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更高的可靠性:云计算平台拥有冗余基础设施,这意味着即使发生硬件故障,服务器也可以保持在线。

来源:24直播网
云计算平台拥有冗余基础设施

随着企业对云计算的采用不断增加,可靠性已成为一个至关重要的考虑因素。云计算平台通过提供冗余基础设施,确保即使在发生硬件故障的情况下,服务器也能保持在线,从而提供了更高的可靠性。

冗余基础设施

冗余基础设施是指拥有多余组件的系统,如果其中一个组件发生


谁对监控了解啊?

监控系统是安防系统中应用最多的系统之一,现在市面上较为适合的工地监控系统是手持式视频通信设备,视频监控现在是主流。 从最早模拟监控到前些年火热数字监控再到现在方兴未艾网络视频监控,发生了翻天覆地变化。 在IP技术逐步统一全球今天,我们有必要重新认识视频监控系统发展历史。 从技术角度出发,视频监控系统发展划分为第一代模拟视频监控系统(CCTV),到第二代基于“PC+多媒体卡”数字视频监控系统(DVR),到第三代完全基于IP网络视频监控系统(IPVS)。 T-100H型手持式现场直播仪是集视频采集、无线网络传输、LED强光照明、GPS定位、语音对讲等功能为一体的便携式实时图像和视频传输设备。 产品采用国内独创的3G编码传输技术和远程无线通信技术,配合性能稳定的高速服务器和先进的电脑/智能手机无线视频观看平台,画质清晰,视频流畅,是建筑施工、路桥建设、装修装饰、水利工程等户外施工行业极佳的远程高效沟通和管理工具。 [1]产品具有携带方便、重量轻、操作简单的特点。 全部操作一键式设计,便捷的智能化接口与电脑通讯,方便数据上传下载。 支持中国电信EVDO 3G网络和中国联通WCDMA 3G网络,只要是3G网络覆盖的地方,都可以使用本产品进行实时视频/图像传输和远程高效沟通与管理。 (1)解决了作业点多、地点分散问题而导致的远程管理问题,不用去现场就可以掌控工地细节。 (2) 解决了作业点多、地点分散问题而导致的远程沟通协调问题,不用去现场就可以了解工地情况。 (3) 现场作业人员一有需要,随时开机,让项目经理或施工技术指导人员能够实时看到视频,发现问题,解决问题。 (4) 工地现场与建设、监理、设计等单位的协调机制十分顺畅,施工的质量有了一定的保障。 (5) 工地现场与土建、材料、工程机械等相关其它单位的沟通机制非常顺利,施工的进程和效率极大提高。 (6) 突发事件指挥部第一时间通过手机或电脑看到现场视频,迅速作出抉择。 沟通的环节简单、直接、高效。 基本资料球机类型:红外高速球通信方式:RS-485总线通信协议:PELCO-D,PELCO-P等多种协议。 通信波特率:1200bps / 2400bps / 4800bps / 9600bps /bps自动归位功能:根据用户设定的时间,自动回到设定位置.自动控制红外灯:根据摄像机焦距的大小自动调节运动速度遮蔽区:可选(可设定2个遮蔽区域)轨迹记忆功能:记忆1条88秒巡视预置点:8组(每组16个预置点,共128个预置点)预置点的停留时间:1-60级随意设定.A-B两点扫描:任意设定A-B两点扫描速度:1-64级水平转动速度:1-180度/每秒(1-64级随意设定)水平转动范围:360度垂直速度:1-180度/每秒(1-64级随意设定)垂直转动范围:90度(俯仰范围)自动翻转功能:二级分段控制.一级水平180度,(二级垂直90度 可选)高速球的通信地址:256个地址,通过软件设置OSD菜单:通过OSD菜单对摄像头的各种参数进行设置.红外灯:大功率?10=8颗,?8=35颗,?5=8颗.红外灯开启:0LUX 供电电压:DC12V 5A (DC12V-14V范围)产品功率消耗量:小于13W(配SONY一体机)环境工作温度:室内型(0度到正40度);需求要求室外型(零下40度到正60度) 恒温装置内置风扇 摄像机兼容支持各种品牌摄像机型号 外壳两层金属铝合金外壳,防水等级达IP66 *报警装置可选(4路输入2路输出)一体机需选配带ICR功能3发展编辑第一代传统模拟闭路视监控系统(CCTV):依赖摄像机、线缆、录像机和监视器等专用设备。 例如,摄像机通过专用同轴缆输出视频信号。 缆连接到专用模拟视频设备,如视频画面分割器、矩阵、切换器、卡带式录像机(VCR)及视频监视器等。 模拟CCTV存在大量局限性:有限监控能力只支持本地监控,受到模拟视频缆传输长度和缆放大器限制。 有限可扩展性系统通常受到视频画面分割器、矩阵和切换器输入容量限制。 录像负载重用户必须从录像机中取出或更换新录像带保存,且录像带易于丢失、被盗或无意中被擦除。 录像质量不高是主要限制因素。 