《微型计算机控制技术》教案.doc

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1、第周第次课年月日章节名称第1章计算机控制系统概述授课方式理论课（*　）；实践课（　）；实习（　）教　学时　数2教学目的及要求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教学重点与难点重点：计算机控制系统硬件组成与软件组成。难点：计算机控制系统分类与装置种类教学手段介绍、讨论与多媒体教　学主要　内　容时间分配计算机控制系统的构成原理计算机控制系统硬件组成与软件组成。初步认识微型计算机控制系统分类与装置种类小结（15’）（30’）（35’）（5’）复习思考题1．计算机控制系统

2、与常规仪表控制系统的主要异同点是什么？2．分析说明图1-3计算机控制系统的硬件组成及其作用。3．计算机控制系统的软件由哪些部分构成？4．按控制方案来分，计算机控系统划分成那几大类？5．计算机控制装置可以分成哪几种机型？小结本章概要介绍了计算机控制系统的构成原理、硬件组成与软件组成。分别从计算机控制系统的控制方案与装置种类这两个不同的角度讨论分析了计算机控制系统的分类。本书将在本章的基础上渐次对计算机控制系统的各个组成部分展开讨论。第1章:绪论随着科学技术的进步，人们越来越多地用计算机来实现控制系统。近几年来，计算机技术、自动控制技术、检测与传感

3、技术、CRT显示技术、通信与网络技术、微电子技术的高速发展，促进了计算机控制技术水平的提高。本章主要介绍计算机控制系统及其组成、工业控制机的组成结构及特点、计算机控制系统的发展概况和趋势。§1．1计算机控制系统概述自动控制技术在许多领域里获得了广泛的应用。自动控制——就是在没有人直接参与的情况下，通过控制器使生产过程自动地按照预定的规律运行。近年来，计算机已成为自动控制技术不可分割的重要组成部分，并为自动控制技术的发展和应用开辟了广阔的新天地。§1.1.1计算机控制系统及其组成1．计算机控制系统计算机控制系统——利用计算机来实现生产过程自动控制

4、的系统。计算机输出通道D/A输入通道A/D对象被控变量y输入通道（1）计算机控制系统的工作原理典型的计算机控制系统，如图1．1。图1.1在计算机控制系统中，由于工业控制机的输入和输出是数字信号，因此需要有A／D转换器和D／A转换器。从本质上看，计算机控制系统的工作原理可归纳为以下三个步骤：①实时数据采集：对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进行检测和输入。②实时控制决策：对采集到的被控量进行分析和处理，并按已定的控制规律，决定将要采取的控制行为。③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。上述过程不断重复，使整个系统

5、按照一定的品质指标进行工作，并对被控量和设备本身的异常现象及时作出处理。（2）在线方式和离线方式在计算机控制系统中，生产过程和计算机直接连接，并受计算机控制的方式称为在线方式或联机方式；生产过程不和计算机相连，且不受计算机控制，而是靠人进行联系并作相应操作的方式称为离线方式或脱机方式。（3）实时的含义实时——指信号的输入、计算和输出都要在一定的时间范围内完成，超出了这个时间，就失去了控制的时机，控制也就失去了意义。实时的概念不能脱离具体过程，一个在线的系统不一定是一个实时系统，但一个实时控制系统必定是在线系统。2.计算机控制系统的组成典型的过程

6、计算机控制系统如图1.2。生产过程执行机构反多路开关多路开关开关量输出时钟操作台计算机（主机）接口接口接口接口A/DD/A磁盘驱动器打印机CRT显示终端软件变送器传感器通用外部设备主机、操作台接口输入输出通道检测、变送执行被控对象开关量输入以微型计算机为核心的过程控图1.2基本组成：硬件部分和软件部分。各部件功能简介：硬件部分①主机组成：中央处理器（CPU）和内存储器(RAM和ROM)组成。作用：根据输入通道送来的被控对象的状态参数，进行信息处理、分析、计算，作出控制决策，通过输出通道发出控制命令。②接口电路作用：主机与外部设备、输入输出通道进

7、行信息交换时，通过接口电路的协调工作，实现信息的传送。③过程输入/输出通道作用：主机和被控对象实现信息传送与交换的通道。输入/输出通道分为模拟量输入通道、模拟量输出通道、开关量输入通道、开关量输出通道。④外部设备外部设备按功能可分成三类：输入设备、输出设备和外存储器。常用的输入设备有键盘、磁盘驱动器、纸带输入机等，输入设备主要用来输入程序和数据。常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪等。输出设备主要用来把各种信息和数据以曲线、字符、数字等形式提供给操作人员，以便及时了解控制过程。外存储器有磁盘、磁带等，主要用来存储程序和数据。⑤操作台一般操作台

8、有（CRT）显示器或(LED)数码显示器，用以显示系统运行的状态；有功能键，以便操作人员输入或修改控制参数和发送命令。软件部分软件是指计算机中使用的所