[其他]通用过程控制装置和方法

说明书

本发明涉及到分布式过程控制系统，具体地说涉及到能集中完成顺序和连续的控制和数据采集的分布式过程控制系统。

过程控制技术包括将控制技术用于工业过程，以便获得所希望的性能水平和所需要的结果。过程控制技术的发展历史反映了解决特殊过程控制问题的各种各样控制技术的演变，但是，解决过程控制问题的核心集中在求得这些解决办法所利用的工具的有效性。控制技术的演变很大程度上取决于控制工具的开拓性的发展。

五十年代的工业控制行业可分成不同的两类，第一类是用继电器对马达控制的顺序控制，第二类是用气动装置检测和控制阀门和泵的连续式或调制式过程控制。由于为像马达、阀门和泵这样一些设备，而研制成的控制装置是由单独的制造厂家制造的，控制技术是独立地发展的，也就没有任何集中的必要。

由于固态技术的革命，就有可能提供依靠电子电路的控制工具。六十年代出现了逻辑控制器取代马达控制继电器，同时也出现了用电子模拟装置取代气动调制式仪器。即使采用基于类似技术基础上的控制工具，顺序和连续控制系统在供应商的装置制造工厂的行业上仍保持独立。这个期间，出现了作为数据采集和监控用的工厂计算机，然而，并不完成控制功能。

在这个阶级，总的过程管理的目标呈现在平线上，随着工厂计算机处理能力的增长，逐步显示出它们也能承担控制任务。因此，直接数字控制（DDC）计算机系统的演变，容许把控制和数据采集功能集中化，同时增加了总过程最佳化和管理的能力。一时间，这似乎就是过程控制的最终解决方案了。然而，实际使用经验证明却不是这样。综合诸多因素，便在工作中出现了将全部过程控制功能集中在一台给定的设备上（即工厂计算机上）的趋势，但系统响应时间变得不可接受。再者是难于在承担指定工厂不同部门的马达控制组和仪表工程设计组之间进行协调。第三，这种方法引出了工业部门的用语“系统失灵”，这意味着整个工厂控制系统无法工作，常常带来灾难性的后果。

七十年代中期，顺序和连续过程控制出现了根本的变化。可编程序控制器（PC）的引入，使顺序控制技术能够以表示顺序控制过程的常见的继电器梯形图的形式编制程序。这些可编程序控制器还容许以数字形式完成连续过程控制功能（本质上仍是传统地模拟）。在这个阶段，过程控制分成基本上独立的几个部份，每个部份均由一台低成本的微处理机执行过程控制。在许多独立的处理单元中的不同控制功能的分布，消除了直接数字控制系统的低灵敏度和可靠性问题。串行过程控制数据公用通道允许操作员通过彩色阴极射线管屏幕与各个过程进行联系。数据采集功能保持在独立的小型计算机中，数据端口使得分别收集的过程数据送进数据公用通道中。

这个阶段的演变提出了三个基本独立的系统，一个顺序控制用的分布系统，一个连续过程控制用的分布系统，和一个数据采集和最佳化用的中央计算机系统。每个系统都已经分别予以设计，然而没有一个是用现有的集成概念设计的，当用原来的一种控制类型时，这些系统中的每一个都是成功的。在此演变阶段重要的是应注意为实现这些系统，要求有三种不同的程序设计语言和编程序的技术。繁重的编程问题，是所有三种独立系统缺乏简单和有意义的用戶文件造成的。正是在这个发展阶段，产生了今天使用的大部份过程控制系统。