仪表与装置 第06章

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1、第二部分计算机控制装置主要内容第六章*计算机控制基本知识第七章*可编程控制器第八章集散控制系统第九章*现场总线控制系统第十章工业以太网前言进料口出料口H玻璃管液位计人工控制进料口执行器变送器调节器常规仪表控制单回路控制系统方块图四个基本环节：被控对象、检测仪表、控制器、执行器（显示仪表根据需要可选）通常安装于控制室通常安装于现场控制器(调节器)被控对象测量变送装置（检测仪表）+－SP执行器显示仪表阀门：调节阀、电磁阀、气动蝶阀……泵：开关泵、变频泵温度（压力、液位、流量）变送器、在线成分分析仪(通常输出：4~20mA、1～5V等标准信号）液位开关、料位开关、接近开关(通常输出on/off信

2、号)传感器（Pt100、热电偶……）……现场仪表：主要指安装在工业现场的各种变送器、执行器及其他测量仪表。变送器选型：量程、安装方式、材质（耐压、防腐）、防爆……执行器选型：口径、流量特性、安装方式、材质（耐压）……使用：零点调整、量程调整、零点迁移以及其它日常维护和维修等控制室仪表：主要指安装在控制室内的各种控制器（调节器）、显示仪表等。进料口执行器变送器调节器进料口执行器变送器控制站控制站：数字调节器、IPC、PLC……（可以广义地理解为带有CPU的各种控制设备）进料口执行器变送器控制站AI、DIAO、DO控制站…………A/D（AI）：模/数转换（模拟量输入）DI：开关量输入（数字

3、量输入）D/A（AO）：数/模转换（模拟量输出）DO：开关量输出（数字量输出）I/O模块管理层控制层现场设备层操作站控制站I/O系统高级控制器数据服务器WEB服务器管理计算机互联网服务器Internet/IntranetEthernetEthernet/专用总线网关FF、ProfiBus等现场总线典型的计算机控制系统结构示意图内涵：生产过程自动化**（过程控制、优化控制……）信息管理自动化(财务管理、客户管理、物流管理……，这是今后的发展方向)（即计算机综合自动化）重要性：是实现安全、高效、优质、低耗生产的基本条件和重要保证，是现代工业生产中不可替代的神经中枢。相关技术：涉及计算机技术、自动控

4、制技术、检测和传感技术、先进控制技术、智能仪表技术、网络通信技术等。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）现场总线（工业以太网）控制？？？？6.计算机控制的基本知识6.1计算机控制概述6.2网络通信基础6.3开放系统互联参考模型6.4TCP/IP协议6.1.1什么是计算机控制6.1.2计算机控制系统的基本组成6.1.3计算机控制系统的主要设计思想6.1.4计算机控制系统的发展过程6.1.5计算机控制系统的发展特征调节器被控对象测量变送装置+－SP执行器4～20mA4～20mA控制器被控对象测量变送装置+－SP执行器4～20mA4～20mAD/AA/

5、D数字信号——例如4～20mA信号经12位A/D转换以后的结果为0～40954mA输入——00000000000020mA输入——11111111111112mA输入——？6.1.1什么是计算机控制典型单回路控制系统方块图工作过程控制器被控对象测量变送装置+－SP执行器4～20mA4～20mAD/AA/D工作过程：①数据采集：实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。6.1.2计算机控制系统的基本组成过程输入输出设备外部设

6、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6.1.2计算机控制系统的基本组成系统软件支持软件应用软件系统软件包括操作系统、引导程序、调度执行程序等，它是支持软件及各种应用软件的最基础的运行平台。如：Windows操作系统、Unix操作系统等都属于系统软件。它运行在系统软件的平台上，是用于开发应用软件的软件。例如：汇编语言、高级语言、通信网络软件、组态软件等。对于设计人员来说，需要了解并学

7、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应用软件是系统设计人员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6.1.3计算机控制系统的主要设计思想1.可靠性2.可维护性3.实时性4.性能价格比6.1.3.1可靠性定义：产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。它通常用概率来表示(1)可靠性指标·可