录像质量随拷贝数量增加而降低。 第二代当前“模拟-数字”监控系统(DVR):“模拟-数字”监控系统是以数字硬盘录像机DVR为核心半模拟-半数字方案,从摄像机到DVR仍采用同轴缆输出视频信号,通过DVR同时支持录像和回放,并可支持有限IP网络访问,由于DVR产品五花八门,没有标准,所以这一代系统是非标准封闭系统,DVR系统仍存在大量局限。 复杂布线“模拟-数字”方案仍需要在每个摄像机上安装单独视频缆,导致布线复杂性。 有限可扩展性DVR典型限制是一次最多只能扩展32个摄像机。 有限可管理性您需要外部服务器和管理软件来控制多个DVR或监控点。 有限远程监视/控制能力您不能从任意客户机访问任意摄像机。 您只能通过DVR间接访问摄像机。 磁盘发生故障风险与RAID冗余和磁带相比,“模拟-数字”方案录像没有保护,易于丢失。 第三代未来完全IP视频监控系统IPVS:全IP视频监控系统与前面两种方案相比存在显著区别。 该系统优势是摄像机内置Web服务器,并直接提供以太网端口。 这些摄像机生成JPEG或MPEG4数据文件,可供任何经授权客户机从网络中任何位置访问、监视、记录并打印,而不是生成连续模拟视频信号形式图像。 全IP视频监控系统是它的巨大优势。 简便性-所有摄像机都通过经济高效有线或者无线以太网简单连接到网络,使您能够利用现有局域网基础设施。 您可使用5类网络缆或无线网络方式传输摄像机输出图像以及水平、垂直、变倍(PTZ)控制命令(甚至可以直接通过以太网供)。 强大中心控制-一台工业标准服务器和一套控制管理应用软件就可运行整个监控系统。 易于升级与全面可扩展性-轻松添加更多摄像机。 中心服务器将来能够方便升级到更快速处理器、更大容量磁盘驱动器以及更大带宽等。 全面远程监视-任何经授权客户机都可直接访问任意摄像机。 您也可通过中央服务器访问监视图像。 坚固冗余存储器-可同时利用SCSI、RAID以及磁带备份存储技术永久保护监视图像不受硬盘驱动器故障影响。 安防系统监控系统发展至今,除了监控技术不断革新,监控产品也开始与其他产品组成强大的安防监控系统,该系统利用电子围栏将受监控区域围成封闭区域,电子围栏具备了阻拦和警报系统,是一种主动入侵防越围栏,对入侵企图做出反击,击退入侵者,延迟入侵时间,并且不威胁人的性命,一旦有人入侵,系统启动报警,监控系统也同时监控,并把入侵信号发送到安全部门监控设备上,以保证管理人员能及时了解报警区域的情况,快速的作出处理。 [1]发展方向随着网络技术、识别技术、微电子技术、编解码技术、操作系统技术等的发展将使得嵌入式DVR向着智能化、集成化、无线化、高清晰化、个性化、互动化方向发展。 [2]1、硬件处理速度更快,存储时间更长 随着芯片技术的发展,更高性能的中央处理器让DVR的速度更快,功能更加强大。 从早期的CIF硬盘录像机,D1硬盘录像机,960H硬盘录像机,混合式硬盘录像机,HD-SDI硬盘录像机。 另外随着对高清化的趋势,存储的需求也在增加,DVR硬盘管理技术也在提升。 基本上DVR可能会支持更多的硬盘接口,支持RAID技术,支持DAS、SAN、NAS等存储技术的兼容。 2、编码方式更加先进市面上主流的DVR采用的压缩技术有MPEG-4、H.264、M-JPEG。 MPEG-4、H.264是国内最常见的压缩方式,而H.264因其更切合网络传输的要求已成为主流。 今后为了使嵌入式DVR具有更广泛的适用性,各种算法的统一将是未来发展的趋势,但这种统一不是以国内哪个企业的标准为标准,而需要广泛的政府职能部门与DVR产业链上的各类企业的广泛参与。 例如,我国具备自主知识产权的AVS压缩算法,还有H.265压缩算法,相对于H.264在很多方面有了革命性的变化。 3、智能化是重要发展方向 从技术角度来讲,智能化是一个重要的发展方向,只有通过智能分析技术对视频信息管理才能够把人的工作从繁复的事务中解脱出来。 其实,实时监控、预警、信息的处理、检索等方面的功能都需要智能技术应用。 虽然在短时间内还难以完全实现智能分析技术的管理,但是技术已经可以在某种程度上实现半自动的监控智能,在大部分的情况下利用智能分析技术能够完成大部分工作,工作人员能够集中到管理和协调处理方面,这是现阶段一个比较好的应用方式。 智能化方面来说,市场需求很强。 很多厂商都推出了带有智能分析技术的DVR.。 现在最好的智能分析技术也没有100%的准确率,技术方面还需要很大的突破和进步才能满足市场的应用。 4组成编辑一般的监控系统组成主要包括,前端部分:摄像机,镜头,红外灯,云台,智能球形摄像机,支架等。 传输部分:视频线,电源线,控制线等。 