Компютърът в управлението на индустриални процеси
Предимствата от използването на компютъра в управлението на процеса са многобройни, сред които бихме могли да посочим по-голяма ефективност на операциите, по-голяма сигурност и драстично намаляване на ръчните операции.
Историческа еволюция на компютърната технология за управление, приложена към управлението на непрекъснати системи:
Развитието на компютърната технология, приложена за контрол на индустриалните процеси, получи голям тласък в края на петдесетте години поради факта, че имаше отрасли като петролните рафинерии, където процесите, които трябва да се контролират в този тип централи, са сложни. Наличните системи за контрол бяха доста ограничени, като включваха голямо количество работна сила в производствения процес, какъвто беше случаят с производството на хартия. Качеството на продукцията в много случаи зависи от опита на оператора и неговата скорост на реакция при ненормални ситуации. Трябваше да се каже полуавтоматично и полуръчно управление. Операторите са тези, които решават кои са най-подходящите контролни референции за аналоговата система за управление.
Първата работа по приложението на компютъра към индустриалния контрол се появява в статия, написана от Браун и Кембъл през 1950 година.
Браун, Г. С., Кембъл, Д. П.: Приборостроене: неговият растеж и обещание в проблема с управлението на процеса [Кафяво 50].
В тази статия има компютър, който управлява системата посредством обратна връзка и подаване. Авторите приемат, че елементите за изчисление и управление на системата трябва да бъдат аналогови изчислителни компютри, но предполагат възможното използване на цифров компютър.
Първите приложения на цифровите компютри за индустриален контрол се осъществяват в края на 50-те години. Инициативата не произхожда, както би могло да се предположи, от контролната и производствената индустрия, а от производителите на компютърни и електронни системи, търсещи нови пазари. към продукти, които не са били напълно адаптирани към военните приложения.
Първата индустриална инсталация на компютър се извършва от електроснабдителната компания "Louisiana Power and Light", която инсталира през септември 1958 г. компютър Daystrom за наблюдение на електроцентралата в Стерлинг, Луизиана. Но това не беше индустриална система за контрол. Неговата функция беше да контролира правилната работа на инсталацията.
Първият компютър, посветен на индустриалния контрол, е инсталиран в рафинерията на Порт Артур в Тексас. Компанията Texaco инсталира RW-300 от Ramo-Wooldridge. Рафинерията започва да работи под компютърно контролиран затворен кръг на 15 март 1959 г.
През годините 1957-1958 химическата компания Monsanto в сътрудничество с Ramo-Wooldridge проучва възможността за инсталиране на компютърно управление. През октомври 1958 г. те решават да внедрят система за контрол в завода в град Лулинг, посветена на производството на амоняк. Той започна да работи на 20 януари 1960 г., но те имаха големи проблеми с шума, който беше въведен в обратната връзка. Тази система, както и много други, базирани на компютъра RW-300, не осъществява директен цифров контрол върху инсталациите, но представлява надзорни системи, посветени на изчисляването на оптималните референции на аналоговите регулатори. Тази система се нарича цифрово-аналогов контрол (ЦАП) или надзорен контрол. Трябва да се отбележи, че тази схема за контрол е защитена с патент (патент EXNER), който ограничава приложението му.
През 1961 г. Монсанто започва да проектира директен цифров контрол (DCC) за завод в град Тексас и йерархична система за контрол на нефтохимичния комплекс Chocolate Bayou. При директно цифрово управление компютърът директно контролира процеса, като измерва процеса и изчислява действието, което трябва да се приложи.
Първият директен цифров контрол е инсталиран в завода за амоняк и сода на компанията Imperial Chemical Industries във Флийтууд (Обединеното кралство), като се използва компютър Ferranti Argus 200. Той започва да работи през ноември 1962 г.
Системата имаше 120 контролни вериги и измери 256 променливи. Понастоящем 98 съоръжения и 224 измервания се използват в това съоръжение на Fleetwood. По време на инсталацията старите аналогови регулатори бяха заменени от цифровия компютър, който изпълняваше същите функции.
Компютрите, използвани в началото на 60-те години, комбинират магнитни памет и програмата се съхранява на въртящи се циклични програмисти. В тези първи приложения решението на определени проблеми предполага увеличение на цената на системата. Това доведе до това, че двете основни задачи за директно цифрово управление и надзор се изпълняват на един и същ компютър.
Двете задачи работеха в много различен времеви мащаб. Задачата на директния цифров контрол трябваше да има предимство пред надзора. Разработването на програмата се извършва от високоспециализиран персонал и езикът е чист машинен код. Освен това имаше проблеми поради увеличаването на количеството код, докато капацитетът на паметта на компютрите беше доста ограничен. Което означаваше, че трябва да се изтегли част от паметта на компютъра, за да се зареди кодът за другата задача.
Подобряването на компютърните системи за управление доведе до системи, които изпълняват директно цифрово управление на компютър и на същия или друг компютър се изпълнява програма, отговорна за разработването на инструкциите.
В края на шейсетте и началото на седемдесетте миникомпютри бяха разработени и намериха голямо приложение в контрола на индустриалните процеси. След няколко години броят на компютрите, посветени на управлението на процесите, варира от 5000 през 1970 г. до 50 000 през 1975 г.
Тези миникомпютри имаха памет до 124 Kbytes, твърд диск и флопи диск устройство за съхранение.
Един компютър за един процес:
През 60-те години сложността и производителността на системите за управление се увеличиха благодарение на използването на интегрални схеми и по-специално микропроцесори.
Разработването на микропроцесора през 70-те години направи рентабилно отделянето на компютър за управление на един процес. Компютърните приложения за обработка на контрол, които преди това не бяха изгодни за инсталиране, тъй като аналоговият контрол беше много по-евтин, стават конкурентни. Дори това намаляване на разходите позволява разработването на компютърни системи за управление, отговарящи за управлението на една електрическа машина.