集散控制系统总结1.pdf

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1、第一章绪论1.计算机控制是关于计算机技术如何应用于工业生产过程自动化的一门综合性学问。2.一个完整的计算机控制系统是由硬件和软件两大部分组成的。(1)硬件组成计算机控制系统的硬件一般由主机、常规外部设备、过程输入/输出设备、操作台（操作员与系统之间进行人机对话的信息交换工具）、接口电路和通信设备等组成(2)软件组成软件通常分为系统软件和应用软件两大类。由模拟信号到数字信号的转换以及由数字信号到模拟信号的转换，主要包含信号的采样、量化和保持几个过程。3.计算机控制系统的分类(1)数据采集系统(DAS)数据采集系统是计算机应用于生产过程控制最早、也是最基本的一种类型，(2)操作指导控

2、制系统(OGC)操指导控制系统是基于数据采集系统的一种开环系统，(3)直接数字控制系统(DDC)直接数字控制系统是用一台计算机不仅完成对多个被控参数的数据采集，而且能按一定的控制规律进行实时决策，并通过过程输出通道发出控制信号，实现对生产过程的闭环控制，(4)计算机监督控制(SCC)系统计算机监督控制系统是OGC系统与常规仪表控制系统或DDC系统综合而成的两级系统，(5)分散控制系统(DCS)以多台微型计算机为基础的分散控制系统。DCS采用分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调的设计原则，自下而上可以分为若干级，如过程控制级、控制管理级、生产管理级和经营管理级等。DCS

3、又称分布式或集散式控制系统。4.控制计算机几种典型的常用机型。1.可编程控制器(PLC)2.可编程调节器3.单片微型计算机4.总线式工控机5.集散控制系统(DCS)6.现场总线控制系统(FCS)5.计算机控制系统设计的原则(1)可靠性要高系统的可靠性是指系统在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。在工业计算机控制系统中，可靠性指标一般用系统的平均无故障时间(MeanTimeBetweenFailure，MTBF)来表示。MTBF反映了系统可靠工作的能力。但是，组成一个系统的元器件往往成千上万，组合的方式有各种各样，因此一个系统的MTBF再长，也有失效的时候。因此，通常用平

4、均故障维修时间(MeanTimeToRepair，MTTR)，表示每次失效(即出现故障)后所需维修时间的平均值，它表示系统出现故障后立即恢复工作的能力。一般希望MTBF要大于某个规定值，而MTTR值越短越好。(2)操作性好(3)实时性强(4)通用性好(5)经济效益高6.计算机控制系统设计步骤:一般分为总体设计、硬件设计、软件设计、系统调试。1.总体设计1)确定系统任务与控制方案2)确定系统的构成方式3)选择现场设备。4)控制算法5)估算成本，做出工程概算2.硬件设计根据系统要求选择合适的模板与设备。选择内容一般包括如下几项。(1)根据控制任务的复杂程度、控制精度以及实时性要求等选

5、择主机板。(2)根据程序和数据量的大小等选择存储器板。(3)根据AI、AO点数、分辨率和精度以及采集速度等选A/D板、D/A板。(4)根据DI、DO点数和其他要求(如交流还是直流、功率大小等)选择开关量输入/输出板。(5)根据人机联系方式选择相应的接口板。(6)根据需要选择各种外设接口板、通信板、滤波板等。(7)选择各种计算机外设。3.软件设计1)应用程序语言的选择(1)机器语言。用机器语言编程就是用机器指令编写程序。(2)汇编语言。(3)高级语言。(4)高级语言和汇编语言混合使用。(5)组态语言。2)应用程序的设计步骤程序设计一般分成问题定义程序设计、汇编(或编译)、调试、改进

6、和再设计五个步骤。3)应用程序的设计方法1.模块化程序设计模块化程序设计主要具有如下几种优点:(1)单个模块比起一个完整的程序易编写和调试。(2)模块可以共享，一个模块可能被多个事务在不同条件下调用。(3)允许设计者分割任务和利用已有的程序，为设计工作提供了方便。(4)检查错误容易，且修改时只需改正该模块即可，无须牵涉其他模块。但模块程序也有缺点：(1)某些程序难以模块化。(2)把程序装配在一起比较困难，一些模块需要调用其他模块，各模块之间互相影响。2.结构化程序设计。结构化程序设计方法，给程序设计施加了一定的约束，它限定采用规定的结构类型和操作顺序，因此能编写出操作顺序分明，便

7、于查找错误和纠正错误的程序。常用的结构有以下4种。(1)直线顺序结构。(2)条件结构。(3)循环结构。(4)选择结构。利用上述结构，可以组成任意复杂的程序，这种结构的特点如下。(1)由于每个程序只有一个入口和一个出口，因此，操作顺序易于跟踪便于查找错误和测试。(2)由于基本结构是限定的、标准的，因此易于装配成模块。(3)程序本身易于用程序框图来描述。4.系统调试1)硬件调试2)软件调试3)软件硬件统调4)现场调试投运6.总结以上各方面的描述，可对DCS作一个比较完整的定义：(1)