集散控制系统运行及维护 教学课件 作者 李杰 第1章 计算机分散控制系统概述.ppt

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1、计算机控制系统概论第1章2021/7/301一、计算机控制系统组成计算机控制系统原理组成如图1-1所示；图1-1计算机控制系统组成框图2021/7/302计算机控制系统由系统硬件和软件两大部分组成。（一）．硬件部分组成计算机控制系统的硬件一般包括：被控对象、主机、过程通道、外部设备、通讯设备、总线、接口、操作站等。其结构如图1—2所示：2021/7/303主机输入设备输出设备外存储器操作站通讯设备接口系统总线接口A/D转换变送单元传感器被控对象D/A转换执行机构调节机构开关量输入通道开关量输出通道过程通道外部设备图1--2计算机

2、控制系统的硬件组成2021/7/3041、被控对象它是被控制的生产设备或生产过程，是控制系统构成的必备客体。实际存在的被控对象是多种多样的，按照输入输出的个数分类，有单输入单输出对象、多输入单输出对象、多输入多输出对象。2、主机是系统的核心。由CPU﹑RAM﹑ROM﹑（I/O）电路、时钟电路和其它支持电路等组成。主机根据生产过程的各种实时信息，按照预定的存放在ROM的程序和一定的控制规律，自动地进行数据采集、数据处理﹑逻辑判断﹑越限报警、控制运算等，并产生所需要的控制作用，向被控对象发送控制指令。2021/7/3053、操作站操

3、作站一般由：CRT显示装置﹑触摸屏﹑数码显示器、通用或（和）专用键盘﹑鼠标或轨迹球﹑指示灯、声讯器、以及专用的操作显示面板等组成。。根据使用人员、职责范围的不同操作站可分为：系统员站﹑工程师站﹑操作员站。是各类操作人员与系统之间实现信息交换的设备。常称之为“人机联系设备”﹑“人机接口设备”。用于实现对系统运行的有关操作﹑操作结果的显示﹑生产过程的状态监视和报警2021/7/3064、其它外部设备指除主机和操作员站所用的输入输出设备之外，计算机系统的其它必备支撑设备，它是为扩大主机的功能而配置的，按其功能可分成三类：输入设备﹑输出

4、设备﹑外存储器。5、系统总线与接口总线是主机与系统其它设备进行信息交换的某种统一数据格式的公共通路，是一组信号线的集合。一般有单总线﹑双总线和多总线之分，也有内部总线和外部总线之分。接口是外部设备﹑过程通道、操作员站等与系统总线之间的挂接部件，用来进行数据格式或电平的转换﹑信息的传输或缓冲。通常有串行接口、并行接口、管理接口、脉冲接口之分，也有专用和标准之别。2021/7/3076、过程通道是计算机和生产过程之间信息传递和变换的桥梁和纽带。按照传送信号的形式可分为模拟量通道、开关量通道、数字量通道、脉冲量通道，按照信号的传送方向

5、可分为输入通道和输出通道。模拟量输入通道：接受随时间连续变化的物理量信号，开关量输入通道：接受只有0和1两种状态的信号，数字量输入通道：接受二进制编码、BCD码信号，脉冲量输入通道：接受脉冲量形式的信号，任何输入通道皆通过传感器、变送器测量被控对象的有关过程信息，并将这些信息转换成计算机所能识别的代码。（1）输入通道2021/7/308（2）输出通道模拟量输出通道：将计算机的输出经D/A转换为模拟量，开关量输出通道：计算机逻辑信号的输出通道，数字量输出通道：计算机数字信号的输出通道，7、通讯设备是实现不同的功能﹑不同地理位置的计

6、算机（或有关设备）之间进行信息交换的设备。例如计算机通讯网络﹑网络适配器﹑通讯接口、通讯媒体等。2021/7/309计算机软件可分为二大类：1、系统软件运行和管理计算机系统的基本程序。是计算机操作运行的基本条件之一，它一般包括管理计算机资源的实时多任务操作系统、数据库管理系统﹑网络管理系统、引导程序、调度执行程序、监控程序等。（二）．软件部分2021/7/30102、应用软件是根据用户所要解决的生产和管理实际问题，借助支持软件而编制的具有一定针对性的计算机程序。这些程序决定了信息在计算机内的处理方式和算法。一般包括：过程输入程序

7、﹑数据处理程序﹑过程控制程序﹑过程输出程序﹑人机接口程序﹑显示程序﹑报警程序﹑打印程序、自检程序以及各种公用子程序等，其质量的优劣直接影响控制系统的运行效果。2021/7/3011二、计算机过程控制的发展状况经历四个阶段：计算机采用电子管.20世纪50年代，计算机运算速度慢、成本高、软硬件功能差、运行不可靠，只用于数据处理和操作指导晶体管半导体技术的发展.20世纪60年代，计算机运算速度和可靠性大大提高，出现了ＤＤＣ控制系统20世纪70年代.微型计算机的出现，计控进入新时代，TDC2000集散控制系统的推出.标志从集中向集散发展

8、20世纪80年代.超大规模集成电路技术的发展，以控制方法、智能化仪表、专家系统和局域网实现自动控制和信息管理相结合的一体化集成技术－现场总线控制系统2021/7/3012三、计算机控制系统的基本类型计算机控制系统的分类方法很多，可以按系统的功能﹑控制规律、结构﹑