자동 제어의 역사적 발전

최초의 자동화 제어는 우리나라 고대의 자동화 타이머와 주전자 남차로 거슬러 올라가야 하는데, 자동화 제어 기술의 광범위한 응용은 유럽의 산업혁명 시기에 시작되었다. 영국인 와트는 증기기관을 발명하면서 피드백 원리를 적용해 1788 년 원심형 거버너를 발명했다. 부하나 증기량 공급이 변경되면 원심형 거버너는 흡기 밸브의 개방도를 자동으로 조절하여 증기기관의 회전 속도를 조절할 수 있다.

15 여 년 전 1 세대 공정 제어 시스템은 5-13 PSI 의 공압신호 표준 (공압제어 시스템 PCS, Pneumatic Control System) 을 기반으로 했습니다. 간단한 현장 조작 모드, 제어 이론이 초보적으로 형성되어 아직 통제실 개념이 없다. < P > 2 세대 프로세스 제어 시스템 (아날로그 또는 ACS,Analog Control System) 은 -1ma 또는 4-2ma 기반 전류 아날로그 신호로, 25 년 동안 전체 자동 제어 분야를 확고히 지배했습니다. 그것은 전기 자동제어 시대의 도래를 상징한다. 통제 이론은 중대한 발전을 이루었고, 3 대 통제론의 확립은 현대 통제의 기초를 다졌다. 통제실의 설립, 기능 분리를 통제하는 패턴은 지금까지 계속 사용되고 있다. < P > 제 3 세대 프로세스 제어 시스템 (CCS, Computer Control System).7 년대에 디지털 컴퓨터 응용 프로그램을 시작하여 측정, 시뮬레이션 및 논리 제어 분야에서 최초로 사용되어 제 3 세대 프로세스 제어 시스템 (CCS, Co) 을 만들었습니다. 3 세대 프로세스 제어 시스템이라고 불리는 이 혁명은 자동 제어 분야의 혁명으로, 컴퓨터의 특기를 충분히 발휘하여, 컴퓨터가 모든 일을 잘 할 수 있다는 것이 보편적으로 받아들여지고, 자연스럽게' 중앙 제어' 라는 중앙 제어 컴퓨터 시스템이 생겨났고, 시스템의 신호 전송 시스템은 여전히 대부분 4-2ma 를 사용하는 아날로그 신호라는 것을 지적해야 하는데, 얼마 지나지 않아 사람들은 통제의 집중과 신뢰성에 따라 그래서 곧 DCS (분산 제어 시스템) 로 발전했습니다. < P > 4 세대 프로세스 제어 시스템 (DCS, Distributed Control System 분산 제어 시스템): 반도체 제조 기술의 급속한 발전과 함께 마이크로프로세서의 보편적 사용, 컴퓨터 기술의 신뢰성이 크게 높아졌으며 현재는 4 세대 프로세스 제어 시스템 (DCS 또는 분산 디지털 제어 시스템) 이 널리 사용되고 있습니다. 그래서 분산 제어가 가장 중요한 특징이 되었다. 또 다른 중요한 발전은 그것들 사이의 신호 전달도 4-2ma 의 아날로그 신호에 의존하는 것이 아니라 점차 아날로그 신호를 디지털 신호로 대체한다는 것이다. < P > 5 세대 프로세스 제어 시스템 (FCS, Fieldbus Control System 필드 버스 제어 시스템): FCS 는 DCS 에서 발전하여 DCS 가 CCS 에서 발전한 것처럼 질적인 도약을 했습니다. "분산 통제" 는 "현장 통제" 로 발전했다. 데이터 전송은 "버스" 방식을 사용합니다. 그러나 FCS 와 DCS 의 진정한 차이점은 FCS 가 더 넓은 발전 공간을 가지고 있다는 것입니다. 기존 DCS 의 기술 수준은 지속적으로 향상되고 있지만 통신 네트워크의 최하위는 현장 제어 스테이션 수준에만 도달하고 있으며, 현장 제어 스테이션과 현장 테스트 장비, 실행자 간의 연결은 여전히 일대일 전송 4-2mA 아날로그 신호를 채택하고 있으며, 비용이 높고 비효율적이며 유지 관리가 어려워 현장 계측 인텔리전스의 잠재력을 발휘하지 못하고 < P > 현장 장비의 작동 상태를 종합적으로 모니터링할 수 있습니다. 필드 버스란 지능형 측정 < P > 양과 제어 장치를 연결하는 모든 디지털, 양방향 전송, 다중 노드 분기 구조를 가진 통신 링크입니다. 제인 < P > 은 단순히 기존 제어가 루프라고 말하는 반면, FCS 기술은 통신을 위해 컨트롤러, 실행기, 감지기 등과 같은 개별 모듈이 버스에 걸려 있는 것을 말합니다. 물론 전송되는 것은 디지털 신호입니다. 주요 총 < P > 선은 Profibus, LonWorks 등이 있습니다.

