计算机测控系统课件.pptx

1、计算机测控系统计算机测控系统硕士研究生选修课硕士研究生选修课控制理论与控制工程控制理论与控制工程检测技术与自动化装置检测技术与自动化装置2013年年9-12月月发展方向：发展方向： 深度，智能化深度，智能化 广度，管理控制一体化广度，管理控制一体化计算机控制系统分类：计算机控制系统分类：操作指导控制系统（操作指导控制系统（Operation Guide Control）直接数字控制系统直接数字控制系统(Direct Digital Control)(Direct Digital Control)计算机监督控制系统计算机监督控制系统(Supervisory Computer (Superviso

2、ry Computer Control)Control)集散控制系统集散控制系统(Distributed Control System)(Distributed Control System)现场总线控制系统现场总线控制系统(Fieldbus Control System)(Fieldbus Control System)计算机集成制造系统计算机集成制造系统(CIMS)(CIMS)2.12.1可编程控制器（可编程控制器（PLCPLC） PLC是一种数字运算操作的电子系统，专门为在工业环境下应用而设计。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作

3、的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。 PLC PLC是近几十年发展起来的一种新型工业控是近几十年发展起来的一种新型工业控制器。制器。 主要包括中央处理单元、存储单元、通信接主要包括中央处理单元、存储单元、通信接口、外设接口、口、外设接口、I/OI/O接口等。接口等。2.12.1可编程控制器（可编程控制器（PLCPLC） 循环扫描过程循环扫描过程2.2 集散控制系统（集散控制系统（DCS）2.2.1 DCS的概念的概念 集散控制系统（Distributed Control System）亦称分布式控制系统（简称DCS），是结合多种先进技术而形成的，对生产过程

4、进行集中监测、操作、管理和分散控制的一种控制技术，是随着现代大型工业生产自动化的不断发展和过程控制要求的日益复杂应运而生的一种综合控制系统，是完成过程控制、过程管理的现代化设备。 国外称集散控制系统是4C 技术的产物。这4C 就是指控制技术（Control）、计算机技术（Computer）、通信技术（Communication）、和CRT（Cathode Ray Tube）技术。DCS既不同于分散的仪表控制，又不同于集中式计算机控制系统，是4C 技术相互渗透发展而产生的 。DCS开创期开创期：19751980年 代表产品：Honeywell，TDC2000 FOXBORO，Spectrum B

5、aily，N-90 恒河，CENTUM 这些第一代的集散控制系统以微处理器为基础的过程控制单元，实现多种控制功能算法，并实现分散控制；采用带显示器的操作站，与过程控制单元分离，实现集中监视、集中操作、信息综合管理；采用较先进的冗余通信系统、用同轴电缆作为传输媒质，实现控制单元与操作站的通信，已具有DCS的基本特点（即分散控制，集中管理），是DCS的雏形。 DCS成长过渡期：成长过渡期：19801985年 代表产品：未变 第二代的主要特点是在原来产品的基础上进行改进，进一步提高可靠性并扩展和增强了功能。 其特点是采用模块化、标准化设计，数据通信向标准化迁移，板级模块化，单元结构化，使之具有更强适

6、应性和可扩充性；新开发的多功能过程控制站、增强型操作站采用了16位CPU及高分辨率CRT技术；通信系统已采用局域网络（从主从式的星形变为总线网络或环网通信），使系统通信范围扩大，同时数据传输速率也大大提高；控制功能更加完善，它能实现过程控制、数据采集、顺序控制和批量控制功能。 其基本结构由六部分组成，即局域网络、多功能现场控制站、增强型操作站、主计算机、网络连接器和系统管理站等。 DCS完善期：完善期：80年代中后期年代中后期 代表产品：Honeywell，TDC3000 FOXBORO，I/A SERIES Baily，INFI-90 Moore ，PACS 这阶段的特点是向开放式、标准化开

