计算机控制技术PPT.ppt

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1、第一章计算机控制概述本章要点:1.了解计算机控制系统的构成原理2.了解计算机控制系统硬件组成与软件组成。3.初步认识微型计算机控制系统分类与装置种类返回总目录本章主要内容引言1.1计算机控制系统组成1.2计算机控制系统分类1.3计算机控制装置种类本章小结思考题引言计算机控制技术--是把计算机技术与自动化控制系统融为一体的一门综合性学问，是以计算机为核心部件的过程控制系统和运动控制系统。从计算机应用的角度出发，自动化控制工程是其重要的一个应用领域；从自动化控制的领域来看，计算机技术又是一个主要的实现手段。本书立足于工

2、业自动化的领域，讨论这种不同于普通计算机的计算机控制系统的结构组成、相关技术及其工程应用。链接动画下图为一个制药车间的自动化生产流程。1.1计算机控制系统的组成主要知识点:1.1.1控制系统概念1.1.2硬件组成1.1.3软件组成1.1.1控制系统概念计算机控制系统是由常规仪表控制系统演变而来的;常规仪表控制系统，一般分成闭环控制(图1-1a所示)与开环控制(图1-1b所示)两种结构形式;计算机控制系统—用控制计算机代替图1-1的控制器，如图1-2所示；（1）闭环控制系统被控对象被控量测量变送器测量值给定值偏差输入

3、控制器控制规律控制信号执行器操纵变量按偏差进行控制的闭环反馈控制系统euqy控制器执行器被控对象测量变送器偏差给定值控制作用操纵变量被控量测量值r+_zf干扰图1-1(a)闭环控制系统（2）开环控制系统给定值控制器控制作用执行器被控对象按给定值直接进行控制的开环控制系统uqy控制器执行器被控对象给定值控制作用操纵变量被控量r(b)开环控制系统（3）计算机闭环控制系统原理组成模拟信号数字信号A/D转换器D/A转换器控制计算机把常规仪表控制系统中的控制器用控制计算机即计算机及A/D（模/数）转换接口与D/A（数/模）转

4、换接口代替。图1-2计算机控制系统原理图（4）计算机控制系统的监控过程步骤a.实时数据采集--对来自测量变送器的被控量的瞬时值进行采集和输入；b.实时数据处理--对采集到的被控量进行分析、比较和处理，按一定的控制规律运算，进行控制决策；c.实时输出控制--根据控制决策，适时地对执行器发出控制信号，完成监控任务；1.1.2硬件组成计算机控制系统硬件一般包括：主机--CPU＋RAM＋ROM＋系统总线常规外部设备--输入/输出设备、外存储器等过程输入输出通道—AI、AO、DI、DO操作台—CRT、LED、LCD等通信设备

5、—交换机、modem、集线器等图1-3所示硬件组成框图图1-3计算机控制系统硬件组成框图链接动画1.1.3软件组成硬件仅为计算机控制系统的躯体。软件是指完成各种功能的计算机程序的总和，它是计算机控制系统的神经中枢，整个系统的动作都是在软件程序指挥下协调工作的。软件通常分为系统软件和应用软件两大类；1.2控制系统分类主要知识点1.2.1数据采集系统（DAS）1.2.2操作指导控制系统(OGC)1.2.3直接数字控制系统（DDC）1.2.4监督计算机控制系统（SCC）1.2.5分散控制系统（DCS）1.2.6现场总线控

6、制系统（FCS）1.2.7计算机集成制造系统（CIMS）1.2.1数据采集系统（DAS）数据采集系统(DataAcquisitionSystem)－是所有计算机控制系统的基础。链接动画链接动画操作指导控制系统(OperationGuideControl)--基于数据采集系统的一种开环结构1.2.2操作指导控制系统(OGC)计算机生产过程显示打印机报警操作台）ID，D/A（入输程过）OD，A/D（出输程过图1-7直接数字控制系统链接动画直接数字控制系统（DirectDigitalControl）--是用一台计算机完成

7、对多个被控参数的数据采集，且按一定的控制规律进行实时决策，并通过输出通道发出控制信号以实现对生产过程的闭环控制。1.2.3直接数字控制系统（DDC）链接动画1.2.4监督计算机控制系统（SCC）监督计算机控制系统（SupervisoryComputerControl）--是OGC系统与常规仪表系统或与DDC系统综合而成的两级系统。1.2.5分散控制系统（DCS）分散控制系统（DistributedControlSystem）--是以微处理器为基础，借助于计算机网络对生产过程进行集中管理和分散控制的先进计算机控制系统

8、。链接动画1.2.6现场总线控制系统（FCS）现场总线控制系统（FieldbusControlSystem）--是一种全数字化、全分散式、可互操作的和全开放式的新型控制系统。图1-10现场总线控制系统体系结构1.2.7计算机集成制造系统（CIMS）图1-11流程工业CIMS的递阶层次结构图计算机集成制造系统（ComputerIntegratedManufac