Quá trình phát triển củaHệ thống kiểm soát an toànChủ yếu phụ thuộc vào quá trình phát triển của đơn vị kiểm soát logic. Sự phát triển của đơn vị kiểm soát logic đã trải qua một quá trình từ đơn giản đến phức tạp, từ cấp thấp đến cấp cao, giống như sự chủ trì của con người. Từ các rơle đơn giản đến các hệ thống logic mạch trạng thái rắn, và sau đó đến các hệ thống điều khiển an toàn với bộ vi xử lý làm lõi.
Sự ra đời của rơle vào năm 1863 đã hình thành hệ thống kiểm soát an toàn đầu tiên trên thế giới với rơle làm thành phần cốt lõi. Hệ thống kiểm soát an toàn này đã kéo dài hơn 100 năm cho đến năm 1969 khi Tập đoàn Thiết bị Kỹ thuật số Hoa Kỳ (DEC) phát triển PLC PDP-14 đầu tiên trên thế giới, tạo ra một kỷ nguyên mới sử dụng các phương pháp lập trình để kiểm soát công nghiệp. Năm 1975, Honeywell lần đầu tiên ra mắt hệ thống điều khiển phân tán (DCS) đầu tiên, cụ thể là hệ thống TDC-2000, dựa trên các vấn đề của PLC để kiểm soát rời rạc. Kể từ đó, hướng phát triển của hệ thống điều khiển đã được chia thành hai dòng: quá trình phát triển của hệ thống điều khiển PLC; Quá trình phát triển của hệ thống kiểm soát DCS.
Phát triển hệ thống kiểm soát PLC
Theo công suất, các điểm I/O và tốc độ quét của PLC, quá trình phát triển của PLC có thể được chia thành ba giai đoạn.
Giai đoạn 1: Công suất PLC nhỏ, các điểm I/O nhỏ hơn 120 điểm và tốc độ quét là 20 đến 50 ms/kb. Hệ thống điều khiển PLC ở giai đoạn này chỉ có một số hoạt động logic đơn giản, thời gian và các chức năng đếm.
Giai đoạn 2: Công suất PLC đã được mở rộng, các điểm I/O đã đạt 512 đến 1 024 điểm và tốc độ quét là 5 đến 6 ms/kb. Tại thời điểm này, ngoài các chức năng của hệ thống điều khiển PLC trong giai đoạn đầu tiên, hệ thống điều khiển PLC cũng đã thêm các hướng dẫn hoạt động số học, hướng dẫn so sánh, điều khiển số lượng tương tự và ngôn ngữ lập trình sơ đồ thang.
Giai đoạn 3: Với sự mở rộng liên tục của thang đo các mạch tích hợp, các hệ thống điều khiển PLC bao gồm các bộ vi xử lý 16 bit và 32 bit đã được phát triển thêm. Tại thời điểm này, công suất PLC rất lớn và các điểm I/O của các hệ thống điều khiển PLC lớn đạt 4.000 đến 8.000 điểm, với tốc độ quét 0,47ms/kb. Trên cơ sở giai đoạn thứ hai, các hướng dẫn vận hành dấu phẩy động số học, hướng dẫn chức năng điều chỉnh PLC, hướng dẫn chức năng cấu hình đồ họa, mạng, hướng dẫn giao tiếp và ngôn ngữ chức năng tuần tự đã được thêm vào.
Phát triển hệ thống kiểm soát DCS
Vì Honeywell đã phát triển DCS đầu tiênhệ thống điều khiểnNăm 1975, khi các yêu cầu của mọi người đối với DC tiếp tục tăng, sự phát triển của hệ thống kiểm soát DCS đã trải qua 4 thế hệ.
Thế hệ đầu tiên: Ra mắt từ năm 1975 đến 1980, trọng tâm thiết kế của hệ thống điều khiển DCS tại thời điểm này là Trạm kiểm soát hiện trường. Các hệ thống được phát triển bởi các công ty khác nhau đều sử dụng các bộ vi xử lý tiên tiến nhất để tạo thành trạm điều khiển hiện trường. Các DC của giai đoạn này rất gần với hệ thống điều khiển thiết bị về chức năng.
Thế hệ thứ hai: Ra mắt vào khoảng 1980-1985, nó đã giới thiệu mạng lưới khu vực địa phương làm xương sống hệ thống, bắt đầu thoát khỏi ảnh hưởng của điều khiển thiết bị và dần dần chuyển sang hệ thống máy tính. Tại thời điểm này, hệ thống điều khiển DCS có các chức năng đầy đủ hơn và đã nhận ra một số kiểm soát tối ưu hóa và quản lý sản xuất. Đồng thời, mọi người có thể tìm hiểu thêm về thông tin trang web và thông tin hệ thống kiểm soát trong phòng điều khiển.
Thế hệ thứ ba: Được đánh dấu bởi loạt I/A do Foxboro ra mắt vào năm 1987. Tất cả các nhà sản xuất đã áp dụng năm ngôn ngữ cấu hình được xác định bởi IEC61131-3 trong cấu hình, khắc phục hiện tượng "Đảo tự động hóa" xuất hiện trong thế hệ sản phẩm thứ hai và thực hiện kết nối dữ liệu giữa các sản phẩm được sản xuất bởi các nhà sản xuất.
Thế hệ thứ tư: xuất hiện vào đầu những năm 1990. Hệ thống điều khiển DCS tại thời điểm này được đặc trưng bởi quản lý và kiểm soát tích hợp. Nó cũng có thể giải quyết việc quản lý tập trung của hệ thống DCS và quản lý và truyền thông thông tin.
