《计算机监控技术及应用》授课教案1

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1、湖北水利水电职业技术学院教师授课教案课程名称：计算机监控技术及应用2009年至2010年第2学期第1次课班级：08电气1－6编制日期：2010年2月27日教学单元（章节）：第一章计算机控制系统概述1．1计算机控制系统的一般概念1．2计算机控制系统组成1。3微型计算机控制系统分类1。4微机控制系统发展趋势目的要求：1了解计算机控制系统的一般概念2了解闭环、开环控制系统的一般形式3了解计算机控制系统的硬件、软件组成及特点4了解微型计算机控制系统的分类5了解微机控制系统的发展趋势知识要点：1闭环控制系统框图、开环控制系统框图2计算机控制系统基本框图、微机控制系统硬

2、件框图3计算机控制系统软件组成4微机控制系统分类技能要点：根据实例掌握计算机控制系统的基本结构通过实例搞清微机控制系统的硬件、软件组成及特点教学步骤：1对整本教材的内容进行一下总体的介绍，有一个总体把握2通过实例讲解计算机控制系统的一般概念，理解计算机控制系统的基本框图3具体从硬件、软件两方面分析计算机控制系统的组成及特点教具及教学手段：多媒体结合黑板板书课堂教学作业布置情况：习题1－1、1－2课后分析与小结：授课教师：陈剑授课日期：20年月日教学内容板书或旁注1．1计算机控制系统的一般概念控制系统随着控制对象、控制规律、执行机构的不同而不同。控制系统的一般

3、形式（基本结构）如图1－1所示。a)闭环控制系统b)开环控制系统闭环：按误差进行控制（被控参数与给定值进行比较）开环：不需要被控对象的反馈信号，控制器直接根据给定值去控制被控对象，不能自动消除被控参数与给定值之间的误差（控制性能相对要差）实例分析：1、飞机的姿态控制（图1－2）将自动控制系统中的控制器的功能用计算机或数字控制装置来实现，就构成了计算机控制系统。（图1－3）在计算机控制系统中，计算机的输入和输出信号都是数字量，因此系统需要A/D及D/A转换器。计算机控制系统的过程一般可归纳为两步：（1）实时数据采集。（2）实时决策控制。2、啤酒罐计算机温度控制

4、系统（图1－4）通过啤酒罐计算机温度控制的多点温度控制系统，我们可知，一般，计算机在控制系统中至少起到三个作用：（1）实时数据处理。（2）实时监督决策。（3）实时控制及输出。1．2计算机控制系统的组成1．2．1计算机控制系统的硬件组成计算机控制系统由计算机系统和工业对象两大部分组成，计算机系统包括硬件和软件。硬件是指主机及其外围设备，软件是指管理计算机的程序以及过程控制应用程序。硬件由主机、接口电路及外围设备等组成，系统可根据需要扩展其硬件。（1）主机。主机由CPU、存储器和I/O接口组成，是控制系统的核心。（2）常用外围设备。常用外围设备有输入设备、输出设

5、备和外存储器，用来显示、打印和数据传送。（3）I/O接口与输入/输出通道。教学内容板书或旁注接口的任务是实现主机与外设的连接，外设不同，接口的形式也不一样，高速外设数据接口使用直接数据传送通道DMA，绝大多数I/O接口都是有可编程的，它们的工作方式可以通过编程设置。通道还包括A/D和D/A转换器等。（4）检测元件和执行器。（5）操作台。主要由四部分组成：1）作用开关。2）功能键。3）显示器。4）键盘。1．2．2计算机控制系统的软件组成软件是指完成各种功能的计算机程序的总和，如操作、管理、控制、计算和自诊断等，它是微机系统的神经中枢。整个系统的动作都是在软件指

6、挥下协调工作的。以功能来区分，可分：系统软件、应用软件和数据库等。（图1－6）1．2．3微型计算机控制系统的特点1．可靠性高2．实时性强微机的实时性主要包括四方面内容：（1）实时数据采集。（2）实时决策运算。（3）实时控制。（4）实时报警。3．环境适应性强。4．良好的可维护性。5．人机联系方便。6．较完善的输入/输出通道。1．3微型计算机控制系统的分类微型计算机与其所控制的生产过程有密切关系，根据生产过程的复杂程度可采用不同的控制系统。从应用的特点和控制的目标出发，将微型计算机控制系统分为以下几类。1．操作指导控制系统（图1－7）2．直接数字控制系统（DDC

7、系统）（图1－8）3．监督控制系统（SCC系统）（图1－9）4．集散控制系统（DCS系统）（图1－10）5．现场总线控制系统（FCS）(图1－11)1．4微型计算机控制系统的发展趋势随着企业生产规模的逐渐扩大，对生产过程的自动化程度要求越来越高，系统控制在向着更加复杂、可靠性及精确性要求更高的方向发展。这就要求我们有更加先进的控制系统与之相适应。当前微机控制系统的发展，也促进了控制理论的发展。当然自动控制理论又反过来推动计算机控制系统的应用和发展，为促进工业生产自动化水平的不断提高，为计算机控制提供更新的理论基础。湖北水利水电职业技术学院教师授课教案课程名称

8、：计算机监控技术及应用2009年至2010年第2学期