计算机控制系统-1绪论(1)

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1、重点：计算机控制系统组成及原理计算机控制系统分类计算机控制系统的发展趋势控制信号处理理论基础控制系统网络通信基础第1章绪论难点：计算机控制系统的控制理论基础主要内容：计算机控制系统的一般概念、系统分类计算机控制系统的发展概况和趋势计算机控制系统的控制理论基础计算机控制与哪些知识内容有关？或做好一个计算机控制系统需要解决些问题？第1章.绪论：计算机控制的基本知识1.1计算机控制概述1.2计算机控制系统的基本组成与发展1.3计算机控制系统的主要设计思想1.4计算机控制系统的分类1.5网络通信基础1.6控制典型环节与传递

2、函数内涵：控制自动化＋信息化作用：是实现安全、高效、优质、低耗生产与生活的前提是现代工业生产不可缺少的神经中枢相关技术：自动控制技术、检测和传感技术、计算机技术、网络通信技术、先进控制技术、智能仪表技术……发展过程：直接数字量控制（DDC）集中型计算机控制分布式计算机控制（DCS）总线（工业以太网）控制？？？？两化融合1.1计算机控制概述测量变送装置+－设定值4～20mA4～20mA调节器执行器被控对象被控变量控制器D/AA/D00101011001100010101010101100工作过程①数据采集：实

3、时检测来自于测量变送装置的被控变量瞬时值；②控制决策：根据采集到的被控变量按一定的控制规律进行分析和处理，决定控制行为，产生控制信号；如PID运算③控制输出：根据控制决策实时地向执行机构发出控制信号，完成控制任务。计算机控制系统体系结构抽象图5水温的手动控制图中，水温操作员要用手（通过感觉）来测试水的温度，并将此温度与他要求的值（给定值）相比较（通过大脑）。同时，他要决定（通过大脑）：其手应该朝哪个方向旋转阀门（打开或关闭）；旋转多大的角度）。控制系统实例6水温的自动控制采用自动控制时，水温的手动控制的功能，由各种

4、传感器、仪表、执行器来代替。传感器—测温计：感测水的温度；执行器—调节阀：打开或关闭蒸汽阀；控制器—调节记录仪：采集、比较、判断水温，驱动调节阀。7生产过程数据采集与控制系统控制量输出信号扰动……生产过程传感器数据采集控制信号计算机控制系统实例1过程输入输出设备外部设备主机系统CPURAMROMCRT通讯接口人机接口打印机其它系统总线模拟量输入（AI）模拟量输出（AO）开关量输入（DI）开关量输入（DO）测量变送器执行器电气开关电气开关被控生产对象常规计算机系统I/O系统（模块或卡件）现场仪表被控对象硬件组成1.2

5、计算机控制系统的基本组成与发展系统软件支持软件应用软件操作系统用于开发应用软件的软件。例如：汇编语言、高级语言、组态软件等。对于设计人员来说，需要了解并学会使用相应的支持软件，能够根据系统要求编制开发所需要应用软件。不同系统的支持软件会有所不同针对特定要求而编制的控制和管理程序。不同控制设备的应用软件所具备的功能是不同的。软件组成系统开发最主要的两个方面：根据控制要求，开发硬件系统基于支持软件，开发应用软件网关FF、ProfiBus等现场总线典型的计算机控制系统结构示意图I/O系统控制站现场设备层控制层操作站E

6、thernet/专用总线数据服务器高级控制器管理层WEB服务器管理计算机Ethernet互联网服务器Internet/Intranet进料口变送器进料口出料口H玻璃管液位计“我”来控制执行器调节器仪表控制显示仪表计算机控制系统现场设备层构成与发展控制室仪表现场仪表进料口变送器执行器调节器仪表控制显示仪表安装在哪里？控制器(调节器)对象检测仪表+－SP执行器显示仪表Optional执行器有哪些？阀门电动调节阀、气动调节阀电动开关阀（电磁）、气动开关阀泵（电机）变频开关检测仪表有哪些？连续信号：变送器（如T、P、L

7、、F、A，通常输出4~20mA、1～5V等标准信号）传感器（热电阻、热电偶）开关信号：液位开关、料位开关、接近开关(通常输出on/off信号)……计算机控制系统现场设备层构成与发展控制室仪表现场仪表进料口变送器执行器调节器仪表控制计算机控制系统现场设备层构成与发展显示仪表安装在哪里？控制器(调节器)对象检测仪表+－SP执行器显示仪表Optional***执行器***口径流量特性安装方式材质(耐压/防腐）供电和防爆信号类型……现场仪表选型要注意哪些因素？***检测仪表***量程安装方式材质(耐压/防腐）供电和防爆信号

8、类型……进料口变送器执行器调节器仪表控制计算机控制系统现场设备层构成与发展进料口变送器执行器计算机控制控制站PLC、数字调节器……可以广义地理解为带有CPU的各种控制设备进料口变送器执行器调节器仪表控制计算机控制系统现场设备层构成与发展构成与发展进料口变送器执行器计算机控制控制站控制器(调节器)对象检测仪表+－SP执行器控制站(计算机)对象检测仪表+