第一章绪论 口1.1计算机控制系统概述 口12计算机控制系统的类型 口1.3计算机控制理论 口14计算机控制系统应用实例 口1.5计算机控制系统的发展
第一章 绪 论 ❑ 1.1 计算机控制系统概述 ❑ 1.2 计算机控制系统的类型 ❑ 1.3 计算机控制理论 ❑ 1.4 计算机控制系统应用实例 ❑ 1.5 计算机控制系统的发展
11计算机控制系统概述 口1计算机控制系统的一般概念 口2计算机控制系统的组成 口3.计算机控制系统的特点
1.1 计算机控制系统概述 ❑ 1.计算机控制系统的一般概念 ❑ 2.计算机控制系统的组成 ❑ 3.计算机控制系统的特点
1计算机控制系统的一般概念 在连续控制系统框图1.1中,给定值与反馈值经过比较器比较产 生偏差,控制器对偏差进行控制运算,产生控制信号驱动执行机枃。 系统内信号通常是模拟信号。 将连续控制系统中的比较器和控制器的功能用计算机来实现 就组成了一个典型的计算机控制系统(如图1.2)。在计算机控制系 统通常是模拟信号和数字信号的混杂系统。因此,在系统内部, 需 要进行模拟信号和数字信号之间的相互转换(AD和DA转换)。 计算杋控制系统的控制过程为数据采集及处理和实时控制。 微型计算机 给定值 22世 反 检测装置 AD转换器 图l.1连续控制系统的典型结构图1.2计算杋控制系统基本框图
1.计算机控制系统的一般概念 在连续控制系统框图1.1中，给定值与反馈值经过比较器比较产 生偏差，控制器对偏差进行控制运算，产生控制信号驱动执行机构。 系统内信号通常是模拟信号。 将连续控制系统中的比较器和控制器的功能用计算机来实现， 就组成了一个典型的计算机控制系统（如图1.2）。在计算机控制系 统通常是模拟信号和数字信号的混杂系统。因此，在系统内部，需 要进行模拟信号和数字信号之间的相互转换（A/D和D/A转换）。 计算机控制系统的控制过程为数据采集及处理和实时控制。 图1.1 连续控制系统的典型结构 图1.2 计算机控制系统基本框图
2.计算机控制系统的组成 硬件 计算机 过程输入、输出通道 外部设备 操作台 √软件 系统软件 应用软件 外部设备 输出通道 执行机构 计算机 被控对象 操作台 输入通道 检测装置 图1.3计算机控制系统的组成框图
2.计算机控制系统的组成 ✓ 硬件 • 计算机 过程输入、输出通道 • 外部设备 操作台 ✓ 软件 • 系统软件 应用软件 图1.3 计算机控制系统的组成框图
3.计算杋控制系统的特点 √模拟、数字混合系统 √便于修改控制规律 √可实现复杂的控制规律 √离散控制 √可分时控制多个回路 ˇ便于实现控制与管理一体化
3.计算机控制系统的特点 ✓ 模拟、数字混合系统 ✓ 便于修改控制规律 ✓ 可实现复杂的控制规律 ✓ 离散控制 ✓ 可分时控制多个回路 ✓ 便于实现控制与管理一体化
1.2计算机控制系统的类型 根据计算机在控制系统中的控制功能和控制目的 可将计算机控制系统分为以下几种类型。 口操作指导控制系统 口直接数字控制系统 目监督计算机控制系统 口分级计算机控制系统
1.2 计算机控制系统的类型 根据计算机在控制系统中的控制功能和控制目的， 可将计算机控制系统分为以下几种类型。 ❑ 操作指导控制系统 ❑ 直接数字控制系统 ❑ 监督计算机控制系统 ❑ 分级计算机控制系统
操作指导控制系统 所谓操作指导是指计算杋的输岀不直接用來控制被 控对象。只是每隔一定时间,计算杋进行一次数据采集 将系统的一些参数经AD转换后送入计算机进行计算及 处理,然后选行报警、打印和显示。操作人员根据这些 结果去改变调节器的给定值或直接操作执行机构。 输入通道 输出通道 操作指导计 被控对象 算机 显示打印 图1.4操作指导系统结构图
操作指导控制系统 所谓操作指导是指计算机的输出不直接用来控制被 控对象，只是每隔一定时间，计算机进行一次数据采集， 将系统的一些参数经 A/D 转换后送入计算机进行计算及 处理，然后进行报警、打印和显示。操作人员根据这些 结果去改变调节器的给定值或直接操作执行机构。 图1.4 操作指导系统结构图
直接数字控制系统 直接数字控制(DDC)系统是计算机用于工业过程 控制最普遍的一种方式。计算机通过检测元件对一个或 多个系统参数进行巡回检测并经过输入通道送入讣算 机。计算杋梖据规定的控制规律选行运算,然后发岀控 制信号直接去控制执行机构,使系统的被控参数达到预 定的要求。 CRT显示器 被 打印机 计算机 测量元件执行机构 对 操作台 转换器 图1.5直接数字控制系统
直接数字控制系统 直接数字控制（DDC）系统是计算机用于工业过程 控制最普遍的一种方式。计算机通过检测元件对一个或 多个系统参数进行巡回检测，并经过输入通道送入计算 机。计算机根据规定的控制规律进行运算，然后发出控 制信号直接去控制执行机构，使系统的被控参数达到预 定的要求。 图1.5 直接数字控制系统
监督计算机控制系统 监督计算机控制(SCC)结构如图16所示。在SCC系统中,由 计算机按照描迷生产过程的数学模型,计算岀最侁控制输岀荙给模 拟调节器或者DDC计算机,最后由模拟调节器或者DDC计算杋控制 生产过程,从而使生产过程始终处于最佳工作状态。 SCC计算机 ScC计算机 给定值 测量值 给定值 测量值 输入通道 DDC计算机人测量值 模拟L测量值 输入通道 调节器 输出通道 检测装置 执行机构 检测装置 执行机构 被控对象 被控对象 图1.6监督计算机控制系统
监督计算机控制系统 监督计算机控制（SCC）结构如图1.6所示。在SCC系统中，由 计算机按照描述生产过程的数学模型，计算出最佳控制输出送给模 拟调节器或者DDC计算机，最后由模拟调节器或者DDC计算机控制 生产过程，从而使生产过程始终处于最佳工作状态。 图1.6 监督计算机控制系统
分级计算机控制系统 装置控制级(DDC级) 工厂集中控制级 车间监督级(SCC级) 企业管理级 企业 经营管理级计算机 至其他工厂 至其他工厂 工厂集中控 制级计算机 车间监督级计算机 车间监督级计算机 装置 装置控制 装置控制装置 级计 级计算机 级计算机 工业对象A工业对象B工业对象C工业对象D 图1.7分级计算机控制系统
分级计算机控制系统 装置控制级（DDC级） 工厂集中控制级 车间监督级（SCC级） 企业管理级 图1.7分级计算机控制系统