控制部分:视频分配器,监视器,显示器,大屏幕拼接电视墙,硬盘录像机,矩阵主机等远程拓展系统IP监控,远程监控,网络监控,视频会议等技术交流监控不单纯指闭路电视监控系统,但传统意义上说的监控系统系统由前端摄像机(包括:半球摄像机、红外摄像机、一体机等)加中端设备(光端机、网络视频服务器等)加后端设备主机(硬盘录像机、IP-SAN、矩阵等)组成。 5闭路系统编辑简介闭路监控系统可以实时监看记录重要场所的人员出入情况,闭路监控系统结合一些探测器及报警设备提供了一种有效的保安系统。 探测器可以及时检测到匪情、火情等意外情况,及时发出警报通知保安人员采取相应措施,真实记录现场,并且可通过自动拨号和语音系统向公安机关、消防机关自动报警。 监控系统概念在监控系统中,闭路监控系统图象的传输是整个系统的一个至关重要的环节,选择何种介质和设备传送图像和其它控制信号将直接关系到监控系统的质量和可靠性。 监控系统设计要求在进行闭路监控系统设计的时候,依照用户对该闭路监控系统的基本需求,本着架构合理、安全可靠、产品主流、低成本、低维护量作为出发点,并依此为用户提供先进、安全、可靠、高效的闭路监控系统解决方案。 架构合理:就是要采用先进合理的技术来架构系统,使整个系统安全平稳的运行,并具备未来良好的扩展条件。 稳定性和安全性:这是用户最关心的问题,只有稳定运行的系统,才能确保贵单位闭路监控系统平稳运行。 系统的技术先进性是系统高性能的保证和基础,同时可有效地减少使用人员和系统维护人员的麻烦。 良好的可扩展性则是为了用户的发展考虑。 特点一、可以将监控到的图像内容保存在硬盘内、刻录在光碟中或保存在后备存储设备中,作为档案资料使用。 二、克服了很多的人体功能不足,例如:监控设备可以一日24小时的不间断工作。 三、可以实现和其它安全保护系统联动报警功能,及时的发现险情无线通信的设计实现无线通信的设计相对于监测站而言较简单,有许多现有的产品和通信系统可以利用,重点只是在于从多种实现方式中作出最优的选择。 常用的实现方式有:利用现有的通信网络(GSM/GPRS、CDMA移动网等)和相应的无线通信产品;通过无线收发设备,如无线Modem,无线网桥等专门的无线局域网;利用收发集成芯片在监测站端实现电路板级与监控中心的无线通信。 利用网络实现无线通信现有的通信网络较多,按业务建网是3G以前通信网络的特点,无线网络也不例外。 设计无线远程监控系统可以借用的无线网络主要有:全球数字移动电话系统(GSM)、通用分组无线业务(GPRS)、采用码分多址(CDMA)技术的移动网、蜂窝式数字分组数据(CDPD)系统。 GSM(Globem System for Mobile)是全球最主要的2G标准,能够在低服务成本、低终端成本条件下提供较高的通信质量。 就其业务而言,GSM是一个能够提供多种业务的移动ISDN(Integrated Services Digital Network,综合业务数字网络)。 GPRS(General Packet Packet Radio Service)在现有的GSM网络基础上增加一些硬件设备和软件升级,形成一个新的网络逻辑实体。 它以分组交换技术为基础,采用IP数据网络协议,提高了现有的GSM网的数据业务传输速率,最高可达170kb/s。 GPRS把分组交换技术引入现有GSM系统,使得移动通信和数据网络合二为一,具有“极速传送”、“永远在线”、“价格实惠”等特点。 CDMA(Code Division Multiple Access)网络采用扩展频谱技术,使用多种分集接收方式,使其具有容量大、通信质量好、保密性高和抗干扰能力强等特点。 CDPD(Cellular Digital Data)无线移动数据通信基于数字分组数据通信技术,以蜂窝移动通信为组网形式,是数据朎与移动通信的结合物。 这种通信方式基于TCP/IP,系统结构为开放式,提供同层网络无缝连接和多协议网络服务。 CDPD网络具有速度快、数据安全性高等特点,可与公用有线数据网络互联互通,非常适合传输实时、突发性和在线数据。 对使监控中心与监测站间的无线通信能利用现有的网络,对于特定的无线网需用相应的接入设备。 这类设备市面上有现成的产品可供选择。 接入GSM网络的通信模块有西门子的SIEMENS TC35i,接入GPRS可用西门子的MC35GPRS模块,接入CDMA网络的有华立H110CDMA模块和AnyDATA公司的CDMA Modem(DTS-800/1800),遵循CDPD方式的无线调制解调器(Modem)有OmniSky和NovatelMinstrel。 利用现有的网络组建无线远程监控系统,网络连接如图1所示。 其中无线接入模块产品一般都提供有RS232作为外通信接口,有些天线是内置的。 利用现有的网络覆盖面广和可漫游等特点,使监测站和控制中心的位置不受距离的限制;但由于利用公网,安全性会有所降低。 