计算机控制技术课件第2章备份.ppt

《计算机控制技术课件第2章备份.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、计算机控制技术基础ComputerControlTechnology张文霞青岛理工大学琴岛学院机电系2011年3月第一章计算机控制系统绪论内容提要1.计算机控制系统的概述2.计算机控制系统的组成及分类3.计算机控制系统的课题与发展方向1计算机控制系统概述计算机控制是以计算机、自动控制理论、自动控制工程、电子学和自动化仪表为基础的综合学科。简单的说，计算机控制系统就是以计算机替代了原模拟控制系统中由控制器（控制仪表）组成的自动控制系统，但是这种取代决不是一种简单的替代，而是一种升华。随着计算机应用于自动控制领域，自动控

2、制水平产生了巨大的飞跃。1959年美国TRW航空公司和Texaco公司合作成功地在得克萨斯州的一家炼油厂将一台计算机投入在线控制。该控制系统从综合指标出发确定了热水循环系统的最佳参数，同时也揭开了计算机控制的辉煌一页；1962年英国帝国化工公司制造出一套可以取代常规仪表对生产过程直接进行控制的计算机控制系统，开创了直接进行数字控制的新时期；1975年美国Honeywell公司成功研制出世界上第一套集散型控制系统TDC-2000并投入使用，开创了计算机应用于实际生产过程控制的新纪元。20世纪80年代末，集散控制系统迅速

3、发展，有几万套集散系统投入运行。随着3C技术和网络技术的发展，现场总线控制系统和网络控制系统应运而生，可编程控制器的综合应用已打破了原工业控制的格局，并共同融入到计算机控制系统的大门类之中。2计算机控制系统的组成及分类2.1计算机控制系统计算机控制系统就是利用计算机来实现生产过程自动控制的系统。自动控制是指在非人工直接参与的前提下，应用自动控制装置自动地、有目的地控制设备和生产过程，使之具有一定的状态和性能，完成相应的功能，实现预订的目标。自动控制系统一般可以分为开环控制系统和闭环控制系统两大类。开环控制系统：结构简

4、单，性能较差闭环控制系统：需要控制对象的反馈信号控制器被控对象设定值被控参数控制器被控对象被控参数设定值×＋－补充内容（自动控制原理）以液体储槽的水位控制为例进行说明。人工方法：自动方式：计算机控制系统若用计算机替代系统中的控制器就形成了计算机控制系统。计算机控制系统由计算机本体（包括硬件、软件和网络结构）和受控对象两大部分组成。下图是一个典型的按偏差进行控制的计算机控制系统。信息的获取：计算机可以通过计算机的外部设备获取被控对象的实时信息和人的指令性信息，这些信息是计算机进行计算或决策的素材和依据；信息的处理：计算

5、机可根据预先编好的程序从外部设备获取的信息进行处理，这种数据处理应包括信号的滤波、线性化校正、标度的变换、运算与决策等；信息的输出：计算机将最终处理完的信息通过外部设备送到控制对象，通过显示、记录或打印等操作输出其处理或获取信息的情况。计算机控制系统的控制过程计算机控制系统的硬件组成硬件组成◆主机：CPU、RAM/ROM◆常规外设：输入、输出和存贮设备◆输入输出通道：AI、AO、DI、DO◆外部设备：各种接口◆运行操作台：显示屏、功能键、数字键计算机控制系统的组成计算机控制系统硬件组成框图计算机控制系统的软件组成软件

6、组成◆系统软件—提供计算机运行和管理的基本环境◆应用软件—直接的控制程序,如数据采集及数据处理程序、控制算法程序、控制量输出程序和实时时钟、中断处理程序、数据管理程序和数据通信程序计算机控制系统的分类操作指导控制系统是基于生产过程数据直接采集的非在线的闭环控制系统。系统的优点是结构简单，控制灵活和安全。缺点是要由人工操作，速度受到限制，不能控制多个对象。计算机控制系统的典型形式直接数字控制（DirectDigitalControl,DDC）该控制系统的特点是实时性好、可靠性高和适应性强。实现集中控制，代替常规控制

7、仪表控制算法,单回路及常用复杂控制系统,由于集中控制的固有缺陷，硬件可靠性低,未能普及。监督控制系统（SupervisoryComputerControl,SCC）—给定值控制，效果取决于数学模型的精度—两种不同的结构：•SCC＋模拟调节器•SCC＋DDCSCC＋模拟调节器SCC＋DDC计算机控制系统的典型形式分布式控制系统（DistributedControlSystem,DCS）—分散控制，集中管理计算机控制系统的典型形式过程控制级过程控制级功能生产过程的数据采集、反馈控制、顺序控制、批量控制等。在其内部完成：A

8、/D转换，各种控制算法的运算，对模拟量进行滤波及工程单位转换，将采集到的实时数据通过网络送到操作员(工程师)站或其他I/O站。过程控制级装置多回路控制器单回路控制器多功能控制器可编程逻辑控制器数据采集装置计算机控制系统的典型形式过程管理级控制系统工程师、操作员与DCS的界面—人机界面。MMI—ManMachineInterface；OI—Ope