《计算机控制概述》PPT课件

《《计算机控制概述》PPT课件》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、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1.4计算机控制系统实例本章小结思考题引言计算机控制系统及工程应用--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；而从自动化控制工程来看，计算机技术又是一个主要的实现手段。本课程立足

2、于工业自动化的领域，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。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;常规仪表组成的自动控制系统根据不同的控制要求，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;计算机控制系统原理组成—用控制计算机代替图1-1的控制器，如图1-2所示；（1）闭环控制系统闭环控制系统--闭环控制系统中，

3、测量变送器对被控对象进行检测，把被控量如温度、压力等物理量转换成电信号再反馈到控制器中，控制器将此测量值与给定值进行比较形成偏差输入，并按照一定的控制规律产生相应的控制信号驱动执行器工作，执行器产生的操纵变量使被控对象的被控量跟踪趋近给定值，从而实现自动控制稳定生产的目的。这种信号传递形成了闭合回路，所以称此为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)闭环控制系统模拟调节器（2）开环控制系统开环控制系统--不同于闭环系统，它不需要被控对象的

4、测量反馈信号，控制器直接根据给定值驱动执行器去控制被控对象，所以这种信号的传递是单方向的。环控制系统不能自动消除被控量与给定值之间的偏差，其控制性能不如闭环系统。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计算机闭环控制系统的原理组成--是把图1-1中的控制器用控制计算机即微型计算机及A/D（模/数）转换接口与D/A（数/模）转换接口代替，由于计算机采用的是数字信号传递，而一些仪表多采用模拟信号传递，因此需要有A/D转换器将模拟量转换为数字量作为其输入信号，以及D/A转换器

5、将数字量转换为模拟量作为其输出信号。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人机接口设备—CRT、LED、LCD

6、、打印机等通信设备—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1.1.3软件组成硬件仅为计算机控制系统的躯体。要使计算机正确地运行解决各种问题，必须为它编制软件。软件是各种程序、控制算法和管理方法的统称，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；系统软件一般由计算机厂家提供，专门用来使用和管理计算机本身的程序；应用软件是用户针对生产过程要求而编制的各种应用程序。1.2控制系统分类主要知识点1.2.1数据采集系统（DAS）

7、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现场总线控制系统（FCS）1.2.1数据采集系统（DAS）数据采集系统(DataAcquisitionSystem)--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，如图1-5所示。生产过程中被控对象的大量参数经测量变送仪表发送和A/D通道或DI通道巡回采集后送入计算机，由计算机对这些数据进行分析和处理，并按操作要求进行屏幕显示、制表打印和越限报警。1.2.2操作指导控制系统(

8、OGC)操作指导控制系统--是基于数据采集系统的一种开环结构，如图1-6所示。计算机根据采集到的数据以及工艺要求进行最优化计算，计算出的最优操作条件，并不直接输出控制被控对象，而是显示或打印出来，操作人员据此去改变各个控