矿大(北京)仪表与自动化_9(2学时).ppt

* * * * * * * * 第九章 计算机控制系统 Chapter 9 computer control system 基本要求： 1、掌握计算机控制系统的基本组成与原理框图； 2、熟悉计算机控制系统的基本特点； 3、了解计算机控制系统的发展过程； 4、了解集散控制系统特点与基本组成； 5、理解现场总线控制系统的含义。 Requirements: 1、Basic composition and block diagram of computer control system 2、Basic characteristics of computer control system 3、Development process of computer control system 4、Characteristics and basic composition of Distributed Control System (DCS) 5、Concept of fieldbus control system 本章内容： 第一节 概述 P216 第二节 集散控制系统 P219 第三节 现场总线控制系统 P227 第一节 概述 一、计算机控制系统的组成 调节器 被控对象 测量变送装置 + － S. P 执行器 4～20mA 4～20mA 数字信号 — 例如 4～20mA 信号经12位A/D转换以后的结果为0～4095 典型单回路控制系统原理框图 计算机控制系统含义 利用计算机实现工业化生产过程的自动控制系统 控制器 被控对象 测量变送装置 执行器 4～20mA 4～20mA D/A A/D + S. P － 计算机控制的工作过程 控制器 被控对象 测量变送装置 + － SP 执行器 4～20mA 4～20mA D/A A/D 工作过程：①数据采集：实时检测来自于测量变送装置的被控变量瞬时值； ②控制决策：根据采集到的被控变量按一定的控制规律进行分析和处理，决定控制行为，产生控制信号；如PID运算。 ③控制输出：根据控制决策实时地向执行机构发出控制信号，完成控制任务。 计算机控制系统的组成 硬件组成 外 围 设 备 主 机 系 统 CPU RAM ROM 显示器 通讯接口 人机接口 打印机 操作台 控 制 计 算 机 总 线 模拟量输入（AI） 开关量输出（DO） 开关量输入（DI） 模拟量输出（AO） 传感器 执行器 电气开关 电气开关 生 产 过 程 常规计算机系统 I/O系统 （模块或卡件） 现场仪表 被控对象 过程输入通道 过程输出通道 ? ? ? 系统软件 支持软件 应用软件 系统软件包括操作系统、引导程序、调度执行程序等，它是支持软件及各种应用软件的最基础的运行平台。 如：Windows操作系统、Unix操作系统等都属于系统软件。 它运行在系统软件的平台上，是用于开发应用软件的软件。例如：汇编语言、高级语言、通信网络软件、组态软件等。对于设计人员来说，需要了解并学会使用相应的支持软件，能够根据系统要求编制开发所需要应用软件。不同系统的支持软件会有所不同 应用软件是系统设计人员针对特定要求而编制的控制和管理程序。不同控制设备的应用软件所具备的功能是不同的。 软件组成 二、计算机控制系统的组成 操作与监视方便； 灵活性强，修改容易实现； 可借助通信实现数据与信息共享，便于全面掌握生产状况，以改变控制策略和经营决策，使生产处于最优状态； 利用计算的记忆和判断功能，综合信息，及时判断与处理异常及故障，提高系统安全性，提高生产效率。 三、计算机控制系统的发展过程 1. 直接数字量控制（Direct Digital Control－DDC） 2. 集中型计算机控制（Central computer control—Triple C） 3. 集散控制系统（Distributed Control System－DCS） 4. 现场总线控制系统（Fieldbus Control System－FCS） 1. 直接数字量控制 本质—— 用一台计算机取代一组模拟调节器，构成闭环控制回路，用数字控制技术简单地取代模拟控制技术。 过程控制计算机 SP AI、DI AO、DO 检测仪表 执行器 被控过程（对象） 起始于50年代末期，开辟了一个轰轰烈烈的计算机工业应用时代 优点 —— 计算灵活，精度高，它不仅能实现典型的PID控制规律，还可以分时处理多个