利用芯片实现无线通信前两种组网方式的一个特点是采用现有的网络系统和产品,无线通信部分不须专门开发,实现较为容易。 但由于所购买的产品均是独立器件,使整个系统特别是监测站一端结构复杂、体积庞大,往往在系统推广时会带来不利,且外购产品会增加系统的成本。 若能将外购产品的功能与监测站集成在一起,在电路板级实现,将可以避免上述不利因素;但这会增加系统开发的难度,延长研制周期。 须权衡利弊,根据项目组的开发实力和系统生命周期作最有利的选择。 采用此方法设计监测站需要实现的部分只是图1、2和3中的无线通信接口(可参看本文的网络版全文)。 这部分的硬件实时框图以及处理器、存储器的关系大致如图4所示。 各个子模块都有多种芯片可供选择,比如射频前端可用ML2751和RTF6900,实现调制/解调的有ML2722,扩频、解扩可用LD9002DX2和Stel-2000A等。 主要优点表现1.技术成熟、稳定性高。 一线通监控传输是基于有线电视技术研发的。 有线电视技术在中国应用已经有二、三十年的历史了,其稳定、可靠性有目共睹。 2.传输距离远,图像清晰度好。 图像质量达到4.5级以上国家标准。 3.强抗干扰、适用广泛。 采用载波高频传输方式能有效抑制共模干扰和电磁干扰,即使在电厂、煤矿等电磁环境恶劣环境也能保证图像质量。 4.布线简单、线缆利用率高。 5.施工简单、维护方便,大量节省材料成本及施工费用。 6.扩展简单(无需重新布线,只需将新的信号输入即可)。 7.数据调制、双向传输。 控制信号采用FSK数据调制技术,与摄像机回传视频信号在同一根电缆中双向传输,控制信号采用中频调制稳定可靠。 8.功能强大、 全面兼容监控、报警、广播,多功能双向传输的平台.9.取电方便。 供电方式采用AC220V交流电源供电或AC60V集中从机房供电。 简介在一个监控系统进入调试阶段、试运行阶段以及交付使用后,有可能出现这样那样的故障现象,如:不能正常运行、系统达不到设计要求的技术指标、整体性能和质量不理想,亦即一些“软毛病”。 这些问题对于一个监控工程项目来说,特别是对于一个复杂的、大型的监控工程项目来说,是在所难免的。 电源故障电源不正确大致有如下几种可能:供电线路或供电电压不正确、功率不够(或某一路供电线路的线径不够,降压过大等)、供电系统的传输线路出现短路、断路、瞬间过压等。 特别是因供电错误或瞬间过压导致设备损坏的情况时有发生。 因此,在系统调试中,供电之前,一定要认真严格地进行核对与检查,绝不应掉以轻心。 线路故障若处理不好,特别是与设备相接的线路处理不好,就会出现断路、短路、线间绝缘不良、误接线等导致设备的损坏、性能下降的问题。 在这种情况下,应根据故障现象冷静地进行分析,判断在若干条线路上是由于哪些线路的连接有问题才产生那种故障现象。 这样就会把出现问题的范围缩小了。 特别值得指出的是,带云台的摄像机由于全方位的运动,时间长了,导致连线的脱落、挣断是常见的。 因此,要特别注意这种情况的设备与各种线路的连接应符合长时间运转的要求。 设备质量问题从理论上说,各种设备和部件都有可能发生质量问题。 但从经验上看,纯属产品本身的质量问题,多发生在解码器、电动云台、传输部件等设备上。 值得指出的是,某些设备从整体上讲质量上可能没有出现不能使用的问题,但从某些技术指标上却达不到产品说明书上给出的指标。 因此必须对所选的产品进行必要的抽样检测。 如确属产品质量问题,最好的办法是更换该产品,而不应自行拆卸修理。 除此之外,最常见的是由于对设备调整不当产生的问题。 比如摄像机后截距的调整是非常细致和精确的工作,如不认真调整,就会出现聚焦不好或在三可变镜头的各种操作时发生散焦等问题。 另外,摄像机上一些开关和调整旋钮的位置是否正确、是否符合系统的技术要求、解码器编码开关或其它可调部位设置的正确与否都会直接影响设备本身的正常使用或影响整个系统的正常性能智能编辑智能监控是嵌入式视频服务器中,集成了智能行为识别算法,能够对画面场景中的人或车辆的行为进行识别、判断,并在适当的条件下,产生报警提示用户。 行业里有种观点,“安防监控,IP是高清化前提,而高清又是智能化基础”,对于这点,我们可以理解为行业高清是以IPC方式为主,即便近两年吵得热火朝天的HD-SDI高清方案,但也是小范围的应用,而智能视频分析与智能控制需要高清的视频源作为采集与分析样本,所以,也可以这样认为,智能化将是安防最高端的发展方向。 [7]

单点故障详细描述

为了增强客户端安全(Client Security)的容错能力,一种策略是采用重复部署硬件配置。 这种方法意味着在关键系统中安装备份组件,以便在主组件出现故障时,系统仍能继续运行。 例如,如果数据输入/输出(I/O)路径或服务器(包括计算机、网络或存储设备)的物理硬件组件发生故障,备用的硬件设置可以接手工作。

