微型计算机控制技术-第一章(与“计算机”有关的文档共21张).pptx

1、微型计算机控制技术-第一章(与“计算机”有关的文档共21张)第一章第一章 绪论绪论主要学习内容：主要学习内容：计算机控制的概念、组成、分类、特点及应用计算机控制的概念、组成、分类、特点及应用 I/O接口和接口和I/O通道通道 用离散化方法分析、设计并改进用离散化方法分析、设计并改进PID数字控制器数字控制器 计算机控制系统的实现方法计算机控制系统的实现方法 计算机控制系统设计过程举例计算机控制系统设计过程举例第一章第一章 绪论绪论第一节第一节 计算机控制系统的组成及特点计算机控制系统的组成及特点计算机控制的一般概念 测量元件测量元件 给定元件给定元件 比较元件比较元件 放大元件放大元件 执行元

2、件执行元件 校正元件（补偿元件）校正元件（补偿元件）常用的控制系统常用的控制系统 闭环负反馈系统闭环负反馈系统 开环系统开环系统 控制器控制器执行机构执行机构被控对象被控对象测量单元测量单元变送单元变送单元给定值给定值被控参数被控参数控制器控制器执行机构执行机构被控对象被控对象给定值给定值被控参数被控参数第一章第一章 绪论绪论计算机控制概述 计算机控制系统由计算机控制系统由控制计算机本体控制计算机本体（包括软件、（包括软件、硬件和网络结构）和硬件和网络结构）和受控对象受控对象两大部分组成。两大部分组成。在线（联机，在线（联机，on-line）离线（脱机，离线（脱机，off-line）实时（实时

3、（real-time）一个实时控制系统必然是一个在线系统，但在线系统不一一个实时控制系统必然是一个在线系统，但在线系统不一定是实时控制系统。定是实时控制系统。第一章第一章 绪论绪论计算机控制系统中的控制过程计算机控制系统中的控制过程控制过程实际上是信息获取、加工和输出的过程。控制过程实际上是信息获取、加工和输出的过程。1 1.实时数据搜集实时数据搜集 2 2.实时计算（决策）实时计算（决策）3 3.实时控制实时控制 4.4.信息管理信息管理第一章第一章 绪论绪论计算机控制系统的组成计算机控制系统的组成（一）硬件（一）硬件 主机板人机接口 系统支持 磁盘系统 通信接口模拟量输入通道（AI）模拟量

4、输出通道（AO）数字量输出通道（DO）数字量输入通道（DI）内部总线外部总线输入设备输出设备 外存储器I/O通道（过程通道）第一章第一章 绪论绪论 1.1.主机主机：包括中央处理单元（：包括中央处理单元（CPUCPU）、）、时钟电路、内存储器（时钟电路、内存储器（RAM+ROMRAM+ROM）和系统总线。和系统总线。2.2.内部总线和外部总线：内部总线和外部总线：3.3.人机接口（外设）人机接口（外设）：实现微型机和外界交换信息的功能的设备。：实现微型机和外界交换信息的功能的设备。包括输入包括输入/输出设备和外存储器等。输出设备和外存储器等。4.4.输入输出通道（过程通道）输入输出通道（过程通

5、道）：是计算机和生产过程之间信息传：是计算机和生产过程之间信息传递和变换的连接通道。递和变换的连接通道。5.5.通信接口：通信接口：是通道与微机之间的中介部分。一般有并行接口、串行接是通道与微机之间的中介部分。一般有并行接口、串行接口和管理接口。口和管理接口。6.6.系统支持板：系统支持板：7.7.操作台：操作台：是操作人员用来与计算机控制系统进行联系的必要设备是操作人员用来与计算机控制系统进行联系的必要设备。基本功能有显示装置、功能板键、数字板键，基本功能有显示装置、功能板键、数字板键，第一章第一章 绪论绪论（二）软件（二）软件 1.1.系统软件系统软件 2.2.支持软件支持软件 3.3.应

