控制系统
2015-08-06 09:58:59 点击：
PLC通常根据CPU所带的I/O点数的规模分为微型PLC、小型PLC、中型PLC、大型PLC、PC插卡式PLC以及PC兼容的PLC。各种规模分类标准如
一套典型的PLC通常包括CPU模块、电源模块和一些输入/输出模块，这些模块被插在一块背板上。如果配置增加，可能会包括一个操作员界面、监控计算机、通讯模块、软件以及一些可选的特殊功能模块。可编程控制器不仅容易安装，占用空间小，能源消耗小，带有诊断指示器可以帮助故障诊断，而且可以被重复使用到其它的项目中去。尽管有PLC的功能，如运行速度、接口种类、数据处理能力已经获得了很大的提高，但PLC一直保持了其最初设计的原则，那就是简单至上的原则。
今天的PLC
PLC的技术从诞生之日起，就不停地发展。这些发展不仅改进了PLC的设计，也改变了控制系统的设计理念。过去，PLC适用于离散过程控制，如开关、顺序动作执行等场所，但随着PLC的功能越来越强大，PLC也开始进入过程自动化领域。
控制系统控制系统[3]
PLC分类
PLC种类 外观 典型I/O点数范围 典型应用
微型PLC 固定I/O点，砖块式 <32点 替代继电器，分布式I/O
小型PLC 砖块式，模块式 33-128点 工业机器开关控制和商业用途
中型PLC 模块式，小机架 129-512点 复杂机器控制和一些分布式系统
大型PLC 大机架 >513点分布式系统，监控系统
PC插卡式PLC ISA或PCI总线卡式 >129点机器控制，监控系统
PC兼容控制器 模块式，大或小机架 >129点机器控制，监控系统
PLC的硬件进展
以下列出了PLC的硬件进展：
·采用新的先进的微处理器和电子技术达到快速的扫描时间;
干熄焦控制系统干熄焦控制系统[4]
·小型的、低成本的PLC，可以代替四到十个继电器;
·高密度的I/O系统，以低成本提供了节省空间的接口;
·基于微处理器的智能I/O接口扩展了分布式控制能力，典型的接口如PID，网络，CAN总线，现场总线，ASCII通信，定位，主机通讯模块，和语言模块（如BASIC，PASCALC）等;
·包括输入输出模块和端子的结构设计改进，使端子更加集成;
·特殊接口允许某些器件可以直接接到控制器上，如热电偶、热电阻、应力测量、快速响应脉冲等;
·外部设备改进了操作员界面技术，系统文档功能成为了PLC的标准功能。
以上这些硬件的改进，导致了PLC的产品系列的丰富和发展，使PLC从很小的只有10个I/O点的微型PLC，到可以达到8000点的大型PLC，应有尽有。这些产品系列，用普通的I/O系统和编程外部设备，可以组成局域网，并与办公网络相连。整个PLC的产品系列概念对于用户来说，是一个非常节约成本的控制系统概念。
PLC的软件
与硬件的发展相似，PLC的软件也取得了巨大的进展，大大强化了PLC的功能:
·PLC引入了面向对象的编程工具，并且根据国际电工委员会的IEC61131-3的标准形成了多种语言;
· 小型PLC也提供了强大的编程指令，并且因此延伸了应用领域;
·高级语言，如BASIC，C在某些控制器模块中已经可以实现，在与外部通讯和处理数据时提供了更大的编程灵活性;
·梯形图逻辑中可以实现高级的功能块指令，可以使用户用简单的编程方法实现复杂的软件功能;
·诊断和错误检测功能从简单的系统控制器的故障诊断扩大到对所控制的机器和设备的过程和设备诊断;
·浮点算术可以进行控制应用中计量、平衡和统计等所牵涉的复杂计算;
·数据处理指令得到简化和改进, 可以进行涉及大量数据存储、跟踪和存取的复杂控制和数据采集和处理功能。
尽管PLC比原来复杂了很多，但是，他们依然保持了令人吃惊的简单性，对操作员来说，今天的高功能的PLC与30年前的PLC一样那么容易操作，甚至更为简单。
PLC的未来发展
PLC的未来发展不仅取决与产品本身的发展，还取决于PLC与其它控制系统和工厂管理设备的集成情况。PLC通过网络，被集成到计算机集成制造（CIM）系统中，把他们的功能和资源与数控技术、机器人技术、CAD/CAM技术、个人计算机系统、管理信息系统以及分层软件系统结合起来，在工厂的未来发展中，将占据重要的地位。 新的PLC的技术进展包括，更好的操作员界面，图形用户界面（GUI），人机界面，也包括与设备、硬件和软件的接口，并支持人工智能比如逻辑I/O系统等。软件进展将采用广泛使用的通讯标准提供不同设备的连接，新的PLC指令将立足于增加PLC的智能性，基于知识的学习型的指令也将逐步被引入，以增加系统的能力。可以肯定的是，未来的工厂自动化中，PLC将肯定占据重要的地位，控制策略将被智能地分布开来，而不是集中，超级PLC将在需要复杂运算、网络通信和对小型PLC和机器控制器的监控的应用中获得使用。
10）各个系统
现场总线控制系统
控制系统
1、现场总线的特点
现场总线的突出特点在于它把集中与分散相结合的DCS集散控制结构，变成新型的全分布式结构，把控制功能彻底下放到现场，依靠现场智能设备本身实现基本控制功能。现场总线的特点主要表现以下几个方面:
（1） 以数字信号完全取代传统的模拟信号
以数字信号完全取代传统DCS的4～20mA模拟信号，且双向传输信号。一对双绞线或一条电缆上通常可挂接多个设备，因而电缆、端子、槽盒、桥架的用量大为减少。同时，通信总线延伸到现场传感器、变送器、控制器和伺服机构，操作人员在控制室就能实现主控系统对现场设备的在线监视、诊断、校验和参数整定，节省了硬件数量与投资。