7、放式、标准化方向发展：实现了开放式的系统通信， 向上能与 MAP 和 Ethernet 接口，或者通过网间连接器与其它网络联系，构成复合管理系统，并与不同制造商的产品能进行数据通信；向下支持现场总线，它使得过程控制或车间的智能变送器、执行器和本地控制器之间能实现可靠的实时数据通信。 开放系统是第三代集散控制系统主要特征。根据X/OPEN协会的定义，以规范化与实际存在的接口标准为依据而建立的计算机系统、网络系统及相关的通信系统，这些标准可为各种应用系统的标准平台提供软件的可移植性、系统的互操作性、信息资源管理的灵活性和更大的可选择性。 开放系统的基本特征如下： 可移植性（portability）

8、 互操作性（interoperability） 可适宜性（scalability） 可得到性（availability） DCS管控一体化时期：管控一体化时期：90年代初至今年代初至今 代表产品： Honeywell，TPS系统（Total Plant System） PKS系统(Process knowledge System) FOXBORO，I/AS 50/51系列控制系统 Invensys 横河，CENTUMCS ABB，ADVANT系统OCS开放控制系统 当今的 DCS是生产过程控制系统与信息管理系统紧密结合的“管控一体化”的新一代集散型控制系统。由于工厂、企业的信息集成和管理已经提

9、到一定的高度，DCS 系统的功能已不再只局限于生产过程的控制，在整个工厂、集团公司的管理中，DCS 也能发挥相应的作用。 DCS发展趋势：发展趋势： 向上发展：即向计算机集成制造系统（CIMS：Computer Integrated Manufacturing System）、计算机集成过程系统（CIPS：Computer Integrated Production System）等信息化集成化系统发展。 向下发展：即向现场总线控制系统发展（FCS：Fieldbus Control System），把系统控制能力移到现场，使得控制得到最终的分散，减少了输入输出的接口，减少了机柜的空间和附属设备

10、。 DCS系统的体系结构按功能通常分为四级，第一级为直接控制级，第二级为过程管理级，第三级为产品管理级，第四级为经营管理级。各级之间通过通信网络相连，各级内部各站或单元由本级的通信网络进行通信联系。 DCS系统的功能分层图 ：DCS体系结构的各级功能，总体上可用下图表示： 直接控制级（过程控制级） 在这一级上，过程控制计算机直接与现场各类装置（变送器、执行器、记录仪等）相连，对所连接的装置实施检测与控制，同时接收上层来的管理信息，并向上层传递装置的特性数据和采集到的实时数据。 直接过程控制级是集散控制系统的基础，其主要功能有： （1）进行过程数据采集：现场检测模拟量、数字量和脉冲量的输入/输出

11、并进行转换处理，控制运算结果的直接输出。 （2）进行直接的数字过程控制：根据控制组态数据库中的控制算法模块，各种控制回路的运算(回路调节、逻辑运算等等)，来实施对实时过程量的控制。 （3）进行设备监测和系统的测试和诊断：把过程变量和状态信息提取后，分析是否可以接受以及是否允许向高层传输，进而确定是否对被控装置实施调节 ；必要时实施报警、错误或诊断报告等措施。 （4）实施安全性、冗余化方面的措施：一旦发现故障，就立即实施备用件的切换 。 过程管理级 在这一级上的过程管理计算机主要有监控计算机、操作站、工程师站。它综合监视过程各站的所有信息，集中显示操作，控制回路组态和参数修改，优化过程处理等。这

12、一层的具体功能有: 优化过程控制 自适应回路控制 优化单元内各装置 工程师站：负责系统的管理、控制组态、系统的生成与下装； 操作员站：是人机接口，由PC机系统(含CRT、键盘、打印机)负责生产工艺的操作控制、过程状态显示、报警状态显示、实时数据和历史数据的显示、打印等； 上位机：即管理计算机，它实现生产调度管理、优化计算、生产经营管理与分析决策等层次的管理和计算。 产品管理级（生产管理级） 在这一级上的管理计算机根据产品各部件的特点，协调各单元级的参数设定，是产品的总体协同员和控制器，负责厂级的生产调度和优化。 要求根据用户的订货情况、库存情况、能源情况来规划各单元中的产品结构和规模，并可对产