冗余硬件的种类多样,包括双电源系统,确保电力供应的稳定性;双网络适配器,以提供多个网络连接路径;以及RAID磁盘阵列,通过数据镜像或条带化来提高数据的可靠性和可用性。 这些冗余组件的选择和配置取决于具体的应用场景和需求,它们旨在减少单一故障点对整体系统的影响。

硬件供应商通常会将冗余硬件作为他们存储解决方案的一部分,以提升客户系统的健壮性。 通过这样的设计,即使某个硬件组件出现故障,系统的正常运作仍然得到保障。

扩展资料

单点故障(single point of failure),从英文字面上可以看到是单个点发生的故障,通常应用于计算机系统及网络,这也是在设计IT基础设施时应避免的。

什么是PAC,PLC,DCS

PACPAC的概念是由ARC咨询集团的高级研究员Craig Resnick提出的,在谈到创造这个新名词的意义时,他认为,“PLC在市场相当活跃,而且发展良好,具很强的生命力。 然而,PLC也正在许多方面不断改变,不断增加其魅力。 自动化供应商正不断致力于PLC的开发,以迎合市场与用户需求。 功能的增强促使新一代系统浮出水面。 PAC基于开放的工业标准、具多领域功能、通用的开放平台以及高性能。 ARC创造了这个词,以帮助用户定义应用需要,帮助制造商在谈到其产品时能更清晰。 ”PAC的概念定义为:控制引擎的集中,涵盖PLC用户的多种需要,以及制造业厂商对信息的需求。 PAC包括PLC的主要功能和扩大的控制能力,以及PC-based控制中基于对象的、开放数据格式和网络连接等功能。 PAC基本要求:◆多域功能(逻辑、运动、驱动和过程)——这个概念支持多种I/O类型。 逻辑、运动和其他功能的集成是不断增长的复杂控制方法的要求◆单一的多学科开发平台——单一的开发环境必须能支持各种I/O和控制方案◆用于设计贯穿多个机器或处理单元的应用程序的软件工具——这个软件工具必须能适应分布式操作◆一组de facto网络和语言标准——这个技术必须利用高投入技术◆开放式、模块化体系结构——设计和技术标准与规范必须是在实现中开放的、模块化的和可结合的PLC 1、PLC即可编程控制器(Programmable logic Controller,是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。 在1987年国际电工委员会(International Electrical Committee)颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义:“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。 它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。 PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则而设计。 ”PLC的特点2.1可靠性高,抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关键性能。 PLC由于采用现代大规模集成电路技术,采用严格的生产工艺制造,内部电路采取了先进的抗干扰技术,具有很高的可靠性。 例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。 一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。 从PLC的机外电路来说,使用PLC构成控制系统,和同等规模的继电接触器系统相比,电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一,故障也就大大降低。 此外,PLC带有硬件故障自我检测功能,出现故障时可及时发出警报信息。 在应用软件中,应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序,使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。 这样,整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。 2.2配套齐全,功能完善,适用性强PLC发展到今天,已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。 可以用于各种规模的工业控制场合。 