控制系统的发展经历了几个阶段?各有什么特点

如题所述

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。

70年代中期,由于设备大型化、工艺流程连续性要求高、要控制的工艺参数增多,而且条件苛刻,要求显示操作集中等,使已经普及的电动单元组合仪表不能完全满足要求。

在此情况下,业内厂商经过市场调查,确定开发的DCS产品应以模拟量反馈控制为主,辅以开关量的顺序控制和模拟量开关量混合型的批量控制,它们可以覆盖炼油、石化、化工、冶金、电力、轻工及市政工程等大部分行业。

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,以保证可靠性、安全性。

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年代前期为第一代产品,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。


性能要求

为了实现自动控制的基本任务,必须对系统在控制过程中表现出来的行为提出要求。对控制系统的基本要求,通常是通过系统对特定输入信号的响应来满足的。例如,用单位阶跃信号的过渡过程及稳态的一些特征值来表示。在确保稳定性的前提下,要求系 统的动态性能和稳态性能好,即:

动态过程平稳(稳定性);响应动作要快(快速性);跟踪值要准确(准确性)。

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第1个回答  2017-07-27
关于控制和自动化技术发展但是其上可以分为四个历史时期:
(1) 自动化装置的出现和应用(18世纪以前)
古代人类在长期的生产和生活中,为了减轻自己的劳动,逐渐利用自然界的动力(水力、风力等)代替人力、畜力,以及用自动装置代替人的部分繁杂的脑力劳动和对自然界动力的控制。
(2)自动化技术形成时期(18世纪末至20世纪30年代)
社会的需要是自动化技术发展的动力。自动化技术是紧密围绕着生产﹑军事设备的控制以及航空航天工业的需要而形成和发展起来的。工业上的应用,是以瓦特的蒸汽机调速器作为正式起点。1788年﹐瓦特为了解决工业生产中提出的蒸汽机的速度控制问题﹐把离心式调速器与蒸汽机的阀门连接起来﹐构成蒸汽机转速调节系统﹐使蒸汽机变为既安全又实用的动力装置。此时的自动化装置是机械式的,而且是自力型的。
(3)局部自动化时期(20世纪40~50年代)
在1943~1946年,美国电气工程师J.埃克脱(Eckert)核物理学家J.莫奇利(Mauchly)为美国陆军研制成世界上第一台基于电子管和数字管的计算机(Electronic Digit Computer)——电子书子积分和自动计数器(ENIAC)。随后人们对计算机进行了多次改良,使之更加实用。同时,电子计算机的发明,为20世纪60~70年代开始的在控制系统广泛应用程序控制和逻辑控制以及应用数字计算机直接控制生产过程,奠定了基础。目前,小型电子数字计算机或单片机已成为复杂自动控制系统的一组成部分,以实现复杂的控制和算法。
(4)综合自动化时期(20世纪50年代起末至今)
在这个时期,经典控制理论已不能满足复杂工业化的需求,现代控制理论应运而生,得到了迅速的发展,并形成了许多各分支。本回答被提问者采纳
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