（2）现场总线实现了结构上的彻底分散
现场总线在结构上只有现场设备和操作管理站2个层次，将传统DCS的I/O控制站并入现场智能设备，取消了I/O模件，现场仪表都是内装微处理器的，输出的结果直接送到邻近的调节阀上，完全不需要经过控制室主控系统，实现了结构上的彻底分散。
（3） 总线网络系统是开放的
将系统集成的权力交给用户，用户可以按自己的需要和考虑，把来自不同供应商的产品组成规模各异的系统。可以用不同厂家的现场仪表去替换出现故障的另一厂家的现场仪表。
2、当前的现场总线标准
现场总线技术是从80年代后期诞生的网络通信技术，经历十几年左右的发展，国际上出现了几个有代表性的现场总线标准和几个系列产品，较流行的有:
（1）基金会现场总线（Foundation Fieldbus）
在现场总线标准的研究制订过程中，出现过多种企业集团或组织，通过不断的竞争，到1994年在国际上基本上形成了两大阵营，ISP协议为首，联合欧洲150家公司制订的World FIP协议。这两大集团于1994年合并，成立现场总线基金会（Fieldbus Foundation,FF），致力于开发国际上统一的现场总线协议。FF的协议符合IEC1158-2标准，也称为SP50标准。
（2） Profibus现场总线
它是作为德国国家标准和欧洲国家标准的现场总线标准。研究所共同推出的。它采用OSI模型的物理层、数据链路层。现场总线信息规范（FMS）型则只隐去了OSI标准的第三至第六层，采用了应用层。
（3） LonWork（Local Operating Network局部操作网）现场总线
于1990年正式推出的。它采用ISO/OSI模型的全部7层协议，采用了面向对象的设计方法，通过网络变量把网络通信设计简化为参数设置，其至大传输速率为1.5Mbps,传输距离为2700m，传输介质可以是双绞线、光缆、射频、红外线和电力线等。
（4）控制局域网（Control Area Network，CAN）控制网络
用于汽车内部测量与执行部件之间的数据通信。CAN结构模型取ISO/OSI模型的第1、2、7层协议，即物理层、数据链路层和应用层。
此外还值得一提的是，可寻址远程传感器数据公路（Highway Addressable Remote Transducer，HART）协议，较早推出的一种兼容4~20mA模拟信号和调制数字信号的现场总线协议。其数字通信由于采用调制/解调方式，属于模拟系统向数字系统转变过程中的过渡产品，因而在当前的过渡时期具有较强的竞争力，得到了较快的发展。
3、现场总线的未来
现场总路线将成为工业控制发展的革命性飞跃，有关现场总线的报道层出不穷，其中令人关注的焦点集中在能否出现全世界统一的现场总线标准。
不同的现场总线有不同的功能，各有其适用的场合，靠一种现场总线打天下的想法看来不太现实。当然，从另一方面来讲，相当一部分现场总线是大同小异的，技术上非常接近，在优胜劣汰的环境下同类总线终将趋于统一。但商业利益上的激烈竞争是这个问题的主要原因，对于现场总线形成巨大影响的自动化厂商，因为要尽可能维护自身的地位和利益而不愿放弃其已拥有的现场总线;因此，在未来较长的一段时间内，现场总线标准之争会越演越烈。
开放式控制系统
控制系统
1、开放性控制系统的概念
长期以来，制造与生产企业所采用控制系统大多是专用的、封闭的体系结构，其构成系统的硬件是按照各自的标准度身定制的。无论是DCS，PLC还是FCS，虽然它们具有结构简单、技术成熟、产品批量大等优点，但相对日新月异的生产要求，也越来越暴露出其固有的缺点。在许多情况下,当用户要想进行功能上的扩展或变化时，都必须求助于系统的提供商，如想把特殊要求融入到控制系统中去时，都是比较困难的。这无形中不仅提高了制造企业的成本，也成为控制系统升级换代的“瓶颈”。
由于市场竞争越来越剧烈，从而要求制造商具有较强的市场适应能力，这一趋势促成了一个新概念的产生，即模块化、可重构、可扩充的软硬件系统，这就是开放式控制系统。这一系统为制造厂提供了将其技术与任何第三方的技术或产品进行集成的可能性。
2、国际控制系统制造商的开放路线
据国际权威机构美国自动化市场研究公司ARC（Automation Research Corp.）调查预计，在亚洲，基于PC的控制系统、以太网的I/O模件等开放式系统的销售额预计近两年的增幅达到145%，所以，可见在控制系统市场中，开放系统的增长率远远高于传统的控制系统。
几乎所有的制造商都已认识到了开放系统必将是自动化系统的未来。在任何一家控制系统制造商的新产品样本中，都可以看到“开放性”的字样。但是，他们的开放性通常都是在原有的系统上层加上一些接口实现局部的互连和通信，并非真正意义上的开放。不要说控制器的底层，就是在操作站这一层，他们在实现与外界通信方面存在着重重困难。这种状况的产生并不是由于他们无法开发出全开放的系统，而是出于其产品战略考虑不愿也不能这样做。尽管开放式控制系统的市场增长率较高，但由于绝对值还不大，制造商不愿放弃已经现成的数十倍的市场。
