代開始,出現了氣動儀表,并逐漸使用統一的壓力信號,研制出氣動單元組合儀表。50年代開始,出現了以晶體管為主要器件的電動單元組合儀表。在60? 70年代相當長的一段時期內,氣動單元組 合儀表和電動單元組合儀表是儀表控制 系統的主流。

            4、第三代控制理論發展期

            從60年代開始,以狀態空間法為基礎,極小值理論和動態規劃等最優控制理 論為特征的第三代控制理論,在航天、航空、制導等領域取得了輝煌的成果。與此 同時計算機技術的發展和普及為現代控 制理論的應用開辟了道路,提供了十分重 要的技術手段。

            60年代初,出現了第一代計算機控制 系統——直接數字控制系統(簡稱 DDC)。與此同時,針對工廠自動化領域

            的需求,在60年代后期,誕生了世界上第一套可編程 邏輯控制器(簡稱PLC)。70年代中期,出現了第一套 以多合微型機為基礎的新型控制系統,即集散控制系 統(簡稱DCS),克服了計算機集中控制系統的致命弱 點。第一代DCS問世為實現髙水平自動化提供了強有力的支撐,標志著工業自動化進入了計算機時代。80年代,以16位和32位微處理器為代表的大規模集成電路技術的發展,特別是局域網技術用于DCS,給 DCS帶來了新的面貌,形成了第二代DCS。90年代出 現的第三代DCS,其最顯著的特點是,局域網遵循開 放系統互連通信協議,改變了原來DCS基本上都是封 閉系統的局面。的問

            5、世界工業儀表與控制系統技術的發展趨勢

            盡管DCS發展到了第三代,過程控制層以上均采用了計算機和數字通信技術,但惟有現場設備層仍然是模擬儀表的世界,主流依然采用一對一模擬信號 (4?20mA)傳輸技術,由于這個原因,第三代DCS充其量只是半數字化的控制系統。

            二十世紀九十年代以來,現場總線技術的重大突破,使得現場儀表的數字化和控制功能的徹底分散成 為可能?,F場總線是用于過程自動化和工廠自動化最底層的現場儀表或現場設備互連的通信網絡。

            因此,以現場總線為基礎的分布式網絡控制系統,人們通常稱為現場總線控制系統(簡稱FCS)或網絡控 制系統(NCS),將主宰二十一世紀自動化儀表和控制系統發展。

            三、上海自儀公司儀表及控制系統的發展歷程

            “百年儀表,誕生于斯”,上海自動化儀表股份有限公司作為中國工業儀表的發源地,在近百年的發展歷 程中,始終屹立在中國工業儀表的前列,緊跟世界工業儀表與控制系統技術的發展步伐。

            1) 1929年,公司下屬大華儀表廠研制出中國第一只3寸R型直流電磁式電表,成為國產儀表之鼻祖。

            2) 50年代開始,中國第一代自動化儀表陸續在這里誕生,如基地式氣動調節儀,自動平衡記錄儀表,氣動單元組合儀表,電動組合單元儀表,調節閥及執行器等等

            3)70年代初,中國第一套儀表成套系統在淮北電廠獲得成功投運,開創國內儀表成套系統的先河。

            4) 1974年,中國第一代工業控制計算機JS10A在 公司下屬原上海調節器廠誕生。

            5) 80年代開始,隨著改革開放引進國外先進技 術,公司先后從工業發達國家引進了 24項先進技術和 產品,并在此基礎上消化、吸收、創新和發展,形成了公司的主導產品。
            6)  1993年,公司改制為國內儀表行業 首家股份制上市公司,從此進入一個新的 發展階段。公司于1997年成立技術中心,并于1998年被國家四部委認定為“國家級 企業技術中心”,率先進行現場總線技術的 研究。
            7)  2000年,公司完成了符合HART 協議的五大類智能儀表,符合FF協議的六大類智能儀表的研究與開發,并成功進行了示范應用。
            8)2006年,公司完成支持HART協議、PROFIBUS協議和MODBUS協議的 SUPMAX800控制系統的開發。

            9)2010年,公司巳經完成了HART 協議、PROFIBUS PA 協議、FF協議和EPA協議的溫度、壓力、物位、電動執行機構和閥門定位器等5大系列智能儀表的開發,并相繼通過了相關國際組織的認證的測試。

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