[工学]计算机技术知识.ppt

内容要求： （1）详细介绍控制对象的特性 （2）对象数学模型描述 （3）计算机控制系统配置、结构等（如PLC、DCS 或工控机等型号、类型等） （4）所应用的控制算法（PID、预测、串级控制算法等） （5）分析所应用的控制算法的有效性（证明，仿真）。 大作业： 举一个计算机控制系统实例并分析之： 主机：整个系统的核心部分，进行信息处理、分析、计算，做出控制决策，发出控制命令。 过程通道：信息变换和传递作用 接口电路：主机与外部设备、输入输出通道信息交换的通道。串口、并口。 人机联系设备：最简单的是装有按钮、转换开关、显示器、LED、指示灯等控制面板。 * 过程级：直接控制生产过程，由。。。组成。 操作级：用于监控过程级各站点的所有信息，实现信息的集中显示和对生产过程的集中控制操作，实现各控制回路就的组态、参数的设定和修改以及优化控制等。 管理级：工厂管理信息系统，向决策者提供各种信息。 * * * 第一章 计算机控制系统概述 1.1 计算机控制系统的组成 1.2 计算机控制系统的分类 1.3 计算机控制系统的控制核心 1.4 计算机控制系统的发展概况及趋势 1.1 计算机控制系统的组成 1.1.1 控制系统概念 闭环控制系统框图 有哪些重要的概念? 反馈 传递函数 系统响应 拉氏变化 动态性能 稳定性 1.1 计算机控制系统的组成 闭环控制系统框图 计算机控制系统： 计算机控制系统框图 计算机控制系统原理图 a.实时数据采集--对来自测量变送器的被控量的瞬时值进行采集和输入 ； b.实时数据处理--对采集到的被控量进行分析、比较和处理，按一定的控制规律运算，进行控制决策； c.实时输出控制--根据控制决策，适时地对执行器发出控制信号，完成监控任务。 1.1 计算机控制系统的组成 1.1.2 计算机控制系统的硬件组成 通用外部设备 人机联系设备 接口电路 过程通道 信息变换和传递的作用 主机 硬件仅为计算机控制系统的躯体，必须有软件 软件是指完成各种功能的计算机程序的总和，它是计算机控制系统的神经中枢，整个系统的动作都是在软件程序指挥下协调工作的。 软件通常分为系统软件和应用软件两大类； 1.1 计算机控制系统的组成 1.1.2 计算机控制系统的软件 厂家提供，用以管理计算机本身的程序。 由用户根据控制系统的需要设计 汇编软件、C语言、组态软件 1.2.1 操作指导控制系统 (OGC) 1.2.2 直接数字控制系统（DDC） 1.2.3 监督计算机控制系统（SCC） 1.2.4 集散控制系统（DCS） 1.2.5 现场总线控制系统（FCS） 1.2.6 计算机集成制造系统（CIMS） 1.2 计算机控制系统的分类 按功能和特点分类 操作指导控制系统(Operation Guide Control) ： --基于数据采集系统的一种开环结构。 1.2.1 操作指导控制系统 (OGC) 操作指导控制系统(Operation Guide Control) ： 1.2.1 操作指导控制系统 (OGC) 1．操作过程： （1）计算机只对系统过程参数进行收集、加工处理，而后输出（显示或打印）（提供准确的参照数据）。 （2）现场人员参照显示的数据，根据经验对系统进行调节 2．应用场合： 尚未摸清控制规律的系统（计算机系统的初级阶段）。 用来摸索新系统的数学模型和控制规律。 3．特点： 简单、可靠、人工操作、慢、不能同时控制几个回路。 计 算 机 生 产 过 程 显示 打印机 报警 操作台 ） I D ， D / A （ 入 输 程 过 ） O D ， A / D （ 出 输 程 过 直接数字控制系统（Direct Digital Control）：是用一台计算机完成对多个被控参数的数据采集，且按一定的控制规律进行实时决策，并通过输出通道发出控制信号以实现对生产过程的闭环控制。 1.2.2 直接数字控制系统（DDC） 1.2.3 直接数字控制系统（DDC） ① 作法： 计算机对多个参数进行巡回检测； 将检测值与给定值加以比较； 根据偏差，按适当的控制规律对系统进行控制。 ② 特点： 一台计算机可同时控制多回路； 可靠。 ③ 控制灵活： 每个参数的控制可各异； 各参数在不同情况下可采用不同的控制规律或方法（ 串级、前馈、模糊、自适应控制等）； 应用广泛。 微机控制技术 使检测值→给定值 1.2.3 监督计算机控制系统（SCC） 监督计算机控制系统（Superviso