但这些公司对于开放式系统市场并非采取坐视不理、惟我独尊的态度。各个公司均在考虑用现有的产品组合出形式上的“开放式”系统。如西门子的PCS7和 WinAC，实际上就是用工控机下挂S7的PLC而组成的概念性的系统，典型地表示了其一方面不想在开放式系统领域落后于他人，同时又不想失去老用户的复杂情结。类似的还有Rockwell-AB的ControlLogic，Fisher-rosemount的Delta-V等等，都是将原有的专用系统加上“开放”的标签。他们的目的都是相同的，那就是既不错过开放式系统这班航船，又可以将原有的系统尽量多地销售出去。全力致力于真正开放式系统开发的反而是一些新兴的相对较小的公司如美国的Opto22，SoftPLC，Controlsoft以及英国的Transmitton等等。这些公司没有过去的包袱，所开发的产品的市场目标也不存在抢自己饭碗的问题，所以他们可以没有后顾之忧地宣传。由于他们的产品是充分考虑了开放性的，今后将成为开放性控制系统的新的生力军。
3、国际开放式系统研究存在的问题
首先，开放式控制系统的概念不清晰，没有解决开放控制系统的平台问题。各系统所采用的体系结构并不一致，相互之间缺乏兼容性和互换性，因而各系统软硬件不具备可移植性和互操作性。
其次，没有充分利用像Windows、UNIX、OS/2等新型操作系统。软件开发思想与技术落后，始终处于甚至低于结构化程序设计的水平。没有充分利用面向对象、软件重用等软件工程中的新理论、新技术，而这些正是实现开放性控制系统的关键所在。
此外，产品的升级、更新、修改和维修仍然依赖于生产厂家，没有提供相应的开发工具和环境，用户无法把自己的或任何第三方的思想或产品融入到系统中去。
PC-BASED控制系统
历史上，VME总线工业控制机一直是许多嵌入式应用的首选机型[6]。1981年，Mostek、Motorola、Philip和Signetics公司发明了VME总线，1996年的新标准VME64（ANSI/VITA1-1994）将总线数据宽度提升到64位，至大数据传输速度为80Mbps。由Force Computers制定的VME64x总线规范将总线速度提高到了320Mbps。VME总线工控机是实时控制平台，大多数运行的是实时操作系统，并由OS制造商提供专用的软件开发工具开发应用程序。VME总线最新产品已经采用了500MHz的Pentium Ⅲ处理器。
由于用户希望使用与所熟悉的桌面PC机相同的操作系统和开发工具，导致了开放式桌面PC在工业环境中的直接应用。除了VME总线工控机外，产生了一系列基于PC的、与ISA/PCI总线标准兼容的嵌入式工控机，其中比较有代表性的是CompactPCI/PXI总线、AT96总线、STD总线、STD32总线、 PC/104和PC/104-Plus总线嵌入式工业控制机。
随着Intel CPU和Microsoft DOS/WINDOWS架构演变成事实上的标准（Wintel），ISA/PCI总线加固型工业PC（IPC）开始向工业领域渗透。然而，虽然加固型工控机对基于大母板的桌面机进行了工业化改造，但其背板技术仍然存在许多缺点：不良的热设计、不良的连接方式、不标准的模板尺寸和有限的PCI插槽数（最大4个）等。因此。
1995年6月PCI SIG正式公布了PCI局部总线规范2.1版，同时PICMG推出了第一个标准PCI/ISA无源背板总线标准。为了将PCI SIG的PCI总线规范用在工业控制计算机系统，1995年11月PCI工业计算机制造者联合会（PICMG）颁布了CompactPCI规范1.0版。由于CPCI总线工控机良好地解决了可靠性和可维护性问题，而且基于Microsoft的软件和开发工具的价位比较低，所以，CPCI工控机得以迅速打入嵌入式产品市场。但相对于PCI/ISA加固型工控机而言，由于总体成本高、技术开发难度大、无源背板定义并不完全统一导致模板配套性差、电磁兼容性设计要求高等因素，CompactPCI工控机在工业过程控制领域并未得到实际应用，反而在电信市场获得广泛应用。
电气控制系统
电气控制系统一般称为电气设备二次控制回路，不同的设备有着不同的控制回路，主要分高压电气设备与低压电气设备的控制方式。
控制方法
根据设备不同的要求，电气控制方法很多，包括以下几个方面的控制：
1、由继电器接触器控制
2、触点控制
3、无触点逻辑控制
4、可编程控制
5、控制器控制
电气控制系统设计方案
控制要求：电气控制系统设计出要充分能满足现场对控制设备的需求，主要设计需考虑到实现简便、可靠、经济、适用等特点，以保证控制方式与控制需要相适应，与通用化程度相适应，以及充分满足工艺要求，具有良好的通用性和灵活性。
控制屏介绍
柴油发电机组的控制屏分为普通发电机组控制屏和自动化发电机组控制屏。普通控制屏适用于普通的柴油发电机组的控制，状态调整等均由手动操作；自动化发电机组控制屏适用于自动化柴油发电机组的控制状态调整等可由手动或自动两种操作方式来完成。
按照安装方式，柴油发电机组的控制屏可以分为一体式和分体式。分体式控制屏指发电机组与控制屏分开放置，控制系统及主开关均安装于控制屏内。一体式控制屏指发电机组与控制屏分开放置，控制屏（安装控制系统）通过减振垫固定于发电机组的上方，开关屏（安装主开关）安装于发电机组的侧面。
（1）普通机组控制屏由断路器、电流表、电压表、频率表、水温表、油压表、油温表、转速表、计时器和电流互感器等组成，可以完成对发电机组起动与停止、并对发电机组的运行状态进行测量、显示、超限报警与保护。
（2）自动化发电机组控制屏由自动控制器、自动加热器、自动充电器自动切换装置、断路器、电流表、电压表、充电电流表、直流电压表、电压频率表、水温表、油压表、油温表、柴油机转速表、计时器、报警蜂鸣器、控制继电器、保护开关和电路互感器等组成。自动化发电机组控制屏可以自动完成对机组起动与停止、并对机组的运行状态进行测试、显示、超限报警与保护。