除了逻辑处理功能以外,现代PLC大多具有完善的数据运算能力,可用于各种数字控制领域。 近年来PLC的功能单元大量涌现,使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。 加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展,使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。 2.3易学易用,深受工程技术人员欢迎PLC作为通用工业控制计算机,是面向工矿企业的工控设备。 它接口容易,编程语言易于为工程技术人员接受。 梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近,只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。 为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。 2.4系统的设计、建造工作量小,维护方便,容易改造PLC用存储逻辑代替接线逻辑,大大减少了控制设备外部的接线,使控制系统设计及建造的周期大为缩短,同时维护也变得容易起来。 更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。 这很适合多品种、小批量的生产场合。 2.5体积小,重量轻,能耗低以超小型PLC为例,新近出产的品种底部尺寸小于100mm,重量小于150g,功耗仅数瓦。 由于体积小很容易装入机械内部,是实现机电一体化的理想控制设备。 3. PLC的应用领域目前,PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业,使用情况大致可归纳为如下几类。 3.1开关量的逻辑控制这是PLC最基本、最广泛的应用领域,它取代传统的继电器电路,实现逻辑控制、顺序控制,既可用于单台设备的控制,也可用于多机群控及自动化流水线。 如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。 3.2模拟量控制在工业生产过程当中,有许多连续变化的量,如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。 为了使可编程控制器处理模拟量,必须实现模拟量(Analog)和数字量(Digital)之间的A/D转换及D/A转换。 PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块,使可编程控制器用于模拟量控制。 3.3运动控制PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。 从控制机构配置来说,早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构,现在一般使用专用的运动控制模块。 如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。 世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能,广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。 3.4过程控制过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。 作为工业控制计算机,PLC能编制各种各样的控制算法程序,完成闭环控制。 PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。 大中型PLC都有PID模块,目前许多小型PLC也具有此功能模块。 PID处理一般是运行专用的PID子程序。 过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。 3.5数据处理现代PLC具有数学运算(含矩阵运算、函数运算、逻辑运算)、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能,可以完成数据的采集、分析及处理。 这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较,完成一定的控制操作,也可以利用通信功能传送到别的智能装置,或将它们打印制表。 数据处理一般用于大型控制系统,如无人控制的柔性制造系统;也可用于过程控制系统,如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。 