第1章微型控制计算机控制系统.ppt

自动化《计算机控制技术》 第一章 绪论 1.1 计算机控制系统的组成及特点 1.2 计算机在控制系统中的典型应用方式 1.3 典型计算机控制系统简介 1.4 工业控制计算机简介 1.5 计算机控制系统的研究课题和发展方向 第一节 计算机控制系统的组成及特点 一．计算机控制的一般概念 计算机控制系统是在自动控制技术和计算机技术飞速发展的基础上产生的。 计算机控制系统，简单地说，就是采用计算机来实现的工业自动控制（含管理）系统。 二．计算机控制系统的组成 三．计算机控制系统的特点 （1） 部件：模拟和数字部件的混合系统 （2）信号：连续模拟信号、离散模拟、离散数字等信号形式 （3）设计方法：模拟调节规律离散化设计法和直接设计法。 模拟调节规律离散化设计法：按连续系统设计出控制器，再进行离散化转换成差分方程。 直接设计法：基于离散系统理论，直接设计数字控制器。 （4）便于实现复杂的控制规律和对控制方案进行在线修改。 （5）可采用分时控制的方式同时控制多个回路。 （6）便于实现控制与管理一体化 第二节 计算机在控制中的典型应用方式 1 操作指导控制系统 2 直接数字控制系统 3 监督计算机控制系统 4 分级计算机控制系统 一．操作指导控制系统 计算机只对生产过程的参数进行采集，根据一定的控制算法计算出供操作人员参考的控制量。 特点：结构简单，控制灵活、安全；适用于未摸清控制规律的系统；不适用于快速过程控制。 二．直接数字控制系统 计算机通过输入通道采集现场物理量，并根据控制规律完成运算，发出控制信号，通过输出通道作用于被控对象。 特点：真正的计算机控制系统。 三．监督计算机控制系统 计算机根据工艺要求和过程参量检测值计算出最佳设定值传送给模拟调节器或者DDC计算机。有两种系统结构。 四．分级计算机控制系统 多台计算机一起工作，分为多台DDC级和管理级。 一台DDC计算机只负责少数几个回路的控制，危险分散。实现了管理控制一体化。 第三节 典型计算机控制系统简介 一．计算机过程控制系统 用计算机对温度、压力、流量、液位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。 二．计算机控制的直流电动机调速系统 三．计算机数字程序控制系统 四．工业机器人 工业机器人是一种应用计算机进行控制的替代人进行工作的高度自动化系统。 工业机器人的发展过程可以分为三代： 第一代机器人是目前工业中大量使用的示教再现型机器人。 第二代机器人是带感觉的机器人，它具有一些对外部信息进行反馈的能力，诸如力觉、触觉、视觉等。 第三代机器人是智能机器人，目前还没有一个统一和完善的智能机器人定义。通常它是一个多级计算机控制系统。 第四节???? 工业控制计算机简介 一 . 工业控制机的特点和要求 工业控制机是用于工业控制现场的计算机，其应用对象及使用环境的特殊性，决定了工业控制机主要有以下一些特点和要求。 （1）实时性：控制速度快，对外部事件（正常操作及紧急事故）反应的及时性 （2）高可靠性：无故障连续运行（控制可靠性、本身抗干扰性） （3）硬件配置的可装配可扩充性：模块化 （4）可维护性：故障的快速定位和排除 二．典型工业控制机介绍 典型工控机有：STD总线工控机、PC总线工控机。 （一）STD总线工业控制机 1978年推出，面向8位机总线系统→改进型STD总线支持16位处理机→STD32位总线。 STD总线工业控制机特点：开放式、模块化 （二）? PC总线工业控制机 IBM公司的PC总线微机最初是为了个人或办公室使用而设计的，它早期主要用于文字处理、或一些简单的办公室事务处理。 为使PC/AT总线（ISA总线）微机适用于工业现场控制，对原有微机作了以下几方面的改进： 1） 机械结构加固，使微机的抗振性好。 2）采用标准模板结构，使硬件构成积木化。 3）加上强力通风系统，加强散热，增加抗粉尘能力。 4）采用电子盘存储程序数据，适于恶劣工业环境。 第五节 计算机控制系统的研究课题和发展方向 一．集散控制系统 二．可编程序控制器 三．计算机集成制造系统 四．低成本自动化 五．智能控制系统 * * * * 打印机 显示终端 磁盘驱动器 软件 微 型 计 算 机 实时 时钟 操作 台 接口 接口 接口 接口