第5章计算机控制系统

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1、第五章计算机控制系统第一节概述第二节集散控制系统第三节可编程控制器第一节概述一、计算机控制简介常规控制系统：由被控对象和过程控制仪表组成的过程控制系统。计算机控制系统：由被控对象和计算机组成的过程控制系统。操作指导控制系统；直接数字控制系统；监督计算机控制系统；集中分散控制系统可编程序控制器一、计算机控制简介（一）操作指导控制系统原理：在操作指导控制系统中，计算机对工艺变量进行采集，然后根据一定的控制算法计算出供操作人员参考、选择的操作方法、最佳设定值等，再由操作人员直接作用于生产过程。特点：该系统属于开环控制结构，即自动检测＋人工调节。结构简单，控制灵

2、活、安全，尤其适用于被控对象的数学模型不明确或试验新的控制系统。但仍需要人工参与操作，效率不高，不能同时控制多个对象。（二）直接数字控制系统用一台计算机对多个参数进行实时数据采集，按照一定的控制算法进行运算，然后输出调节指令到执行机构，直接对生产过程施加连续调节作用，使被控参数按照工艺要求的规律变化。一、计算机控制简介（三）监督计算机控制系统。是计算机根据工艺变量按照所设计的控制算法计算出最佳设定值，并将此设定值直接传送给常规模拟控制器或者DDC计算机，最后由模拟控制器或DDC计算机控制生产过程的系统，一、计算机控制简介（四）集中分散型控制系统又称分布式

3、控制系统。它采用分散控制、集中操作、分级管理、综合协调的设计原则，从下到上将系统分为现场控制层、监控层、管理层。一、计算机控制简介现场控制层：主要完成DDC的功能；监控层：主要完成SCC的功能；管理层：完成范围更广，层次更高的管理、控制、协调的功能。一、计算机控制简介操作站、工程师站和上位计算机构成集中管理部分；现场监测站、现场控制站构成分散控制部分；通信网络是连接集散系统各部分的纽带，是实现集中管理、分散控制的关键。（五）可编程序控制器可编程序控制器PLC（ProgramLogicController），不仅能用于逻辑控制，而且还具有数据处理、故障

4、自诊断、模拟量处理、PID运算、联网等功能的多功能控制器，广泛应用于过程控制领域。一、计算机控制简介被控制生产机械或过程PLC输出设备接触器、电磁阀输入设备按钮、限位开关等1.计算机控制系统的发展1946年第一台数字计算机问世1950年前后，为早期航天应用研制了一种专用数字计算机——数字微分分析机(DDA)1959年3月1日第一套计算机控制系统在美国德克萨斯州某炼油厂的聚合装置上正式投入运行计算机控制系统发展迅猛，未来的几年内,计算机在控制领域里的应用将向集散化和综合化发展在连续生产过程中,集散控制系统仍是生产过程控制的主选装置,但随着计算机技术的发展，

5、现场总线控制系统将逐渐取代集散控制系统。二、计算机控制系统的发展方向2.计算机控制系统的发展方向（一）集散控制系统（DCS）分散控制，集中管理，使DCS实现了生产过程的全局优化。（二）可编程序控制器（PLC）PLC是灵活、可靠、易变更的控制器，随着其数据处理、故障诊断、PID运算、联网功能的增强，作用将越来越大。（三）计算机集成制造系统（CIMS）计算机集成制造系统CIMS是在自动化技术、信息技术及制造技术基础上，通过计算机及其软件，将制造工厂全部生产环节所需使用的各种分散的自动化系统有机的集成起来，实现多品种、中小批量生产的智能制造系统。（四）智能控制

6、系统用机器代替人类从事各种劳动，把生产力发展到更高水平，进入信息时代。二、计算机控制系统的发展方向第二节集散控制系统一、集散控制系统的基本概念定义：集散控制系统DCS，是以微处理机为核心，利用4C技术（Computer计算机技术、Communication通讯技术、CRT显示技术和Control控制技术）实现过程控制和过程管理的计算机控制系统。特点：“集中管理”和“分散控制”。①控制功能丰富②监视操作方便③信息和数据共享④系统扩展灵活⑤安装维护方便⑥系统可靠性高二、JX300XP集散型控制系统（一）JX300XP集散型控制系统的构成1．工程师站是为专业工

7、程技术人员设计的，内部装有相应的组态平台和系统维护工具。2．操作员站是由工业PC机、CRT、键盘、鼠标、打印机（可选）等组成的人机系统，是操作人员完成过程监控管理任务的环境。3．控制站是系统中直接与现场打交道的I/O处理单元，完成整个工业过程的实时监控功能。控制站可冗余配置，灵活、合理。工程师站、操作员站、控制站通过过程控制网络连接，完成信息、控制命令等传输，双重化冗余设计，使得信息传输安全、高速。二、JX300XP集散型控制系统JX-300XP系统结构图二、JX300XP集散型控制系统JX-300XP控制系统采用三层通信网络结构上层（信息管理网）：采用

8、符合TCP/IP协议的以太网，连接各个控制装置的网桥以及企业内各类管理计算机，用