控制屏的主要用途是将发电机输出的电能分配给用户负载或用电设备，同时还用以指示柴油发电机的运转情况和在负载变化的情况下保持发电机的电压稳定。在控制屏面板上一般都装有电压表、频率表、电流表、功率表、三相电流转换开关、三相电压转换开关、电压整定旋钮和各种指示灯等。对于机油压力表、机油温度表、蓄电池充电电流表、水温表、起动按钮和起动电锁等部件，有的根据设计要求直接安装在控制屏面板上，有的安装在柴油机仪表盘上。控制屏内部安装的部件主要与发电机采用的励磁方式和柴油机的自动控制有关。柴油发电机组控制屏的内部结构。
简单的控制屏内部一般都安装有电压调节器、硅整流二极管、变阻器、自动空气开关和电流互感器等部件，较复杂的控制屏内部还要安装过载及短路保护装置、电子调速器、可控硅、继电器以及各种保险装置和小型变压器等电气设备。
控制系统控制系统[5]
发电机控制器
一、发电机控制器发展历史 发电机组自动化控制,经历了继电器控制,从上世纪末期逐步开始由微电脑和电子元件构成的智能控制器控制,将很复杂的外围电路集成到一个模块中,大大简化了控制线路,可靠性也随之得到提升,更人性化的地步,也有一些发电机厂家生产小汽油机的一体机,实用且方便。
二、柴油发电机组结构 柴油发电机组一般由三个部分组成,发动机、发电机和控制器。其中发动机提供动力,发电机将发动机的机械能转换为电能,控制器是发电机组的大脑部分,不但提供发动机的开机、停机、数据测量、数据显示和故障保护功能,而且还提供发电机的电量测量、电量显示和电量保护等功能。
三、停机和水温高、油压低、超速保护,不提供电量显示,控制面板上尚需安装水温表、油压表、小时计、蓄电池电压表、交流电压表、交流电流表等仪表),标准型(提供电量显示、提供保护功能,不带通信接口),高档型(除提供标准型的功能外,还可提供通信接口,可进行遥控、遥测、遥信功能,有些还具备网络接口,可通过因特网进行监控,还有些具备发短信功能,比较适合偏远地区的无人值守机房)。
四、柴油发电机组试机的检查步骤 柴油发电机组在选购的时候,客户更关心的还是发电机组价格,发电机组根据品牌分有很多种,而且不同的柴油机功率配备的发电机组价格也不一样,柴油发电机组厂家为您介绍一下柴油发电机组价格怎么去比较。
一问, 询问旧柴油机的购置时间、询问在使用中有什么问题,以便对旧柴油机有一较全面系统的了解。
二看, 看旧柴油机的标牌和外表。看是哪家工厂生产的,何时出厂的，有多长时间,看外表的油漆是脱落,部什是否缺损,机型是否被淘汰等。从标牌和外表来判别旧柴油机的新旧程度。
三试, 进行试机。通过摇转曲轴、扳动飞轮、起动机器等,对旧柴油机作仔细检查。试机是非常重要的一步,具体的检查步骤如下, 1,摇转曲轴,使喷油嘴供油。如喷油嘴发出清脆的声音,说明喷油嘴和柱塞副性能尚好,如轮室内无"哗"等异常的响声,则说明齿轮的磨损不严重。
2,上下扳动飞轮,如无响声,说明曲轴主轴茎与轴瓦之间的间隙不大。
3,扳转飞轮,使活塞接近下止点,然后左右晃动飞轮,如无"嗒嗒"声,说明连杆轴茎与瓦之间的磨损不严重。
4,使气缸减压,摇转曲轴,当去除减压时,如活塞的反弹力大,飞轮迅速回转,说明气缸、活塞、活塞环的磨损程度小。在摇转曲轴时,机油压力表的指针应不低于1或机油批示红标能很快升起,手下压应费力。
1,柴油发电机组的用途。由于柴油发电机组可用于常用、备用和应急等3种情况。因此不同用途对柴油发电机组的要求就有所区别。
2,柴油发电机组负荷容量。应根据不同用途选择负荷容量和负荷的变化范围?确定柴油发电组机的单机容量和备用柴油发电机组容量。
3,柴油发电机组的使用环境条件,主要指海拔高度和气候条件。
4,柴油发电机组的选择
5,选购柴油发电机组要注意发电机与励磁方式
6,柴油发电机组的自动化功能的选择
六、发电机控制器三大品牌
干熄焦控制系统干熄焦控制系统[4]
电气控制系统
第一种控制系统
单片机+PC联合作用的控制系统。单片机的成本更低，但更轻便，更能灵活的嵌入硬件切割机内。但单片机的至大缺点是处理能力不够强大,所以很多很复杂的控制程序必须要单片机结合PC来共同完成,也就是说对于那些负责的运算或者很复杂的切割式样,单独依靠单片机还有一定的设计难度。
第二种控制系统
以PC作为处理平台的控制系统。这种控制系统是更容易设计也是更容易实现的,灵活性高,原因是基于PC为处理平台的控制器可以有着丰富和大家都很熟悉的软硬件资源,所以这样的控制平台设计性很强大,运作性能也很强大，如果能充分的利用PC软硬件资源,设计灵活和复杂的控制程序显得轻而易举。但缺点是这种控制系统不能脱离PC独立运行,所以相对来说成本会显得比其他方式更贵点。
一套典型的PLC通常包括CPU模块、电源模块和一些输入/输出模块，这些模块被插在一块背板上。如果配置增加，可能会包括一个操作员界面、监控计算机、通讯模块、软件以及一些可选的特殊功能模块。可编程控制器不仅容易安装，占用空间小，能源消耗小，带有诊断指示器可以帮助故障诊断，而且可以被重复使用到其它的项目中去。尽管有PLC的功能，如运行速度、接口种类、数据处理能力已经获得了很大的提高，但PLC一直保持了其最初设计的原则，那就是简单至上的原则。
今天的PLC