13、品重新计划，随时更改产品结构。对于综合全厂生产和产品监视，以及产品报告也都在这一层实现，并与上层交换传递数据。具体有：规划产品结构和规模；产品监视；产品报告；工厂生产监视。 经营管理级 经营管理级居于工厂自动化系统的最高一层，负责全厂的总体协调管理，包括工程技术方面、经济方面、商业事务方面、人事活动等等，以达到组合优化的目的 。 这一级的主要功能包括： 市场经济情报：包括情报收集、市场分析、预测、用户反馈、市场趋势等。 销售管理：包括合同管理、定货交货统计、合同履行、材料库存、外购定货管理等。 生产管理：生产定货安排、零部件计划、外协管理、工期管理等。 成本控制：包括制造成本、管理成本、价格核

14、定等。 质量管理：包括零部件、半成品、成品质量、外协部件质量控制的统计、工艺参数分析等。 2022-4-15计算机控制技术243 计算机控制系统软件2022-4-15计算机控制技术25 计算机控制系统分为硬件和软件两部分 软件是任何系统的头脑、心脏和灵魂 2022-4-15计算机控制技术26计算机控制软件概述计算机控制系统中的数据库工业组态软件简介本章主要内容2022-4-15计算机控制技术273.1 计算机控制软件概述 软件是计算机系统中与硬件相互依存的另一部分，它是包括程序、数据及其相关文档的完整集合； 程序是按事先设计的功能和性能要求执行的指令序列； 数据是使程序能正常操纵信息的数据结构

15、； 文档是与程序开发，维护和使用有关的图文材料。 2022-4-15计算机控制技术28。 z3.1 计算机控制软件概述-计算机软件分类2022-4-15计算机控制技术29 系统软件用来管理计算机系统的资源，并以尽可能简便的形式向用户提供使用资源的服务，包括操作系统、系统实用程序、系统扩充程序（操作系统的扩充、汉化）、网络系统软件、设备驱动程序、通讯处理程序等。 操作系统是最基本的系统软件，操作系统是一个功能强、规模大的管理程序。 3.1计算机控制软件概述-计算机软件分类2022-4-15计算机控制技术30 专用于单个微机，称为单用户操作系统，如DOS操作系统。 专用于多个终端的主机，称为多用户

16、操作系统，如UNIX多用户操作系统。 专用于网络系统，称为网络操作系统，NOVELL、Windows NT是网络操作系统。 专用于嵌入式开发系统，称为嵌入式操作系统，如Win CE、Palm OS、Linux等。 操作系统分类：3.1计算机控制软件概述-计算机软件分类2022-4-15计算机控制技术31Windows几代典型的操系统启动界面2022-4-15计算机控制技术32 支撑软件辅助软件开发人员进行软件开发工作使用的各种工具软件，借以完成软件开发工作，提高软件生产效率，改善软件产品的质量等，它主要包括软件开发工具、软件评测工具、界面工具、转换工具、软件管理工具、语言处理程序、数据库管理系

17、统、网络支持软件以及其他支持软件。 3.1 计算机控制软件概述-计算机软件分类2022-4-15计算机控制技术33 应用软件是软件公司或用户为解决某类应用问题而专门研制的软件。主要包括科学和工程计算机软件、文字处理软件、数据处理软件、图形软件、图象处理软件、应用数据库软件、事务管理软件、辅助类软件、控制类软件等。 计算机控制系统软件属于应用软件，它主要实现企业对生产过程的实时控制和管理以及企业整体生产的管理控制 3.1计算机控制软件概述-计算机软件分类2022-4-15计算机控制技术343.1 计算机控制软件概述-计算机软件分类2022-4-15计算机控制技术35 计算机控制系统软件组成 按C