1, 4 년대-6 년대 초: < P > 수요 동력: 시장 경쟁, 자원 활용, 노동 강도 감소, 제품 품질 향상, 대량 생산 수요에 적응. 주요 특징: 이 단계는 주로 독립 실행형 자동화 단계이며, 주요 특징은 다양한 독립 실행형 자동화 처리 장비가 등장하고 응용 프로그램과 세로 방향의 발전을 지속적으로 확대하는 것입니다. 전형적인 성과 및 제품: 하드웨어 수치 제어 시스템의 수치 제어 기계.

2, 6 년대 중반-7 년대 초반: < P > 수요 동력: 시장 경쟁이 심화되고, 제품 갱신이 빠르고, 제품 품질이 우수하며, 대중대량 생산 수요에 적응하고 노동 강도를 줄여야 한다. 주요 특징: 이 단계는 주로 자동 생산 라인을 기반으로 합니다. 주요 특징은 독립 실행형 자동화를 기반으로 다양한 결합 기계, 조합 생산 라인이 등장하는 동시에 소프트웨어 수치 제어 시스템이 나타나 기계, CAD, CAM 등의 소프트웨어가 실제 엔지니어링 설계 및 제조에 사용되기 시작한다는 것입니다. 이 단계의 하드웨어 가공 장비는 중대량의 생산 및 가공에 적합합니다. 일반적인 성과 및 제품: 드릴, 보링, 밀링 등의 가공을 위한 자동 생산 라인입니다.

3, 7 년대 중반-지금까지: 수요 동력: 시장 환경의 변화로 다품종, 중소 양량생산 중 보편성 문제가 더욱 심각해지고, 자동화 기술이 그 폭과 깊이로 발전하도록 요구하고, 각 관련 기술을 고도로 종합하여 전반적인 성능을 발휘해야 한다. 주요 특징: 197 년대 초반 미국 학자들이 처음으로 CIM 개념을 제시한 이후 자동화 분야에 큰 변화가 일어났으며, CIM 은 철리와 방법으로 점차 받아들여지고 있다. CIM 은 또한 분산 독립 단위 자동화 기술을 최적화된 전체로 통합하는 통합적인 기술입니다. 철학이란 기업이 수요에 따라 기존의' 병목 현상' 을 분석하고 극복해 지속적으로 실력과 경쟁력을 높이는 사상 전략을 실현해야 한다는 것이다. 통합을 위한 적절한 기술로서 일반적으로 데이터 수집, 할당, * * * 향유 네트워크 및 통신 작업장 층 장비 컨트롤러; 컴퓨터 하드, 소프트웨어 사양, 표준 등 동시에, 병렬 엔지니어링은 경영 철학과 작업 모델로 198 년대 말부터 자동화 기술 분야에 적용되고 활발히 활동하며 단위 자동화 기술의 통합을 더욱 촉진할 것이다. 전형적인 성과 및 제품: CIMS 공장, 유연한 제조 시스템 (FMS). < P > 현대응용수학의 새로운 성과와 전자컴퓨터의 응용으로 우주기술의 발전에 적응하기 위해 자동제어이론이 새로운 단계인 현대제어이론으로 접어들었다. 주로 고성능, 고정밀 가변 변수 매개 변수의 최적 제어 문제를 연구합니다. 주로 상태 기반 상태 공간 방법을 사용합니다. 현재, 자동 제어 이론은 여전히 계속 발전하고 있으며, 제어론, 정보론, 바이오닉스를 기반으로 한 지능 제어 이론이 심화되고 있다. < P > 다양한 복잡한 제어 작업을 달성하기 위해서는 먼저 제어 대상 및 제어 장치를 특정 방식으로 연결하여 유기적인 총체적, 즉 자동 제어 시스템을 구성해야 합니다. 자동 제어 시스템에서 제어되는 개체의 출력량은 엄격하게 제어해야 하는 물리적 양으로 온도, 압력 또는 비행 트랙과 같은 일정한 값을 유지하도록 요구할 수 있습니다. 제어 장치는 제어 대상에 대한 제어 역할을 하는 기관의 전체로, 제어 대상을 다른 원리와 방식으로 제어할 수 있지만 가장 기본적인 것은 피드백 제어 원리에 기반한 피드백 제어 시스템입니다. < P > 피드백 제어 시스템에서 제어 장치가 제어 대상 장치에 가하는 제어 역할은 제어 대상 피드백 정보에서 가져온 것으로, 제어량과 제어량 간의 편차를 지속적으로 수정하여 제어 대상 제어 작업을 달성하는 데 사용됩니다. 이것이 피드백 제어의 원리입니다.