PLC的技术从诞生之日起，就不停地发展。这些发展不仅改进了PLC的设计，也改变了控制系统的设计理念。过去，PLC适用于离散过程控制，如开关、顺序动作执行等场所，但随着PLC的功能越来越强大，PLC也开始进入过程自动化领域。
控制系统控制系统[3]
PLC分类
PLC种类 外观 典型I/O点数范围 典型应用
微型PLC 固定I/O点，砖块式 <32点 替代继电器，分布式I/O
小型PLC 砖块式，模块式 33-128点 工业机器开关控制和商业用途
中型PLC 模块式，小机架 129-512点 复杂机器控制和一些分布式系统
大型PLC 大机架 >513点分布式系统，监控系统
PC插卡式PLC ISA或PCI总线卡式 >129点机器控制，监控系统
PC兼容控制器 模块式，大或小机架 >129点机器控制，监控系统
PLC的硬件进展
以下列出了PLC的硬件进展：
·采用新的先进的微处理器和电子技术达到快速的扫描时间;
干熄焦控制系统干熄焦控制系统[4]
·小型的、低成本的PLC，可以代替四到十个继电器;
·高密度的I/O系统，以低成本提供了节省空间的接口;
·基于微处理器的智能I/O接口扩展了分布式控制能力，典型的接口如PID，网络，CAN总线，现场总线，ASCII通信，定位，主机通讯模块，和语言模块（如BASIC，PASCALC）等;
·包括输入输出模块和端子的结构设计改进，使端子更加集成;
·特殊接口允许某些器件可以直接接到控制器上，如热电偶、热电阻、应力测量、快速响应脉冲等;
·外部设备改进了操作员界面技术，系统文档功能成为了PLC的标准功能。
以上这些硬件的改进，导致了PLC的产品系列的丰富和发展，使PLC从很小的只有10个I/O点的微型PLC，到可以达到8000点的大型PLC，应有尽有。这些产品系列，用普通的I/O系统和编程外部设备，可以组成局域网，并与办公网络相连。整个PLC的产品系列概念对于用户来说，是一个非常节约成本的控制系统概念。
PLC的软件
与硬件的发展相似，PLC的软件也取得了巨大的进展，大大强化了PLC的功能:
·PLC引入了面向对象的编程工具，并且根据国际电工委员会的IEC61131-3的标准形成了多种语言;
· 小型PLC也提供了强大的编程指令，并且因此延伸了应用领域;
·高级语言，如BASIC，C在某些控制器模块中已经可以实现，在与外部通讯和处理数据时提供了更大的编程灵活性;
·梯形图逻辑中可以实现高级的功能块指令，可以使用户用简单的编程方法实现复杂的软件功能;
·诊断和错误检测功能从简单的系统控制器的故障诊断扩大到对所控制的机器和设备的过程和设备诊断;
·浮点算术可以进行控制应用中计量、平衡和统计等所牵涉的复杂计算;
·数据处理指令得到简化和改进, 可以进行涉及大量数据存储、跟踪和存取的复杂控制和数据采集和处理功能。
尽管PLC比原来复杂了很多，但是，他们依然保持了令人吃惊的简单性，对操作员来说，今天的高功能的PLC与30年前的PLC一样那么容易操作，甚至更为简单。
PLC的未来发展
PLC的未来发展不仅取决与产品本身的发展，还取决于PLC与其它控制系统和工厂管理设备的集成情况。PLC通过网络，被集成到计算机集成制造（CIM）系统中，把他们的功能和资源与数控技术、机器人技术、CAD/CAM技术、个人计算机系统、管理信息系统以及分层软件系统结合起来，在工厂的未来发展中，将占据重要的地位。 新的PLC的技术进展包括，更好的操作员界面，图形用户界面（GUI），人机界面，也包括与设备、硬件和软件的接口，并支持人工智能比如逻辑I/O系统等。软件进展将采用广泛使用的通讯标准提供不同设备的连接，新的PLC指令将立足于增加PLC的智能性，基于知识的学习型的指令也将逐步被引入，以增加系统的能力。可以肯定的是，未来的工厂自动化中，PLC将肯定占据重要的地位，控制策略将被智能地分布开来，而不是集中，超级PLC将在需要复杂运算、网络通信和对小型PLC和机器控制器的监控的应用中获得使用。
10）各个系统
现场总线控制系统
控制系统
1、现场总线的特点
现场总线的突出特点在于它把集中与分散相结合的DCS集散控制结构，变成新型的全分布式结构，把控制功能彻底下放到现场，依靠现场智能设备本身实现基本控制功能。现场总线的特点主要表现以下几个方面:
（1） 以数字信号完全取代传统的模拟信号
以数字信号完全取代传统DCS的4～20mA模拟信号，且双向传输信号。一对双绞线或一条电缆上通常可挂接多个设备，因而电缆、端子、槽盒、桥架的用量大为减少。同时，通信总线延伸到现场传感器、变送器、控制器和伺服机构，操作人员在控制室就能实现主控系统对现场设备的在线监视、诊断、校验和参数整定，节省了硬件数量与投资。
（2）现场总线实现了结构上的彻底分散
现场总线在结构上只有现场设备和操作管理站2个层次，将传统DCS的I/O控制站并入现场智能设备，取消了I/O模件，现场仪表都是内装微处理器的，输出的结果直接送到邻近的调节阀上，完全不需要经过控制室主控系统，实现了结构上的彻底分散。
（3） 总线网络系统是开放的
将系统集成的权力交给用户，用户可以按自己的需要和考虑，把来自不同供应商的产品组成规模各异的系统。可以用不同厂家的现场仪表去替换出现故障的另一厂家的现场仪表。
2、当前的现场总线标准
现场总线技术是从80年代后期诞生的网络通信技术，经历十几年左右的发展，国际上出现了几个有代表性的现场总线标准和几个系列产品，较流行的有:
