20世紀(jì)50年代中后期,計(jì)算機(jī)開(kāi)始用于化工過(guò)程控制。早期常用的控制方式是采取直接數(shù)字控制器(DDC),即計(jì)算機(jī)直接讀取傳感器信號(hào)并操控最終元件。另外,監(jiān)督控制系統(tǒng)是采用計(jì)算機(jī)讀取傳感器信號(hào)并操縱氣動(dòng)和模擬電子控制器的設(shè)定值。這看起來(lái)很繁瑣,但卻為過(guò)程工業(yè)生產(chǎn)裝置開(kāi)啟了通向數(shù)字計(jì)算機(jī)世界、采用可編程電子系統(tǒng)的大門(mén)。
20世紀(jì)60年代后期,可編程邏輯控制器/可編程控制器,通常稱(chēng)為PLC,在汽車(chē)行業(yè)問(wèn)世,取代了控制汽車(chē)生產(chǎn)線(xiàn)的繼電器邏輯電路。PLC是第一個(gè)廣泛使用的工業(yè)用可編程控制系統(tǒng)。Modicon和Allen-Bradley是PLC領(lǐng)域的先驅(qū)(注:1968年,迪克·莫利制造出第一臺(tái)PLC產(chǎn)品莫迪康084)。PLC普及的主要推動(dòng)力是生產(chǎn)新車(chē)型時(shí)改裝汽車(chē)生產(chǎn)線(xiàn)的靈活性。沒(méi)過(guò)多久,PLC的優(yōu)勢(shì)就在過(guò)程工業(yè)得到了認(rèn)可,特別是應(yīng)用在順序控制領(lǐng)域。
20世紀(jì)70年代中期,出現(xiàn)了另一種可編程控制技術(shù),稱(chēng)為分散控制系統(tǒng)(DCS)。霍尼韋爾和橫河是這項(xiàng)技術(shù)的先驅(qū),許多其他公司也隨后跟進(jìn)。盡管分散控制術(shù)語(yǔ)本身意指控制的功能分散,但實(shí)際上這些系統(tǒng)是對(duì)分散架構(gòu)的大型多回路可編程控制器進(jìn)行集中控制??刂破鞯牟僮鲉T界面安置在控制室,在物理空間上與控制器分開(kāi)??刂艭PU以及其他控制功能設(shè)備,如歷史數(shù)據(jù)庫(kù),現(xiàn)場(chǎng)輸入/輸出多路轉(zhuǎn)換器、高級(jí)控制模塊等則安裝在機(jī)柜室,通過(guò)數(shù)字通信總線(xiàn)實(shí)現(xiàn)它們之間的數(shù)據(jù)傳輸。現(xiàn)代DCS有更高的分散靈活性、控制靈活性,并且操作界面更友好。人們習(xí)慣將DCS控制器視同為過(guò)程控制系統(tǒng),但實(shí)際上DCS是由數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)把分散控制設(shè)備連在一起的一種復(fù)雜技術(shù)。
20世紀(jì)80年代,一些公司開(kāi)始在安全系統(tǒng)中使用PLC。1984年,ISA S84委員會(huì)成立,旨在解決可編程控制器在安全系統(tǒng)應(yīng)用中存在的問(wèn)題。人們關(guān)注的議題包括其有限的診斷能力、系統(tǒng)可靠性問(wèn)題以及各種失效模式存在的可能性(硬件、軟件和人為因素)。
20世紀(jì)90年代,可編程控制器廠商開(kāi)始尋求第三方安全應(yīng)用認(rèn)證。早期是依據(jù)德國(guó)DIV19251(1995)等標(biāo)準(zhǔn),后來(lái)是遵循IEC61508(2010)等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。
現(xiàn)代的整體控制系統(tǒng)通常是將多回路可編程控制器、離散控制器、安全控制器、操作員界面、監(jiān)督控制器、數(shù)據(jù)收集元件和其他控制設(shè)備等集成在一起,并通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)將這些分散安裝在不同物理區(qū)域的設(shè)備連接起來(lái)。過(guò)程控制可以使用DCS或PLC。這兩種技術(shù)都基于數(shù)字計(jì)算機(jī)進(jìn)行運(yùn)算,也都是可編程控制器,PLC設(shè)計(jì)用于多種環(huán)境條件的裝置現(xiàn)場(chǎng),而DCS通常安裝在氣候條件受控的室內(nèi)。近年來(lái),現(xiàn)代DCS設(shè)計(jì)的環(huán)境條件要求已接近PLC,而有意思的是,PLC現(xiàn)在也普遍安裝在氣候條件受控的室內(nèi)。