《计算机监控技术及其应用》授课教案1.docVIP

湖北水利水电职业技术学院 教 师 授 课 教 案 课程名称： 计算机监控技术及应用 2009 年至2010 年第 2 学期第 1 次课 班 级： 08电气1－6 编制日期：20 10 年 2 月 27 日 教学单元（章节）：第一章 计算机控制系统概述 1．1计算机控制系统的一般概念 1．2计算机控制系统组成 1。3微型计算机控制系统分类 1。4微机控制系统发展趋势 目的要求：1 了解计算机控制系统的一般概念 2 了解闭环、开环控制系统的一般形式 3 了解计算机控制系统的硬件、软件组成及特点 4 了解微型计算机控制系统的分类 5 了解微机控制系统的发展趋势 知识要点：1 闭环控制系统框图、开环控制系统框图 2 计算机控制系统基本框图、微机控制系统硬件框图 3 计算机控制系统软件组成 4 微机控制系统分类 技能要点：根据实例掌握计算机控制系统的基本结构 通过实例搞清微机控制系统的硬件、软件组成及特点 教学步骤：1 对整本教材的内容进行一下总体的介绍，有一个总体把握 2 通过实例讲解计算机控制系统的一般概念，理解计算机控制系统的基本框图 3具体从硬件、软件两方面分析计算机控制系统的组成及特点 教具及教学手段：多媒体结合黑板板书课堂教学 作业布置情况：习题1－1、1－2 课后分析与小结： 授课教师： 陈剑 授课日期：20 年 月 日教 学 内 容 板书或旁注 1．1 计算机控制系统的一般概念 控制系统随着控制对象、控制规律、执行机构的不同而不同。 控制系统的一般形式（基本结构）如图1－1所示。 闭环控制系统 开环控制系统 闭环：按误差进行控制（被控参数与给定值进行比较） 开环：不需要被控对象的反馈信号，控制器直接根据给定值去控制被控对象，不能自动消除被控参数与给定值之间的误差（控制性能相对要差） 实例分析： 1、飞机的姿态控制（图1－2） 将自动控制系统中的控制器的功能用计算机或数字控制装置来实现，就构成了计算机控制系统。（图1－3） 在计算机控制系统中，计算机的输入和输出信号都是数字量，因此系统需要A/D及D/A转换器。 计算机控制系统的过程一般可归纳为两步： （1）实时数据采集。 （2）实时决策控制。 2、啤酒罐计算机温度控制系统（图1－4） 通过啤酒罐计算机温度控制的多点温度控制系统，我们可知，一 般，计算机在控制系统中至少起到三个作用： （1）实时数据处理。 （2）实时监督决策。 （3）实时控制及输出。 1．2计算机控制系统的组成 1．2．1计算机控制系统的硬件组成 计算机控制系统由计算机系统和工业对象两大部分组成，计算机系统包括硬件和软件。硬件是指主机及其外围设备，软件是指管理计算机的程序以及过程控制应用程序。 硬件由主机、接口电路及外围设备等组成，系统可根据需要扩展其硬件。 （1）主机。主机由CPU、存储器和I/O接口组成，是控制系统的核心。 （2）常用外围设备。常用外围设备有输入设备、输出设备和外存储器，用来显示、打印和数据传送。 （3）I/O接口与输入/输出通道。 教 学 内 容 板书或旁注 接口的任务是实现主机与外设的连接，外设不同，接口的形式也不一样，高速外设数据接口使用直接数据传送通道DMA，绝大多数I/O接口都是有可编程的，它们的工作方式可以通过编程设置。 通道还包括A/D和D/A转换器等。 （4）检测元件和执行器。 （5）操作台。 主要由四部分组成： 1）作用开关。2）功能键。3）显示器。4）键盘。 1．2．2计算机控制系统的软件组成 软件是指完成各种功能的计算机程序的总和，如操作、管理、控制、计算和自诊断等，它是微机系统的神经中枢。整个系统的动作都是在软件指挥下协调工作的。以功能来区分，可分：系统软件、应用软件和数据库等。（图1－6） 1．2．3微型计算机控制系统的特点 1．可靠性高 2．实时性强 微机的实时性主要包括四方面内容： （1）实时数据采集。 （2）实时决策运算。 （3）实时控制。 （4）实时报警。 3．环境适应性强。 4．良好的可维护性。 5．人机联系方便。 6．较完善的输入/输出通道。 1．3微型计算机控制系统的分类 微型计算机与其所控制的生产过程有密切关系，根据生产过程的复杂程度可采用不同的控制系统。从应用的特点和控制的目标出发，将微型计算机控制系统分为以下几类。 1．操作指导控制系统（图1－7） 2．直接数