（1）基金会现场总线（Foundation Fieldbus）
在现场总线标准的研究制订过程中，出现过多种企业集团或组织，通过不断的竞争，到1994年在国际上基本上形成了两大阵营，ISP协议为首，联合欧洲150家公司制订的World FIP协议。这两大集团于1994年合并，成立现场总线基金会（Fieldbus Foundation,FF），致力于开发国际上统一的现场总线协议。FF的协议符合IEC1158-2标准，也称为SP50标准。
（2） Profibus现场总线
它是作为德国国家标准和欧洲国家标准的现场总线标准。研究所共同推出的。它采用OSI模型的物理层、数据链路层。现场总线信息规范（FMS）型则只隐去了OSI标准的第三至第六层，采用了应用层。
（3） LonWork（Local Operating Network局部操作网）现场总线
于1990年正式推出的。它采用ISO/OSI模型的全部7层协议，采用了面向对象的设计方法，通过网络变量把网络通信设计简化为参数设置，其至大传输速率为1.5Mbps,传输距离为2700m，传输介质可以是双绞线、光缆、射频、红外线和电力线等。
（4）控制局域网（Control Area Network，CAN）控制网络
用于汽车内部测量与执行部件之间的数据通信。CAN结构模型取ISO/OSI模型的第1、2、7层协议，即物理层、数据链路层和应用层。
此外还值得一提的是，可寻址远程传感器数据公路（Highway Addressable Remote Transducer，HART）协议，较早推出的一种兼容4~20mA模拟信号和调制数字信号的现场总线协议。其数字通信由于采用调制/解调方式，属于模拟系统向数字系统转变过程中的过渡产品，因而在当前的过渡时期具有较强的竞争力，得到了较快的发展。
3、现场总线的未来
现场总路线将成为工业控制发展的革命性飞跃，有关现场总线的报道层出不穷，其中令人关注的焦点集中在能否出现全世界统一的现场总线标准。
不同的现场总线有不同的功能，各有其适用的场合，靠一种现场总线打天下的想法看来不太现实。当然，从另一方面来讲，相当一部分现场总线是大同小异的，技术上非常接近，在优胜劣汰的环境下同类总线终将趋于统一。但商业利益上的激烈竞争是这个问题的主要原因，对于现场总线形成巨大影响的自动化厂商，因为要尽可能维护自身的地位和利益而不愿放弃其已拥有的现场总线;因此，在未来较长的一段时间内，现场总线标准之争会越演越烈。
开放式控制系统
控制系统
1、开放性控制系统的概念
长期以来，制造与生产企业所采用控制系统大多是专用的、封闭的体系结构，其构成系统的硬件是按照各自的标准度身定制的。无论是DCS，PLC还是FCS，虽然它们具有结构简单、技术成熟、产品批量大等优点，但相对日新月异的生产要求，也越来越暴露出其固有的缺点。在许多情况下,当用户要想进行功能上的扩展或变化时，都必须求助于系统的提供商，如想把特殊要求融入到控制系统中去时，都是比较困难的。这无形中不仅提高了制造企业的成本，也成为控制系统升级换代的“瓶颈”。
由于市场竞争越来越剧烈，从而要求制造商具有较强的市场适应能力，这一趋势促成了一个新概念的产生，即模块化、可重构、可扩充的软硬件系统，这就是开放式控制系统。这一系统为制造厂提供了将其技术与任何第三方的技术或产品进行集成的可能性。
2、国际控制系统制造商的开放路线
据国际权威机构美国自动化市场研究公司ARC（Automation Research Corp.）调查预计，在亚洲，基于PC的控制系统、以太网的I/O模件等开放式系统的销售额预计近两年的增幅达到145%，所以，可见在控制系统市场中，开放系统的增长率远远高于传统的控制系统。
几乎所有的制造商都已认识到了开放系统必将是自动化系统的未来。在任何一家控制系统制造商的新产品样本中，都可以看到“开放性”的字样。但是，他们的开放性通常都是在原有的系统上层加上一些接口实现局部的互连和通信，并非真正意义上的开放。不要说控制器的底层，就是在操作站这一层，他们在实现与外界通信方面存在着重重困难。这种状况的产生并不是由于他们无法开发出全开放的系统，而是出于其产品战略考虑不愿也不能这样做。尽管开放式控制系统的市场增长率较高，但由于绝对值还不大，制造商不愿放弃已经现成的数十倍的市场。
但这些公司对于开放式系统市场并非采取坐视不理、惟我独尊的态度。各个公司均在考虑用现有的产品组合出形式上的“开放式”系统。如西门子的PCS7和 WinAC，实际上就是用工控机下挂S7的PLC而组成的概念性的系统，典型地表示了其一方面不想在开放式系统领域落后于他人，同时又不想失去老用户的复杂情结。类似的还有Rockwell-AB的ControlLogic，Fisher-rosemount的Delta-V等等，都是将原有的专用系统加上“开放”的标签。他们的目的都是相同的，那就是既不错过开放式系统这班航船，又可以将原有的系统尽量多地销售出去。全力致力于真正开放式系统开发的反而是一些新兴的相对较小的公司如美国的Opto22，SoftPLC，Controlsoft以及英国的Transmitton等等。这些公司没有过去的包袱，所开发的产品的市场目标也不存在抢自己饭碗的问题，所以他们可以没有后顾之忧地宣传。由于他们的产品是充分考虑了开放性的，今后将成为开放性控制系统的新的生力军。
3、国际开放式系统研究存在的问题