3.6通信及联网PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。 随着计算机控制的发展,工厂自动化网络发展得很快,各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能,纷纷推出各自的网络系统。 新近生产的PLC都具有通信接口,通信非常方便。 4. PLC的国内外状况世界上公认的第一台PLC是1969年美国数字设备公司(DEC)研制的。 限于当时的元器件条件及计算机发展水平,早期的PLC主要由分立元件和中小规模集成电路组成,可以完成简单的逻辑控制及定时、计数功能。 20世纪70年代初出现了微处理器。 人们很快将其引入可编程控制器,使PLC增加了运算、数据传送及处理等功能,完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。 为了方便熟悉继电器、接触器系统的工程技术人员使用,可编程控制器采用和继电器电路图类似的梯形图作为主要编程语言,并将参加运算及处理的计算机存储元件都以继电器命名。 此时的PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。 20世纪70年代中末期,可编程控制器进入实用化发展阶段,计算机技术已全面引入可编程控制器中,使其功能发生了飞跃。 更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。 20世纪80年代初,可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。 这个时期可编程控制器发展的特点是大规模、高速度、高性能、产品系列化。 这个阶段的另一个特点是世界上生产可编程控制器的国家日益增多,产量日益上升。 这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。 20世纪末期,可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。 从控制规模上来说,这个时期发展了大型机和超小型机;从控制能力上来说,诞生了各种各样的特殊功能单元,用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合;从产品的配套能力来说,生产了各种人机界面单元、通信单元,使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。 目前,可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。 我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。 最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。 接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了PLC的应用。 目前,我国自己已可以生产中小型可编程控制器。 上海东屋电气有限公司生产的CF系列、杭州机床电器厂生产的DKK及D系列、大连组合机床研究所生产的S系列、苏州电子计算机厂生产的YZ系列等多种产品已具备了一定的规模并在工业产品中获得了应用。 此外,无锡华光公司、上海乡岛公司等中外合资企业也是我国比较著名的PLC生产厂家。 可以预期,随着我国现代化进程的深入,PLC在我国将有更广阔的应用天地。 5. PLC未来展望21世纪,PLC会有更大的发展。 从技术上看,计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上,会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现;从产品规模上看,会进一步向超小型及超大型方向发展;从产品的配套性上看,产品的品种会更丰富、规格更齐全,完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求;从市场上看,各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破,会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面,会出现国际通用的编程语言;从网络的发展情况来看,可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。 