[信息与通信]计算机控制技术电本06OK.ppt

工业控制计算机及其应用 主讲人:赵 明 (教 授) 课程内容: 第一章 计算机控制系统的组成及典型的应用形式(6学时) 第二章 输入输出接口与过程通道 (8学时) 第三章 常规及复杂控制技术(22学时) 第四章 应用程序设计与实现(8学时) 第五章 DCS系统(6学时) 第六章 计算机控制系统的设计与实现(2学时) 第一章 计算机控制系统的组成及应用形式 一、计算机控制系统概述 二、工业控制机的组成结构及特点 三、计算机控制系统的发展趋势 一 、计算机控制系统概述 1.计算机控制系统及其组成 一 、计算机控制系统概述 2 .计算机控制系统的工作原理 （1）实时数据采集：对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进行检测和输入。 （2）实时控制决策：对采集到的被控量进行分析和处理，并按已定的控制规律，决定将要采取的控制行为。 （3）实时控制输出：根据控制决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。 一 、计算机控制系统概述 3.计算机控制系统的典型形式 （1）操作指导控制系统 该系统属于开环控制结构。计算机根据一定的控制算法，依赖测量元件测得的信号数据，计算出供操作人员选择的最优操作条件及操作方案。操作人员根据计算机输出的信息去改变调节器的给定值或直接操作执行机构。 3.计算机控制系统的典型形式 （2）直接数字控制（Direct Digital Control）系统 DDC系统属于计算机闭环控制系统。计算机首先通过模拟量输入通道（AI）和开关量输入通道（DI）实时采集数据，然后按照一定的控制规律进行计算，最后发出控制信息，并通过模拟量输出通道（AO）和开关量输出通道（DO）直接控制生产过程。 3.计算机控制系统的典型形式 （4）分散型控制系统 （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，把系统从上到下分为分散过程控制级、集中操作监控级、综合信息管理级，形成分级分布式控制。 二、工业控制机的组成结构及特点 1.工业控制机的硬件组成 例（研华工控机） （1）机箱 带 ATX 主板选项的 14 槽机架安装机箱 IPC-610 二、工业控制机的组成结构及特点 （2）无源底版 槽数： 8个ISA, 4 PCI, 2个 PICMG槽  尺寸： 315 x 260 mm (12.4 x 10.24)  （3）CPU卡 研华NORCO-740GVE P4级全长CPU卡 支持P4 478架构系列处理器主频高达3.06GHz ，支持400/ 533MHz外频 ，支持Intel超线程技术， 采用Intel 845GV+ ICH4 ，支持USB 2.0板载显示控制器，动态共享64MB内存作为显存，两条184 pin内存插槽，支持200/266/333MHz DDR内存达2GB，支持内存异步 适用于通讯、DVR、电信、交通、工业控制领域　 （4）I/O板 · 24位数字量I/O线 · 仿真8255PPI模式0 · 提供比8255更高驱动能力的缓冲电路 · 中断处理 · 输出状态回读 PCL-724 （5）AD与DA板 · 12路独立D/A输出 · 12位分辨率双缓冲D/A转换器 · 多种输出范围：+/-5V，0—+5V，0—+10V和4—20mA电流环（汇） · 16路数字量输入及16路数字量输出 PCL-727  （6）内部与外部总线 1）内部总线 IBM PC和STD 2）外部总线 RS-232C IEEE-488 （7）系统支持功能 监控定时器（Watchdog） 电源掉电检测 保护重要数据的后备存储器体 实时日历时钟 磁盘系统 输入输出通道 2 ．工业控制机的软件组成 系统软件 支持软件 应用软件 3 ．工业控制机的特点 可靠性高和可维修性好 环境适应性强 控制的实时性 完善的输入输出通道 丰富的软件 适当的计算精度和运算速度 三、计算机控制系统的发展趋势 1.计算机技术的发展过程 1956年3月美国德克萨斯的一个炼油厂与TRW公司合作研究计算机控制系统开始，至今经过四个阶段： （1）开创期（1955-1962年） （2）直接数字控制时期（1962-1967） （3）小型计算机时期（1967-1972） （4）微型计算机时期（1972-至今 ） 三、计算机控制系统