18、IMS模型结构体系，通常五部分组成，自底向上依次是：设备控制层：实现对车间各设备单独控制，保证设备按生产工艺要求正常工作过程控制层：按工艺生产过程实现控制，选择恰当控制策略和方案进行实时控制，使生产过程目标达到最优； 调度层：协调组织各车间、部门进行按计划进行生产，以满足企业市场要求；管理层：对生产过程、生产质量、人员、物料等生产管理要素进行管理；决策层：根据前面各层的数据，进行统计、分析，为企业领导提供决策支持；3.1 计算机控制软件概述-计算机软件分类2022-4-15计算机控制技术36企业长期计划决策企业长期计划决策企业生产最优调度企业生产最优调度生产装置实时全局最优（协调）生产装置实时

19、全局最优（协调）计算机集散控制系统计算机集散控制系统 DCSDCS工工 业业 生生 产产 过过 程程 过程计算机控制系统的软件需求框图过程计算机控制系统的软件需求框图装置优化层装置优化层先进控制层先进控制层直接控制层直接控制层局部优化局部优化先进控制先进控制先进控制先进控制局部优化局部优化先进控制先进控制先进控制先进控制先进控制先进控制先进控制先进控制2022-4-15计算机控制技术37l 实时数据采集：采集现场控制设备的数据，过程控制参数；l 控制策略：为控制系统提供可供选择的控制策略方案；l 闭环输出：在软件支持下进行闭环控制输出，以达到优化控制的目的；l 报警监视：处理数据报警及系统报警

20、；l 画面显示：使来自设备的数据与计算机图形画面上的各元素关联起来；3.1计算机控制软件概述-计控系统软件功能 2022-4-15计算机控制技术38l 报表输出：各类报表的生成和打印输出；l 数据存储：存储历史数据并支持历史数据的查询l 系统保护：自诊断、掉电处理、备用通道切换和为提高系统可靠性和维护性所采取的措施；l 通信功能：各控制单元间、操作站间、子系统间的数据通信功能；l 数据共享：具有与第三方程序的接口，方便数据共享； 3.1 计算机控制软件概述-计控系统软件功能 2022-4-15计算机控制技术39衡量一个控制系统软件性能优劣的主要指标 系统功能是否完善，能否提供足够多的控制算法（

21、包括若干种高级控制算法）。 系统内各种功能能否完善地协调运行，如进行实时采样和控制输出的同时，又能同时显示画面，打印管理报表和进行数据通信操作。 人机接口是否良好，有丰富的画面和报表形式，较多的操作指导信息。另外操作要方便、灵活。 系统的可扩展性能如何，即是否能不断地满足用户的新要求和一些特殊的需求。3.1计算机控制软件概述2022-4-15计算机控制技术403.2 计算机控制系统中的数据库 数据库系统定义 数据库系统发展数据库系统主要特征数据库体系结构三级模式数据模型 结构化查询语言 常见数据库管理系统实时数据库系统 GO2022-4-15计算机控制技术41 数据库系统从根本上讲是一个以计算

22、机为基础的记录保持系统，也就是说，它的总的目的是要记录和保持信息。 一个数据库系统要包括四个主要部分：数据、硬件、软件和用户。 数据：存储在数据库中的数据可划分为一个或多个数据库。如产品数据、病人数据、学生数据等。数据库的数据既是综合的，又是共享的。“综合”指可把数据库看成若干单个不同的数据文件联合，在那些文件间局部或全部地消除了冗余。“共享”指数据库中一块块数据可为多个不同用户所共享，其意义是多个用户可存取同一块数据。 3.2计算机控制系统中的数据库数据库系统定义 2022-4-15计算机控制技术42硬件：主要是指存储数据库数据的辅助存储器- 磁盘、磁鼓及其他附属设备。软件：在实际存储的数据