首先，开放式控制系统的概念不清晰，没有解决开放控制系统的平台问题。各系统所采用的体系结构并不一致，相互之间缺乏兼容性和互换性，因而各系统软硬件不具备可移植性和互操作性。
其次，没有充分利用像Windows、UNIX、OS/2等新型操作系统。软件开发思想与技术落后，始终处于甚至低于结构化程序设计的水平。没有充分利用面向对象、软件重用等软件工程中的新理论、新技术，而这些正是实现开放性控制系统的关键所在。
此外，产品的升级、更新、修改和维修仍然依赖于生产厂家，没有提供相应的开发工具和环境，用户无法把自己的或任何第三方的思想或产品融入到系统中去。
PC-BASED控制系统
历史上，VME总线工业控制机一直是许多嵌入式应用的首选机型[6]。1981年，Mostek、Motorola、Philip和Signetics公司发明了VME总线，1996年的新标准VME64（ANSI/VITA1-1994）将总线数据宽度提升到64位，至大数据传输速度为80Mbps。由Force Computers制定的VME64x总线规范将总线速度提高到了320Mbps。VME总线工控机是实时控制平台，大多数运行的是实时操作系统，并由OS制造商提供专用的软件开发工具开发应用程序。VME总线最新产品已经采用了500MHz的Pentium Ⅲ处理器。
由于用户希望使用与所熟悉的桌面PC机相同的操作系统和开发工具，导致了开放式桌面PC在工业环境中的直接应用。除了VME总线工控机外，产生了一系列基于PC的、与ISA/PCI总线标准兼容的嵌入式工控机，其中比较有代表性的是CompactPCI/PXI总线、AT96总线、STD总线、STD32总线、 PC/104和PC/104-Plus总线嵌入式工业控制机。
随着Intel CPU和Microsoft DOS/WINDOWS架构演变成事实上的标准（Wintel），ISA/PCI总线加固型工业PC（IPC）开始向工业领域渗透。然而，虽然加固型工控机对基于大母板的桌面机进行了工业化改造，但其背板技术仍然存在许多缺点：不良的热设计、不良的连接方式、不标准的模板尺寸和有限的PCI插槽数（最大4个）等。因此。
1995年6月PCI SIG正式公布了PCI局部总线规范2.1版，同时PICMG推出了第一个标准PCI/ISA无源背板总线标准。为了将PCI SIG的PCI总线规范用在工业控制计算机系统，1995年11月PCI工业计算机制造者联合会（PICMG）颁布了CompactPCI规范1.0版。由于CPCI总线工控机良好地解决了可靠性和可维护性问题，而且基于Microsoft的软件和开发工具的价位比较低，所以，CPCI工控机得以迅速打入嵌入式产品市场。但相对于PCI/ISA加固型工控机而言，由于总体成本高、技术开发难度大、无源背板定义并不完全统一导致模板配套性差、电磁兼容性设计要求高等因素，CompactPCI工控机在工业过程控制领域并未得到实际应用，反而在电信市场获得广泛应用。
电气控制系统
电气控制系统一般称为电气设备二次控制回路，不同的设备有着不同的控制回路，主要分高压电气设备与低压电气设备的控制方式。
控制方法
根据设备不同的要求，电气控制方法很多，包括以下几个方面的控制：
1、由继电器接触器控制
2、触点控制
3、无触点逻辑控制
4、可编程控制
5、控制器控制
电气控制系统设计方案
控制要求：电气控制系统设计出要充分能满足现场对控制设备的需求，主要设计需考虑到实现简便、可靠、经济、适用等特点，以保证控制方式与控制需要相适应，与通用化程度相适应，以及充分满足工艺要求，具有良好的通用性和灵活性。
控制屏介绍
柴油发电机组的控制屏分为普通发电机组控制屏和自动化发电机组控制屏。普通控制屏适用于普通的柴油发电机组的控制，状态调整等均由手动操作；自动化发电机组控制屏适用于自动化柴油发电机组的控制状态调整等可由手动或自动两种操作方式来完成。
按照安装方式，柴油发电机组的控制屏可以分为一体式和分体式。分体式控制屏指发电机组与控制屏分开放置，控制系统及主开关均安装于控制屏内。一体式控制屏指发电机组与控制屏分开放置，控制屏（安装控制系统）通过减振垫固定于发电机组的上方，开关屏（安装主开关）安装于发电机组的侧面。
（1）普通机组控制屏由断路器、电流表、电压表、频率表、水温表、油压表、油温表、转速表、计时器和电流互感器等组成，可以完成对发电机组起动与停止、并对发电机组的运行状态进行测量、显示、超限报警与保护。
（2）自动化发电机组控制屏由自动控制器、自动加热器、自动充电器自动切换装置、断路器、电流表、电压表、充电电流表、直流电压表、电压频率表、水温表、油压表、油温表、柴油机转速表、计时器、报警蜂鸣器、控制继电器、保护开关和电路互感器等组成。自动化发电机组控制屏可以自动完成对机组起动与停止、并对机组的运行状态进行测试、显示、超限报警与保护。
控制屏的主要用途是将发电机输出的电能分配给用户负载或用电设备，同时还用以指示柴油发电机的运转情况和在负载变化的情况下保持发电机的电压稳定。在控制屏面板上一般都装有电压表、频率表、电流表、功率表、三相电流转换开关、三相电压转换开关、电压整定旋钮和各种指示灯等。对于机油压力表、机油温度表、蓄电池充电电流表、水温表、起动按钮和起动电锁等部件，有的根据设计要求直接安装在控制屏面板上，有的安装在柴油机仪表盘上。控制屏内部安装的部件主要与发电机采用的励磁方式和柴油机的自动控制有关。柴油发电机组控制屏的内部结构。
