微型计算机控制系统概述课件.ppt

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1、本课程概况学时数：48学分数：2.5其中：课堂讲授：40实验：8考核方式：考试课程设计：1个学分课程简介综合以前所学内容的应用型专业课所需要的基础知识：电路、模拟、数字、微机原理与接口技术、自动控制原理电路模拟数字自动控制原理微机原理与接口技术微型计算机控制技术利用计算机（工业控制计算机）来实现生产过程自动控制的系统。什么是微型计算机控制系统？闭环控制系统框图开环控制系统框图可用的控制器形式：机械——杠杆气动——气动调节器电子——DDZⅡ如果把上图中的控制器用微型计算机来代替，就可以构成微型计算机控制系统。在微型计算机控制系统中，只要运用各种指令，就能编出符合某种控制规律的程序

2、。微处理器执行这样的程序，就能实现对被控参数的控制。计算机控制系统基本框图微型计算机控制系统是由计算机（工业控制计算机）和工业对象两大部分组成。1.1微型计算机控制系统的组成按偏差进行控制的闭环控制系统框图。微型计算机控制系统原理图1.硬件组成（1）主机（CPU）（2）I/O接口（3）通用外部设备（4）检测元件及执行机构（5）操作台控制系统的指挥中心，通过接口和软件对被测参数进行巡回检测，并进行数据处理、控制计算，报警处理和逻辑判断。向系统的各部分发出命令。单片机：8051、8096、Z80、PIC系列嵌如式控制器：ARM7系列、龙珠系列等微机CPU：8088、80286、80

3、386、80486、80586等主机（CPU）与被控对象交流信息的纽带，与外部设备进行数据交换并行接口：8155、8255串行接口：8251等扩充主机功能。显示、打印、存储和数据传输等。人机对话的纽带。向计算机输入程序、修改内存数据、显示被测参数、发出各种命令等2．微型机控制系统的软件软件是指能完成各种功能的计算机程序的总和。它是微型计算机控制系统的神经中枢，整个系统的工作都是在程序的指挥下进行协调工作的。软件通常分为两大类：一类是系统软件，另一类是应用软件。常用的组态软件：iFIX，Intouch，WinCC，组态王微型计算机控制系统的工作原理实时数据采集：对来自测量变送装置

4、的被控量的瞬时值进行检测和输入实时控制决策：对采集到的被控量进行分析和处理，并按照以定的控制规律，决定将要采取的控制行为。实时控制输出：根据控制决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。周而复始，重复进行……实时性：信号的输入、计算和输出都要在一定的时间范围内完成，否则就会失去控制地时机。也就是说计算机要对输入地信息以足够快地速度进行控制，否则就会产生失控。1.2微型计算机控制系统分类1．操作指导控制系统2．直接数字控制系统（DDC）3．计算机监督系统（SCC）4．分布控制系统返回本章首页1．操作指导控制系统返回本节操作指导控制系统原理图计算机的输出不直接参与控制，而是

5、向操作人员提供相应的数据特点：简单、安全可靠适用场合：没有摸清控制规律计算机控制系统的初级阶段新数学模型的实验控制程序的调试2．直接数字控制系统（DDC）DDC控制系统原理图——DirectDigitalControl特点：替代多个模拟调节器灵活性大、可靠性高方便采用复杂和新型控制规律适用场合：控制回路不是太多适用场合：没有摸清控制规律计算机控制系统的初级阶段新数学模型的实验控制程序的调试3．计算机监督系统（SCC）——SupervisoryComputerControlSCC+DCC控制系统原理图SCC+模拟调节器控制系统原理图模拟调节器计算机按照描述生产过程的数学模型，计算

6、出最佳给定值送给下一级的模拟调节器或DDC计算机，然后由模拟调节器或DDC计算机控制生产过程特点：带有一定的管理功能，优化功能系统的可靠性高整个系统的灵活性高，可进行给定值控制、顺序控制、最优控制和自适应控制等。有利于老企业的技术改造有利于系统的进一步扩展——DistributedControlSystem4．分布控制系统（DCS）DCS的技术基础：计算机技术、信号处理技术、测量控制技术、通信网络技术特点：集中监视、操作、管理，危险分散通用性强、人机界面友好采用软件组态方式编程和组建系统的效率高模块和组件化结构，安装、调试简单方便通信功能强大、可提供与调节器、变频器、PLC的接

7、口5.CIMS计算机集成制造系统——ComputerIntegratedManufacturingSystem将企业作为一个整体进行协调和控制，获得最高的效益和产出对整个企业的计划、采购、生产、销售等环节的信息进行采集传递和综合加工处理，利用最优化的思想进行决策采用分层结构进行递阶控制（HierarchicalContol)，层次越高智能程度高，越低任务越具体。6.现场总线控制系统（FCS）——FieldbusControlSystem将计算机总线、网络延伸到工业现场，实现现场设备的数字化和