第一章绪论_计算机控制系统摘要.ppt

20世纪90年代通过计算机网络将管理系统与控制系统一体化，实现全系统的综合最优 控制层 管理层 中央控制器 设计 计划 管理 调度 控制 单元控制器 数控系统 Monitor “管控一体化”系统示意图 生产自动化系统的层次结构示意图 一、计算机过程控制系统 用计算机对温度、压力、流量、液面、速度等过程参数进行测量与控制的系统称为计算机过程控制系统。 1.5 计算机控制系统的典型应用 二、计算机运动控制系统 用计算机实现对运动控制的数字化控制。 计算机数控系统示意图 三、计算机数控系统 数控车床 数控磨床 数控加工中心 数控加工生产线 四、工业机器人 弧焊机器人 喷漆机器人 生产汽车的机器人自动焊接生产线 汽车装配机器人 1．6 本课程的特点及学习方法 一、课程特点： 集中描述了自动化学科的知识体系 具有综合性、应用性和实践性 二、学习方法： 注意实践练习：课上实验+综合实验 注意联系综合：四年主要专业课程的综合 * * * 计算机控制系统 Computer Control System 课程简介 课程性质： “专业核心课程”，综合性、实践性强的工程程技术类课程。 开课目的：使学生了解和掌握以微型机为核心组成自动控制系统的基本方法、基础知识和基本技能。（硬件和软件设计） 学时：48学时（8学时实验）+综合实验（2周） 后续课程：毕业设计 与其它课程的关系 电子技术 微机原理 自控原理 信号与系统 计算机控制系统 过程控制 智能仪器仪表 相关 … … 主要参考书 1.《计算机控制系统》张德江 机械工业出版社 2007年 2.《计算机控制系统》 高金源 清华大学出版社 2007年 3 .《计算机控制系统》李元春 高等教育出版社 2009年（第二版） 4.《微型计算机控制技术实用教程》 潘新民 电子工业出版社 2006年 第一章 绪论 1.1 计算机控制系统概述 一、计算机控制系统的概念 电加热炉的炉温控制 概念：通俗地讲，利用计算机参与控制的系统称为计算机控制系统。 二、计算机控制系统的工作过程 实时数据采集与处理 实时控制决策 实时控制量的输出 为什么要将计算机引入控制系统呢？ 控制 系统 三、几个术语 在线方式（Online）与离线方式（Offline） 生产过程和计算机系统直接连接，并接受计算机直接控制的方式称为在线或联机方式。反之，称为离线或脱机方式。 实时性（Real time） 所谓“实时”就是信号的输入、计算和输出都是在一定时间范围内即时完成的，超出这个时间就会失去控制时机，控制也就失去了意义。 哪些因素影响实时性？ 思考两个问题 1.在线系统是否一定是实时系统？ 不一定。在线采集的数据不一定在当时就进行处理，只要把数据采集来就可以！ 2.实时系统是否一定是在线系统？ 是。不在线肯定不能满足实时性。 1.2 计算机控制系统的类型 一、操作指导控制系统（数据采集和监视系统DAS） 二、直接数字控制系统( Direct Digital Control，DDC) 输入通道 (AI.DI） 输出通道 (AO.DO) 打印机 报 警 操作台 CRT 计 算 机 生 产 过 程 人工监管 给定值 测量值 多路开关 A/D 检测元件 反多路开关 DDC D/A 生产过程 管理命令 报告 … … 人工监管 给定值 测量值 多路开关 A/D 检测元件 生产过程 管理命令 报告 … … T T SCC+模拟调节器控制系统原理图 SCC+DCC控制系统原理图 三、监督控制系统(Supervisory Computer Control, SCC) 四、分布式控制系统 集散控制系统(Distributed Control System, DCS) DCS采用分散控制，集中操作，分级管理，分而自治和综合协调的设计原则。 MNET监控网络 SNET系统网络 CNET控制网络 现场总线控制网络模型 现场总线控制系统(Fieldbus Control System, FCS) 1.3 计算机控制系统的组成 一、硬件组成 IPC PLC 嵌入式控制器 PAC 1.3 计算机控制系统的组成 一、硬件组成 8路热电偶模拟量输入模块 研华的数据采集卡（PCI） 1.3 计算机控制系统的组成 一、硬件组成 各种温度测量仪表 电动调节阀 电磁阀 伺服电机 1.3 计算机控制系统的组成 一、硬件组成 1-* 计算机操作控制台 二、软件组成 软件 操作系统 语言加工系统 诊断系统 控制程序 数据采集及处理程序 巡回检测程序 数据管理程序 编辑程序 编译程序 连接、装