6、用软件应用软件 第一章第一章 绪论绪论计算机控制系统的特点 见见P3P3 第一章第一章 绪论绪论第二节 计算机在控制中的典型应用方式（一）（一）数据采集与操作指导数据采集与操作指导第一章第一章 绪论绪论 （二）（二）直接数字控制直接数字控制（DDCDDC-Direct Digital-Direct Digital ControlControl）计算机显示打印设定值接口接口输入通道输出通道检测执行生产过程 直接数字控制系统第一章第一章 绪论绪论（三（三）监督计算机控制监督计算机控制（SCCSCC-Supervisory-Supervisory Computer ControlComputer C

7、ontrol）SCC计算机设定值测量值A/D生产过程传感器多路开关模拟调节器SCC+模拟调节器系统输出输入SCC计算机设定值测量值A/D生产过程传感器多路开关DDC SCC+DDC系统A/D多路开关输入输出第一章第一章 绪论绪论(四四)分级计算机控制系统分级计算机控制系统（HCHC-Hierarchical-Hierarchical Computer ControlComputer Control）企企 业业 级级经经 营营 管管 理理 计计 算算 机机工工 厂厂 级级集集 中中 控控 制制 计计算算 机机至至 其其 它它工工 厂厂至至 其其 它它工工 厂厂车车 间间 级级 监监 控控计计 算

8、算 机机（S S C CC C）车车 间间 级级 监监 控控计计 算算 机机（S S C CC C）装装 置置 控控 制制 级级（D D D DC C）姓姓 名名职职 位位装装 置置 控控 制制 级级（D DD D C C）装装 置置 控控 制制 级级（D DD D C C）工工 业业 对对 象象 A A工工 业业 对对 象象 B B工工 业业 对对 象象 C C工工 业业 对对 象象 D D分分 级级 计计 算算 机机 控控 制制 系系 统统第一章第一章 绪论绪论第三节第三节 典型计算机控制系统简介典型计算机控制系统简介 工业炉的计算机控制燃烧效率计算空气燃料温度测量压力测量废气分析仪废气计

9、算机炉膛阀A/D速度调节器电流调节器晶闸管触发器隔离放大MA/D电流互感器同步三相交流电给定+_+测速发电机计算机控制的双闭环系统第一章第一章 绪论绪论计算机加热器阀门蒸汽TC进料A进料B加料阀门搅拌器温度控制器温度变送器液位变送器出口出料泵计算机顺序控制第一章第一章 绪论绪论第一章第一章 绪论绪论第四节第四节 工业控制机工业控制机特点和要求特点和要求控制实时性控制实时性可靠性高和可维修性好可靠性高和可维修性好环境适应性强环境适应性强较完善的输入输出通道和较丰富的软件较完善的输入输出通道和较丰富的软件 第一章第一章 绪论绪论第四节第四节 工业控制机工业控制机工业控制计算机的总线结构工业控制计算

10、机的总线结构1.内部总线内部总线PC总线总线STD总线总线 2.外部总线外部总线RS-232C串行总线串行总线IEEE-488平行总线平行总线 实时（real-time）基本功能有显示装置、功能板键、数字板键，第二节 计算机在控制中的典型应用方式计算机控制系统的实现方法集散控制系统（DCS）分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调输入输出通道（过程通道）：是计算机和生产过程之间信息传递和变换的连接通道。比较元件操作台：是操作人员用来与计算机控制系统进行联系的必要设备。计算机控制的双闭环系统较完善的输入输出通道和较丰富的软件离线（脱机，off-line）在线（联机，on-line）控制过程实际上是信息获取、加工和输出的过程。比较元件校正元件（补偿元件）第一章第一章 绪论绪论第五节第五节 计算机控制系统的研究课题和发展方向计算机控制系统的研究课题和发展方向集散控制系统（集散控制系统（DCS）分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调 监督控制计算机CRT操作站高速数据通道基本调节器基本调节器被控对象被控对象第一章第一章 绪论绪论可编程控制器可编程控制器计算机集成制造系统（计算机集成制造系统（CIMS）低成本自动化低成本自动化智能控制技术智能控制技术