自动化(Automation)是指机器设备、系统或过程(生产、管理过程)在没有人或较少人的直接参与下,按照人的要求,经过自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制,实现预期的目标的过程。自动化技术广泛用于工业、农业、军事、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务和家庭等方面。采用自动化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来,而且能扩展人的器官功能,极大地提高劳动生产率,增强人类认识世界和改造世界的能力。因此,自动化是工业、农业、国防和科学技术现代化的重要条件和显著标志。
在工业自动化领域,PLC和工控机是人们不得不提的两类控制设备,它们是大多数自动化系统的基础设备。PLC和工控机的最新技术发展是工程师对设备应用性能要求的完美体现:控制器的硬件标准化,以及用户的各种控制要求通过软件来进行改变。
PLC就是一种利用计算机原理为顺序控制专门设计的、通用的、使用方便的装置。它采用了专用设计的硬件,而使用性能都是通过控制程序来确定的。
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工控机则是利用了个人计算机的PCI总线和PC/104总线、采用功能板卡扩展控制I/O点来实现计算机控制的一种方便的控制设备。它具有工业现场应用特性,同时又极大地利用了PC机的软件环境,用户可以方便地选择各制造商提供的产品。
PLC和工控机目前的技术发展水平已大大超过其出现时技术水平,并各自定位在不同的层面。PLC适合低成本自动化项目和作为大型DCS系统的I/O站,工控机在中规模小范围自动化工程中有很好的性能价格比,当然这种定位也不是绝对的。据预测,2000年我国工业自动化的市场规模达170亿至207亿人民币,其中工控机占40亿左右、PLC占30亿左右,再加上DCS系统、FCS系统和NCC系统(占60亿)中使用的PLC和工控机,可以看出其在工业自动化领域中举足轻重的作用。这两类控制设备在各领域的自动化中扮演了不可缺少的角色。图1给出了某自来水厂工业控制系统的典型结构图,其中采用了PLC作为I/O控制站、工控机作为监控机。