23、(或称物理数据库)和用户之间是一个软件层，叫数据库管理系统(DBMS)。用户存取数据库的所有请求都是由DBMS操作。DBMS提供了一种在硬件层之上的对数据库的观察，并支持用较高的观点来表达用户的操作。用户：数据库系统中的用户是指运用数据库进行各种业务处理工作的人或部门。用户的业务处理是通过专门的应用程序来实现的。 3.2计算机控制系统中的数据库数据库系统定义 2022-4-15计算机控制技术43 数据库系统的低级阶段： 从20世纪60年代后期开始，存储技术取得很大发展，有了大容量的磁盘。为了提高效率，人们着手开发和研制更加有效的数据管理模式，提出了数据库的概念。 英国IBM公司1968年研制成

24、功的数据库管理系统标志着数据管理技术进入了数据库系统阶段。 在1969年美国数据系统语言协会公布了数据库工作组报告，对研制开发网状数据库系统起了重大推动作用。 从1970年起，IBM公司的E.E.Codd连续发表论文，又奠定了关系数据库的理论基础。 从20世纪70年代以来数据库技术发展很快，得到了广泛的应用，已成为计算机科学技术的一个重要分支 。 3.2 计算机控制系统中的数据库数据库系统发展 2022-4-15计算机控制技术44 数据库系统的高级阶段： 20世纪70年代中期以来，随着计算机技术的不断发展，出现了分布式数据库、面向对象数据库和智能型知识数据库等，通常被称为高级数据库技术，这个阶

25、段通常被称为数据库系统的高级阶段 分布式数据库：分布在计算机网络不同节点(size)上的数据的集合。两个主要特点，一是网络上每个节点上的数据库都只有独立处理的能力。多数数据处理就地完成，不能处理的才交其他处理机处理。另一个是计算机之间用通信网络连接。每个节点上的应用可访问本节点上数据库中的数据(局部应用)，也可以通过网络访问其他节点的数据库的数据(全局应用)。分布式数据库在物理上是分散的，在逻辑上是统一的。 3.2计算机控制系统中的数据库数据库系统发展 2022-4-15计算机控制技术45 数据库系统的高级阶段： 面向对象数据库：20世纪80年代产生了面向对象的数据库系统，一切概念上存在的小至

26、单个整数或数字串，大至由许多部件构成的系统均称为对象。任何一个对象都有数据部分和程序部分，例如职工张三是一个对象，他25岁，每月工资1500元。这个对象的数据部分是姓名张三，年龄25，工资1500元。修改对象张三的年龄或工资，或检索对象属性(例如姓名、年龄、工资)的值，所使用的程序构成了对象的程序部分。面向对象的数据库系统比一般数据库系统具有更多的特点和应用领域。未来的软件系统将建立在面向对象的概念上。3.2 计算机控制系统中的数据库数据库系统发展 2022-4-15计算机控制技术46 数据库系统的高级阶段： 智能型知识数据库：知识库是一门新的学科，它研究知识表示、结构、存储、获取等技术。知识

27、库是专家系统、知识处理系统的重要组成部分。知识库系统把人工智能的知识获取技术和机器学习的理论引入到数据库系统中，通过抽取隐含在数据库实体间的逻辑蕴涵关系和隐含在应用中的数据操纵之间的因果联系，形式化地描述数据库中的实体联系。在知识库系统中可以把语义知识自动提供给推理机，从已有的事实知识推出新的事实知识。3.2计算机控制系统中的数据库数据库系统发展 2022-4-15计算机控制技术47 数据结构化：在数据库中，数据是按照某种数据模型组织起来的，不仅文件内部数据之间彼此是相关的，而且文件与文件之间在结构上也有机地联系在一起，整个数据库浑然一体。 较少的数据冗余度：非数据库系统中往往会导致存储数据的

