计算机控制技术的发展及应用.ppt

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1、计算机控制技术的发展及应用计算机控制，是关于将计算机技术应用于工农业生产、国防等行业的一门综合性学科与技术。计算机控制是以计算机、控制工程、电工电子学和自动化仪表为基础的综合学科。计算机控制系统简单地说就是以计算机替代了原模拟控制系统的控制器（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。1计算机控制系统概述在工业生产中计算机一般包括三种类型：单片机、PLC、工业控制计算机。可编程控制器定义：可编程序逻辑控制器(Programmable[Logic]Controller)。简称为PLC,是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境

2、下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。1993年中国PLC市场排行榜上的世界十大厂家美国A－B公司（Allen－Bradley）德国西门子公司（Siemens）美国GE－Fanuc公司美国的莫迪康（Modicon）和法国的TE电器公司日本欧姆公司（OMRON）日本三菱电机株式会社（MITSUBISHI）日本富士电机株式会社（FujiElectric）日本东芝公司（TOSHIBA）日本的光洋电子（KOYO）和中国的华光电子(C

3、KE）日本松下电工株式会社(MEW):MatsushitaElectricWorksLtd）计算机控制系统的应用领域计算机控制在工业自动化中起着举足轻重的作用，在国内外已广泛应用于机械、冶金、石油、化工、轻工、纺织、电力、电子、食品、交通等行业。经验表明，80％以上的工业控制可以使用PLC来完成。这就意味着我们需要掌握一定的计算机控制技术。主机过程控制通道A/DD/AD/ID/O操作台（通讯）控制对象（系统）CPUMEM图典型的计算机控制系统的硬件组成框图典型的计算机控制系统的硬件主要包括：计算机主机、过程控制通道、操作控制台和常用的外设，如下图所示。1.1计

4、算机控制系统硬件组成FW351标准信号输入卡FW352热电偶信号输入卡FW353热电阻信号输入卡FW372模拟量输出卡FW366开关量输入卡FW367开关量输出卡系统I/O卡件应用软件是用户根据控制对象、控制要求，为实现高效、可靠、灵活的控制而自行编译的各种程序。它们包括：数据采集、数字滤波、标度变换、键盘的处理、过程控制算法、输出与控制等程序。用于应用软件开发的程序设计语言，一般有：汇编、C#、C++、VB、VC等。目前也有一些专门用于控制的引用组态软件，这些软件功能强，使用方便，组态灵活，具有很强的应用前景。1.2计算机控制系统软件介绍工业组态软件是指数据

5、采集与过程控制的专用软件。它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台，容易实现和完成监控层的各项功能。世界上第一个把组态软件做为商品进行开发、销售的专业软件公司是美国的Wonderware公司，它于80年代末率先推出第一个商品化监控组态软件Intouch。此后组态软件得到了迅猛的发展。目前世界上的组态软件有几十种之多，国际上较知名的监控组态软件有：Fix，Intouch，Wincc，LabView，Citech等。我国：三维力控（ForceControl）组态王通用组态现代化电站的集中控制室（1）在深度方面，则向高速度、智能化方向发展。（2）在广度方面，向大系统

6、或系统工程的方向发展，向管理控制一体化的方向发展。从单一过程、单一对象的局部控制，发展到对整个工厂、整个企业，甚至对社会经济、国土利用、生态平衡、环境保护等大规模复杂对象和系统进行综合控制。1.2.3计算机控制系统的发展方向操作台级处理设备计算机过程控制通道生产过程图直接数字控制系统2直接数字控制系统（DirectDigitalControl）直接数字系统是计算机控制系统的最基本形式，也是应用最多的一类计算机控制系统。其一般结构如图所示：这类控制系统是计算机通过过程控制通道对工业生产过程进行在线实时控制。应用举例水箱水位的手动控制：观测实际水位，将实际水位与要

7、求的水位值相比较，得出两者偏差。根据偏差的大小和方向调节进水阀门的开度，即当实际水位高于要求值时，关小进水阀门开度，否则加大阀门开度以改变进水量，从而改变水箱水位，使之与要求值保持一致。水箱水位的自动控制浮子：测量作用连杆：比较作用放大器、伺服电动机和减速器：调节作用阀门：执行元件作用当实际水位低于要求水位时，电位器输出电压值为正，且其大小反映了实际水位与水位要求值的差值，放大器输出信号将有正的变化，电动机带动减速器使阀门开度增加，直到实际水位重新与水位要求值相等时为止。水位自动控制的目的：使偏差消除或减小，使实际水位达到要求的水位值。水箱水位的自动控制示意图

8、眼手脑水位测量与变送执行器控制器给定手