目前的计算机集散控制系统DCS(Distributed Control System)中已有大量的可编程控制器应用。 伴随着计算机网络的发展,可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分,将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。 DCSDCS是分布式控制系统的英文缩写(Distributed Control System),在国内自控行业又称之为集散控制系统。 即所谓的分布式控制系统,或在有些资料中称之为集散系统,是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统,它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。 在系统功能方面,DCS和集中式控制系统的区别不大,但在系统功能的实现方法上却完全不同。 首先,DCS的骨架—系统网络,它是DCS的基础和核心。 由于网络对于DCS整个系统的实时性、可靠性和扩充性,起着决定性的作用,因此各厂家都在这方面进行了精心的设计。 对于DCS的系统网络来说,它必须满足实时性的要求,即在确定的时间限度内完成信息的传送。 这里所说的“确定”的时间限度,是指在无论何种情况下,信息传送都能在这个时间限度内完成,而这个时间限度则是根据被控制过程的实时性要求确定的。 因此,衡量系统网络性能的指标并不是网络的速率,即通常所说的每秒比特数(bps),而是系统网络的实时性,即能在多长的时间内确保所需信息的传输完成。 系统网络还必须非常可靠,无论在任何情况下,网络通信都不能中断,因此多数厂家的DCS均采用双总线、环形或双重星形的网络拓扑结构。 为了满足系统扩充性的要求,系统网络上可接入的最大节点数量应比实际使用的节点数量大若干倍。 这样,一方面可以随时增加新的节点,另一方面也可以使系统网络运行于较轻的通信负荷状态,以确保系统的实时性和可靠性。 在系统实际运行过程中,各个节点的上网和下网是随时可能发生的,特别是操作员站,这样,网络重构会经常进行,而这种操作绝对不能影响系统的正常运行,因此,系统网络应该具有很强在线网络重构功能。 其次,这是一种完全对现场I/O处理并实现直接数字控制(DOS)功能的网络节点。 一般一套DCS中要设置现场I/O控制站,用以分担整个系统的I/O和控制功能。 这样既可以避免由于一个站点失效造成整个系统的失效,提高系统可靠性,也可以使各站点分担数据采集和控制功能,有利于提高整个系统的性能。 DCS的操作员站是处理一切与运行操作有关的人机界面(HMI-Human Machine Interface或operator interface)功能的网络节点。 系统网络是DCS的工程师站,它是对DCS进行离线的配置、组态工作和在线的系统监督、控制、维护的网络节点,其主要功能是提供对DCS进行组态,配置工作的工具软件(即组态软件),并在DCS在线运行时实时地监视DCS网络上各个节点的运行情况,使系统工程师可以通过工程师站及时调整系统配置及一些系统参数的设定,使DCS随时处在最佳的工作状态之下。 与集中式控制系统不同,所有的DCS都要求有系统组态功能,可以说,没有系统组态功能的系统就不能称其为DCS。 DCS自1975年问世以来,已经经历了二十多年的发展历程。 在这二十多年中,DCS虽然在系统的体系结构上没有发生重大改变,但是经过不断的发展和完善,其功能和性能都得到了巨大的提高。 总的来说,DCS正在向着更加开放,更加标准化,更加产品化的方向发展。 作为生产过程自动化领域的计算机控制系统,传统的DCS仅仅是一个狭义的概念。 如果以为DCS只是生产过程的自动化系统,那就会引出错误的结论,因为现在的计算机控制系统的含义已被大大扩展了,它不仅包括过去DCS中所包含的各种内容,还向下深入到了现场的每台测量设备、执行机构,向上发展到了生产管理,企业经营的方方面面。 传统意义上的DCS现在仅仅是指生产过程控制这一部分的自动化,而工业自动化系统的概念,则应定位到企业全面解决方案,即total solution 的层次。 只有从这个角度上提出问题并解决问题,才能使计算机自动化真正起到其应有的作用。 进入九十年代以后,计算机技术突飞猛进,更多新的技术被应用到了DCS之中。 PLC是一种针对顺序逻辑控制发展起来的电子设备,它主要用于代替不灵活而且笨重的继电器逻辑。 现场总线技术在进入九十年代中期以后发展十分迅猛,以至于有些人已做出预测:基于现场总线的FCS将取代DCS成为控制系统的主角。