28、大量冗余，结果造成存储空间浪费。 避免不相容性：这也是减少数据冗余带来的必然结果。3.2 计算机控制系统中的数据库 数据库系统主要特征2022-4-15计算机控制技术48 数据共享: 数据共享不仅表现在现有的一些应用能共享数据库中的数据，而且表现在可对同样的存储数据开展一些新应用。 保持数据完整性: 完整性是指数据库中的数据是准确的。 数据独立性: 数据独立性是数据库系统的一个主要目标。文件系统的应用都是数据依赖的，在数据库系统中，各种应用对存储结构和存取策略的改变不敏感。 3.2 计算机控制系统中的数据库 数据库系统主要特征2022-4-15计算机控制技术49 MS SQL SERVER 数

29、据库管理 系统 Microsoft SQL Server脱胎于Sybase SQL Server 1988年，Sybase公司、Microsoft公司和Asbton-Tate公司联合开发的OS/2系统上的SQL Server问世了。 后来，Asbton-Tate公司推出了SQL Server的开发项目，而Microsoft公司和Sybase公司签署了一项共同开发协议。 到1992年，将SQL Server移植到Windows NT平台上。 1996年，Microsoft公司推出了SQL Server 6.5版本。 1998年又推出了SQL Server 7.0， 2000年8月推出了SQL S

30、erver 2000，其中包括企业版、标准版、开发版、个人版四个版本 3.2计算机控制系统中的数据库 常见数据库管理系统2022-4-15计算机控制技术50 MS SQL SERVER 数据库管理 系统 Microsoft SQL Sever2000是典型的具有客户机/服务器体系架构的关系数据库管理系统，它使用Transact-SQL语句在服务器和客户机之间传送请求和回应。 Microsoft SQL Sever具有可靠性、可伸缩性、可管理性、可用性等特点，为用户提供了完整的数据库使用方案。 Microsoft SQL Sever2000的服务器环境可是Windows 2000、Windows

31、 NT或Windows 9x，其客户机环境可是Windows 2000、Windows NT、Windows 9x、Windows 3.x、MS-DOS、第三方平台和Internet浏览器等。3.2计算机控制系统中的数据库 常见数据库管理系统2022-4-15计算机控制技术51 ORACLE数据库管理 系统 无范式要求，可根据实际系统需求构造数据库。 采用标准的SQL结构化查询语言。 具有丰富的开发工具，覆盖开发周期的各阶段。 支持大型数据库，数据类型支持数字、字符、大至2GB的二进制数据，为数据库的面向对象存储提供数据支持。 具有第四代语言的开发工具(SQL*FORMS、SQL*REPORT

32、S、SQL*MENU等)。 具有字符界面和图形界面，易于开发。ORACLE7.1版本具有面 向对象的开发环境CDE2。 通过SQL*DBA控制用户权限，提供数据保护功能，监控数据库的运行状态，调整数据缓冲区的大小。 分布优化查询功能。 3.2计算机控制系统中的数据库 常见数据库管理系统2022-4-15计算机控制技术52 ORACLE数据库管理 系统 具有数据透明、网络透明，支持异种网络、异构数据库系统。并行处理采用动态数据分片技术。 支持客户机/服务器体系结构及混合的体系结构(集中式、分布式、 客户机/服务器)。 实现了两阶段提交、多线索查询手段。 支持多种系统平台(HPUX、SUNOS、O

33、SF/1、VMS、 WINDOWS、WINDOWS/NT、OS/2)。 数据安全保护措施：没有读锁，完全消除了分布读写冲突。自动检测死锁和冲突并加以解决。 数据安全级别为C2级(最高级)。 数据库内模支持多字节码制，支持多种语言文字编码。 具有面向制造系统管理信息系统和面向财务系统应用系统 3.2 计算机控制系统中的数据库 常见数据库管理系统2022-4-15计算机控制技术53 SYBASE 10数据库管理 系统 SYBASE数据库系统从1992年11月开始开发，历经1224个月的开发形成产品 产品包括：SQL SERVER 10( 数据库管理系统的核心)，REPLICATION SERVER

