PC控制的发展的背景

2021-06-28 13:20:40 admin 3

PC控制的发展的背景

   1981年IBM推出了个人电脑PC机,使用的操作系统是由微软推出的标准磁盘操作系统(DOS)。PC是一种通用计算机,其成本远远低于当时流行的小型计算机。从硬件的视角看,PC的架构为扩展卡提供了开放的硬件总线,这大大激发了大量开发人员的创新和创造力;而从软件的视角看,操作系统的开放性为各个应用领域的开发人员提供了适应各种场景应用程序开发的机会。换言之,PC平台的开放性极大地扩展了各类可资运用的应用程序,释放了广大科技人员的创造力,并创建了一个软件开发的生态系统,服务于各种需求。因此可以毫不夸大地说,随着PC机的诞生,开启了计算机应用的新的革命,也促使工业自动化领域因此大大受益。

PC控制

   随着个人计算机和DOS操作系统的逐渐普及,出现了第三方的图形图像软件,涌现了一些以开发图形显示的新公司,其中包括Intellution、Iconics和USDATA。1985年问世的微软Windows操作系统对工业自动化产生意义深远的影响。Dennis Morin在1987年创建了Wonderware公司,主导开发在Windows操作系统环境下的人机界面软件InTouch,目标是让操作人员能够方便而有效率地监控操作过程,还增加了一些附加的性能和对IT技术和业务系统的开放接口。这一软件产品的推出标志着微软的工业软件革命为第三方的开发者开启了离散制造工业和流程工业的控制系统架构的转向。甚至在发展的初期,流程工业并不看好这一方案,认为并不适合流程工业的要求,但时间和应用是最好的评判,最后这一趋势还是以优秀的性价比淘汰了DCS原有的专用操作员控制台。

   与此同时,在1985年还出现了PC控制这一重要方向。当时的PC控制基本上就是利用个人电脑运行控制程序和流程显示程序,有的是运行主要用于流程行业的PID控制程序,也有的是运行PLC的控制逻辑程序和顺序控制程序;而I/O则采用插在PC总线上的扩展板,可以是开关量输入/输出,也可以是模拟量输入/输出。不论是DOS或者Windows操作系统,因为不能满足实时控制和时间确定性控制的要求,真正能够实用的PC控制还必须对操作系统进行改造,或者采用专门的实时操作系统,例如Windows CE嵌入式操作系统的通用平台。另外,将IBM PC板的设计和芯片组发展为许多不同的背板总线如PC104、VME总线和PCI等。这样一来便允许控制软件驻留在嵌入式系统中,并可取得更好的控制方法。

   显然,这类系统的优势与劣势同样明显。优势是随着PC机的成本越来越低,采用PC控制的成本也随之下降;控制与流程显示集中在一台PC机中,不像PLC如要配备流程显示,必须另外选用由PC机做流程显示,或专门的HMI设备。劣势是PC机并不能在严酷的工业环境下使用,其电磁兼容性、环境适应性等远不能满足工业应用的要求,如果改用工业PC机(IPC),其成本优势将不复存在;另外,其实时性和时间确定性如果没有好的解决方案,将大大限制其可以运用的范围。

   这里附加一个小小的插曲。在PC机诞生之前,PC的缩写专指可编程控制器(Programmable Controller)。可是在PC机诞生以后,由于它的通用性覆盖包括科学技术、工业、商业、运输业,乃至教育、文化、办公管理等所有的领域,影响面之大和强势逼迫可编程控制器不得不更名为PLC可编程逻辑控制器,把PC这个响亮的名字拱手相让于个人电脑。这事情发生在上世纪80年代的中期。