电气装备计算机控制技术_第一章(电气)

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1、微机控制技术主讲：张宏伟电话：13783911908课程的性质和目的本课程是自动化专业必修的专业课程，在自动化专业课程体系中起着重要的作用。《微机控制技术》是关于自动控制理论和计算机技术如何应用于工业生产过程自动化的一门专门技术。通过本课程的学习使学生掌握分析和设计一个计算机控制系统的理论和方法，并能将所学的知识应用到工业过程控制、电气传动、机器人控制中等。学时分配第1章计算机控制系统概述2学时第2章输入/输出接口与过程通道8学时第3章数字控制器的模拟化设计方法6学时第4章数字控制器的直接设计方法6学时第5章常用应用程序设计2学时第6章集散控制

2、系统和现场总线4学时第7章微型计算机控制系统的设计4学时实验8学时教材及参考书教材：[1]王新主编，微型计算机控制技术，中国电力出版社，2009年8月教学参考书：[1]武自芳等编著，微型计算机控制系统及其应用，电子工业出版社，2007年10月[2]潘新民，王燕芳编著，微型机算计控制技术，电子工业出版社，2003年1月[3]何克忠编著，计算机控制系统，清华大学出版社，2001年7月考试形式平时作业、考勤（30%）＋考试（70%）考试题型填空、简答、计算、设计。第1章计算机控制系统概述1.1自动控制系统的基本概念自动控制是在没有人直接参与的前提下，

3、应用控制装置自动地、有目的地控制或操纵机器设备或生产过程，使它们具备相应的功能，完成预定的目标。从信号传送的路径结构可分为两大类：开环控制系统闭环控制系统在反馈控制系统中，通过检测装置（仪表）获取输出变量，将此值与给定值进行比较后，由控制器（校正装置）按偏差进行某种控制运算，最后通过执行机构输出操作量作用于被控对象，以消除偏差。图1-1反馈控制系统结构框图1.2计算机控制系统的组成1.2.1计算机控制系统的工作原理将连续控制系统中的调节器的功能用计算机来实现，就组成了一个典型的计算机控制系统。图1-5计算机控制系统基本框图计算机控制系统的工作原

4、理可归纳为三个步骤：（1）实时数据采集：对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进行检测和输入。（2）实时控制决策：对采集到的被控量进行分析和处理，并按已定的控制规律，决定将要采取的控制行为。（3）实时控制输出：根据控制决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。在计算机控制系统中，生产过程与计算机直接连接，并由计算机控制，这种方式被称为在线方式或联机方式；生产过程不与计算机相连，且不受计算机控制，而是靠人进行联系并做相应操作，这种方式被称为离线方式或脱机方式。1.2.2计算机控制系统的硬件组成计算机控制系统硬件主要由主机、过程通道、I/O接口

5、及人机联系设备等部分组成。由于系统的不同，组成计算机控制系统的硬件也不同。图1-6给出了典型的计算机控制系统硬件组成框图。图1-6计算机控制系统硬件组成框图一、主机微型计算机的主机是整个系统的核心部分。它根据输入通道送来的被控对象状态参数，进行信息处理、分析、计算，做出控制决策，通过输出通道发出控制命令。二、过程通道过程通道也称为I/O通道，是主机和被控对象实现信息传送与交换的通道。根据信号传送的方向，分为：输入通道和输出通道根据传送信号的形式，分为：模拟量通道和开关量通道过程通道的类型：1.模拟量输人通道2.模拟量输出通道3.开关量输人通道4

6、.开关量输出通道三、接口电路接口电路也称为I/O接口，指主机与外部设备、输入输出通道进行信息交换的纽带。接口电路有并行接口、串行接口和直接数据传送接口等。四、人机联系设备在微机控制系统中，一般应有一个操作台（或操作面板），以便操作人员能和计算机系统“对话”，使操作人员及时了解生产、加工过程的状态，进行必要的人为干预，修改有关参数或紧急处理某些事件。1.2.3计算机控制系统的软件对于计算机控制系统而言，除了硬件外，还必须有软件。所谓软件是指完成各种功能的计算机程序的总和，它主要分两大类：系统软件和应用软件。1.3计算机控制系统的分类计算机控制系统

7、的分类方法很多，可以按照控制方式分类、按照控制规律分类，也可以按照系统的功能、特点分类。按照系统的功能、工作特点分类，计算机控制系统分为：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、集散控制系统、现场总线控制系统等。一、操作指导控制系统计算机的输出不直接用来控制生产对象，对过程的控制是由操作人员来完成的，操作人员根据计算机的输出信息执行相应的操作。图1-7操作指导控制系统原理框图二、直接数字控制系统计算机通过输入通道对一个或多个参数进行巡回检测，并根据事先规定的控制规律进行运算，然后发出控制信号，通过输出通道直接控制调节阀等执行机构

8、。图1-8直接数字控制系统原理框图三、监督控制系统监督控制系统（SupervisoryComputerControl，SCC）实际上是一个两级控制系统