简单的控制屏内部一般都安装有电压调节器、硅整流二极管、变阻器、自动空气开关和电流互感器等部件，较复杂的控制屏内部还要安装过载及短路保护装置、电子调速器、可控硅、继电器以及各种保险装置和小型变压器等电气设备。
控制系统控制系统[5]
发电机控制器
一、发电机控制器发展历史 发电机组自动化控制,经历了继电器控制,从上世纪末期逐步开始由微电脑和电子元件构成的智能控制器控制,将很复杂的外围电路集成到一个模块中,大大简化了控制线路,可靠性也随之得到提升,更人性化的地步,也有一些发电机厂家生产小汽油机的一体机,实用且方便。
二、柴油发电机组结构 柴油发电机组一般由三个部分组成,发动机、发电机和控制器。其中发动机提供动力,发电机将发动机的机械能转换为电能,控制器是发电机组的大脑部分,不但提供发动机的开机、停机、数据测量、数据显示和故障保护功能,而且还提供发电机的电量测量、电量显示和电量保护等功能。
三、停机和水温高、油压低、超速保护,不提供电量显示,控制面板上尚需安装水温表、油压表、小时计、蓄电池电压表、交流电压表、交流电流表等仪表),标准型(提供电量显示、提供保护功能,不带通信接口),高档型(除提供标准型的功能外,还可提供通信接口,可进行遥控、遥测、遥信功能,有些还具备网络接口,可通过因特网进行监控,还有些具备发短信功能,比较适合偏远地区的无人值守机房)。
四、柴油发电机组试机的检查步骤 柴油发电机组在选购的时候,客户更关心的还是发电机组价格,发电机组根据品牌分有很多种,而且不同的柴油机功率配备的发电机组价格也不一样,柴油发电机组厂家为您介绍一下柴油发电机组价格怎么去比较。
一问, 询问旧柴油机的购置时间、询问在使用中有什么问题,以便对旧柴油机有一较全面系统的了解。
二看, 看旧柴油机的标牌和外表。看是哪家工厂生产的,何时出厂的，有多长时间,看外表的油漆是脱落,部什是否缺损,机型是否被淘汰等。从标牌和外表来判别旧柴油机的新旧程度。
三试, 进行试机。通过摇转曲轴、扳动飞轮、起动机器等,对旧柴油机作仔细检查。试机是非常重要的一步,具体的检查步骤如下, 1,摇转曲轴,使喷油嘴供油。如喷油嘴发出清脆的声音,说明喷油嘴和柱塞副性能尚好,如轮室内无"哗"等异常的响声,则说明齿轮的磨损不严重。
2,上下扳动飞轮,如无响声,说明曲轴主轴茎与轴瓦之间的间隙不大。
3,扳转飞轮,使活塞接近下止点,然后左右晃动飞轮,如无"嗒嗒"声,说明连杆轴茎与瓦之间的磨损不严重。
4,使气缸减压,摇转曲轴,当去除减压时,如活塞的反弹力大,飞轮迅速回转,说明气缸、活塞、活塞环的磨损程度小。在摇转曲轴时,机油压力表的指针应不低于1或机油批示红标能很快升起,手下压应费力。
5,起动机器。如容易起动,排烟无色或浅灰,转速稳定无杂音,说明旧柴油机的技术状况是好的。
备注,柴油发电机组的测试过程,建议全部在柴油发电机控制器中进行操作和跟踪监测气压、油压等方面数据的变化。因此,柴油发电机控制器质量的稳定性,设计人性化等方面的要求很高,这款控制器,市场评价很高, 五、如何选购柴油发电机组 企业在选购柴油发电机组时,应该注意哪些问题呢?柴油发电机组广泛用于电信、财政金融部门、医院、学校、商业等部门、工矿企业等特殊用途的独立电源。企业在选购柴油发电机组要有自己的标准。
1、选购的柴油发电机组性能和质量必须符合有关标准要求
选购通信用柴油发电机组?必须达到GB2820-1997中G3级或G4级规定的要求?同时和《通信用柴油发电机组的进网质量认证检测实施细则》规定的24项性能指标要求?同时要通过中国行业主管部门所设立的通信电源设备质量监督检验中心的严格检验。 选购军事通信用柴油发电机组?必须达到有关GB2820-1997、GJB相关标准和部队有关部门制定《通信电源设备的质量检测标准》规定?并要通过组织部门对设备质量的严格检验。
2、选购柴油发电机组应考虑的主要因素 选购柴油发电机组应考虑的因素主要有机械与电气性能、机组的用途、负荷的容量与变化范围、自动化功能等。1,柴油发电机组的用途。由于柴油发电机组可用于常用、备用和应急等3种情况。因此不同用途对柴油发电机组的要求就有所区别。
2,柴油发电机组负荷容量。应根据不同用途选择负荷容量和负荷的变化范围?确定柴油发电组机的单机容量和备用柴油发电机组容量。
3,柴油发电机组的使用环境条件,主要指海拔高度和气候条件。
4,柴油发电机组的选择
5,选购柴油发电机组要注意发电机与励磁方式
6,柴油发电机组的自动化功能的选择
六、发电机控制器三大品牌
干熄焦控制系统干熄焦控制系统[4]
电气控制系统
第一种控制系统
单片机+PC联合作用的控制系统。单片机的成本更低，但更轻便，更能灵活的嵌入硬件切割机内。但单片机的至大缺点是处理能力不够强大,所以很多很复杂的控制程序必须要单片机结合PC来共同完成,也就是说对于那些负责的运算或者很复杂的切割式样,单独依靠单片机还有一定的设计难度。
第二种控制系统
以PC作为处理平台的控制系统。这种控制系统是更容易设计也是更容易实现的,灵活性高,原因是基于PC为处理平台的控制器可以有着丰富和大家都很熟悉的软硬件资源,所以这样的控制平台设计性很强大,运作性能也很强大，如果能充分的利用PC软硬件资源,设计灵活和复杂的控制程序显得轻而易举。但缺点是这种控制系统不能脱离PC独立运行,所以相对来说成本会显得比其他方式更贵点。
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