34、(实现数据 库分布的服务)，BACKUP SERVER(网络环境下的快速备份服务器)，OMINI SQL GATEWAY(异构数据库无关)， NAVIGATION SERVER(网络上可扩充的并行处理能力服务 器)，CONTROL SERVER(数据库管理员服务器)。 属于客户机/服务器体系结构，实现了在网络环境下的各节点上的数据库数据的互访。 3.2 计算机控制系统中的数据库 常见数据库管理系统2022-4-15计算机控制技术54 INGRES智能关系型数据库管理 系统 INGRES数据库系统的多项技术直接采用了伯克利大学最新研究成果。技术上一直处于领先水平。 INGRES数据库不仅能管理数

35、据，而且还能管理知识和对象(对象是指数据与操作的结合体，计算机把他们作为整体处理)。 INGRES产品分为三类：第一类为数据库基本系统，包括数据管理、知识管理、对象管理。第二类为开发工具。第三类为开放互联产品 3.2 计算机控制系统中的数据库 常见数据库管理系统2022-4-15计算机控制技术55 INFORMIX数据库管理 系统 INFORMIX运行在UNIX平台，支持SUNOS、HPUX、ALFAOSF/1。 采用双引擎机制，占用资源小，简单易用。适用于中小型数据库管理 3.2计算机控制系统中的数据库 常见数据库管理系统 DB2数据库管理数据库管理 系统系统 DB2是内嵌于IBM的AS/4

36、00系统上的数据库管理系统，直接由硬件支持。只有硬件平台选择了IBM的AS/400，才能选择使用DB2数据库管理系统 支持标准的SQL语言，具有与异种数据库相连的GATEWAY。具有速度快、可靠性好的优点。2022-4-15计算机控制技术56实时系统 实时系统是指对随机发生的外部事件及时响应并进实时系统是指对随机发生的外部事件及时响应并进行处理的系统。可分为实时过程控制系统和实时信行处理的系统。可分为实时过程控制系统和实时信息处理系统。息处理系统。 实时过程控制系统主要用于各种类型的过程控制，实时过程控制系统主要用于各种类型的过程控制，对由传感器送来的数据进行及时地加工处理，然后对由传感器送来

37、的数据进行及时地加工处理，然后根据处理结果去控制相应的执行机构。根据处理结果去控制相应的执行机构。 实时信息处理系统多用于实时事务处理，接收从远实时信息处理系统多用于实时事务处理，接收从远地终端送来的服务请求，在规定时间内对请求做出地终端送来的服务请求，在规定时间内对请求做出正确回答。如机场订票系统、银行出纳系统等正确回答。如机场订票系统、银行出纳系统等2022-4-15计算机控制技术57 实时数据库的概念 实时数据库RTDB(Real-Time Data Base)是数据和事务都具有定时特性或受到定时限制的数据库。 RTDB的本质特征是定时限制，定时限制可归纳为两类：一类是与事务相联的定时限

38、制，典型的就是“截止时间”；另一类为与数据相联的“时间一致性”。时间一致性是作为过去的限制的一个时间窗口，引起时间一致性的原因的是：数据库中数据的状态与外部环境中对应实体的实际状态要随时一致，由事务存取的各数据状态在时间上要一致。3.2 计算机控制系统中的数据库 常见数据库管理系统2022-4-15计算机控制技术58 实时数据库的概念 目前国内广泛使用的实时数据库有三个产品： 对计算机控制系统而言，需要及时采集现场数据并快速进行处理，常规的管理型数据库在处理速度上不能满足要求，因此，需要实时数据库的支持。 从流程工业CIMS层次功能图可看出，整个CIMS系统中各功能层都需要与实时数据库打交道，

39、而过程监控层和过程控制层尤为密切，如动态流程显示、报警、棒图、趋势曲线等，以实时数据库为核心的监控平台如图7.3所示3.2 计算机控制系统中的数据库 常见数据库管理系统2022-4-15计算机控制技术593.3 工业组态软件简介 概述 工业组态软件功能使用工业组态软件步骤几种工业组态软件简介 2022-4-15计算机控制技术603.3 工业组态软件简介 概述 计算机监控系统结构可分为两层 ：I/O控制层和操作监控层。I/O控制层主要完成对过程现场I/O处理并实现直接数字控制(DDC)；操作监控层则实现一些与运行操作有关的人机界面功能 操作监控层监控软件编制可采用两种方法：一是采用Visual

