第1章计算机控制技术概述.ppt

《第1章计算机控制技术概述.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、主讲人：杨路电气工程系自动化教研室计算机控制技术第1章主要内容1.1基本概念1.2计算机控制系统的组成1.3分类与特点1.4发展历程与趋势1.1基本概念1.计算机控制技术利用计算机来实现人们对外在对象(过程)进行自动控制的技术。3个基本要素：认识对象施加作用作用方式、时间和内容1.1基本概念1.计算机控制技术2个扩展要素：网络化分布化发展，控制单元之间的数据传输技术-通信人与计算机控制系统的接口、控制对象总结：完整的计算机控制系统是一个由人们设计和实现的、在人和控制对象间完成读、写、算和通信任务的代理系统。1.1基本概念2.常用术语实时：计算机对输入信息以足够快的速度进行处

2、理，并在一定的时间内作出反应且进行控制。硬实时软实时补充：硬实时与软实时之间最关键的差别在于，软实时只能提供统计意义上的实时。例如，有的应用要求系统在95%的情况下都会确保在规定的时间内完成某个动作，而不一定要求100%。在许多情况下，这样的“软性”正确率已经可以达到用户期望的水平。比如，用户在操作DVD播放机时，只要98%的情况都能正常播放，用户可能就满意了;而发射卫星、控制核反应堆的应用系统，这些系统的实时性必须达到100%，是绝对不允许出现意外的。1.1基本概念2.常用术语在线方式：生产过程和计算机直接连接，并受计算机控制的方式。不必通过其他中间记录介质来间接对过程进

3、行输入输出及决策。联机离线方式：生产过程不和计算机相连，且不受计算机控制的方式。通过中间记录介质，靠人进行联系并进行做相应操作。脱机计算机控制系统的硬件构成将自动控制系统中的控制器的功能用计算机来实现，就组成了典型的计算机控制系统。计算机控制系统由计算机(工业控制机)和生产过程两大部分组成。工业控制机是指按生产过程控制的特点和要求而设计的计算机，它包括硬件和软件两部分。生产过程包括被控对象、测量变送、执行机构、电气开关等装置。1.2计算机控制系统的组成计算机控制系统的硬件构成I/O接口电路主机与被控对象进行信息交换的纽带，主机通过I/O接口电路与外部设备进行数据交换。并行接

4、口、串行接口、AD、DA等。1.2计算机控制系统的组成计算机控制系统的硬件构成通用外部设备为了扩大主机的功能而设置的。打印机、数码相机、扫描仪。1.2计算机控制系统的组成计算机控制系统的硬件构成中央处理器控制系统的指挥中心。检测元件及执行机构检测元件对各种数据进行采集，把非电量参数转换成电量参数。热电偶、变送器等。1.2计算机控制系统的组成检测元件及执行机构执行机构对控制各种参数调节。电动、气动、液动执行机构。1.2计算机控制系统的组成主控制台-人机对话的联系纽带作用开关功能键LED数码管及LCD显示数字键1.2计算机控制系统的组成计算机控制系统的软件构成系统软件应用软件系

5、统软件是指专门用来使用和管理计算机的程序控制各种参数调节。应用软件是面向生产过程的程序。1.2计算机控制系统的组成按照功能对计算机控制系统分类数据采集和监视系统直接数字控制系统(DDC)定义：利用计算机的分时处理功能直接对多个控制回路实现多种形式控制的多功能数字控制系统。在这类系统中，采用数字控制器取代传统的模拟调节器，计算机的输出直接作用于控制对象，故称直接数字控制，在系统中,由一台计算机通过多点巡回检测装置对过程参数进行采样，并将采样值与存于存储器中的设定值进行比较，再根据两者的差值和相应于指定控制规律的控制算法进行分析和计算，以形成所要求的控制信息,然后将其传送给执行

6、机构,用分时处理方式完成对多个单回路的各种控制（如比例积分微分、前馈、非线性、适应等控制）。特点：闭环系统对生产过程产生直接影响的被控参数给定值是预先设定的，并且存入计算机中。这个给定值不能根据过程条件和生产工艺信息的变化及时修改。缺点：DDC控制方式无法使生产过程处于最优状态，显然不够理想。1.3分类与特点按照功能对计算机控制系统分类微机监督控制系统(SCC)概念：计算机根据原始工艺信息和其他参数，按照描述生产过程的数学模型或其他方法，自动的改变模拟调节器或以直接数字控制方式工作的计算机中的给定值，从而使生产过程始终处于最优状态。特点：能够改变给定值。SCC+模拟调节器系

7、统SCC+DDC系统两级系统1.3分类与特点按照功能对计算机控制系统分类分级控制系统生产过程既存在控制问题，也存在大量的管理问题。概念：分级控制系统是一种综合的多机系统，工程大系统，它所要解决的不是局部最优化问题，而是一个工厂、一个公司乃至一个区域的总目标或总任务的最优化问题，综合自动化问题。系统如图所示，最高级为企业管理级，其次是工厂集中控制级，第三级为车间监督级，最低级为装置控制级。1.3分类与特点按照功能对计算机控制系统分类集散控制系统概念：DCS，由多台计算机分别控制生产过程中多个控制回路，同时又可以集中获