40、Basic、Visual C、Delphi、PB等基于Windows平台的开发程序来编制；二是采用监控组态软件来编制。2022-4-15计算机控制技术613.3 工业组态软件简介 概述 组态软件是监控系统不可缺少的部分，其作用是针对不同应用对象，组态生成不同的数据实体。 组态过程是针对具体应用的要求进行各种与实际应用有关的系统配置及实时数据库、历史数据库、控制算法、图形、报表等的定义，使生成的系统满足应用设计的要求. 监控组态软件属于监控层级的软件平台和开发环境，以灵活多样的组态方式为用户提供开发界面和简捷的使用方法，同时支持各种硬件厂家的计算机和I/O设备。 2022-4-15计算机控制技术

41、623.3 工业组态软件简介 概述 国外软件商提供的组态软件产品： 德国Seimens公司的WinCC 美国Wonderware公司的Intouch 美国Intellution公司的iFixFix 美国Rockwell公司的RSView 国内自行开发的产品的组态软件产品： 北京亚控的组态王、三维力控科技的力控、 昆仑通态的MCGS、华富的Controlx2022-4-15计算机控制技术63 控制系统的软件组态是生成整个系统的重要技术，对每一控制回路分别依照其控制回路图进行。 组态软件功能主要包括： 硬件配置组态功能 数据库组态功能 控制回路组态功能 逻辑控制及批控制组态功能 显示图形生成功能

42、报表画面生成功能 报警画面生成功能 趋势曲线生成功能 程序员在组态软件提供的开发环境下以人机对话方式完成组态操作，系统组态结果存人磁盘存储器中，供运行时使用 3.3 工业组态软件简介 工业组态软件的功能2022-4-15计算机控制技术64 1 将所有I/O点的参数收集齐全，并填写表格，以备在监控组态软件和PLC组态时使用。 2 搞清楚所使用的I/O设备的生产商、种类、型号，使用的通信接口类型，采用的通信协议，以便在定义I/O设备时做出准确选择。 3 将所有I/O点标识收集齐全，填写表格，I/O标识是惟一确定一个I/O点的关键字，组态软件通过向I/O设备发出I/O标识来请求其对应的数据。在大多数

43、情况下I/O标识是I/O点的地址或位号名称。 4 根据工艺过程绘制、设计画面结构和画面草图。3.3 工业组态软件简介 使用工业组态软件的步骤2022-4-15计算机控制技术65 5 按照第(1)步统计出的表格，建立实时数据库，正确组态各种变量参数； 6 根据第(1)步和第(3)步的统计结果，在实时数据库中建立实时数据库变量与IO点的一一对应关系，即定义数据连接； 7 根据第(4)步的画面结构和画面草图，组态每一幅静态的操作画面； 8 将操作画面中的图形对象与实时数据库变量建立动画连接关系，规定动画属性和幅度； 9 对组态内容进行分段和总体调试； 10 系统投入运行；3.3工业组态软件简介 使用工业组态软件的步骤2022-4-15计算机控制技术663.3 工业组态软件简介 几种工业组态软件简介组态王开发和运行画面 2022-4-15计算机控制技术673.3 工业组态软件简介 几种工业组态软件简介组态王开发和运行画面 2022-4-15计算机控制技术682022-4-15计算机控制技术692022-4-15计算机控制技术70WinCC开发和运行画面 3.3 工业组态软件简介 几种工业组态软件简介2022-4-15计算机控制技术71图7.5 FIX开发工程实例2022-4-15计算机控制技术72本章小结计算机控制软件概述计算机控制系统中的数据库工业组态软件简介