计算机控制技术范立南第1章绪论幻灯片.ppt

1.4 计算机控制系统的分类 综合信息管理级是整个系统的中枢，它根据监控级提供的信息及生产任务的要求，编制全面反映整个系统工作情况的报表，审核控制方案，选择数学模型，制定最优控制策略，并对下一级下达命令。 1.4 计算机控制系统的分类 1.4.5 计算机集成制造系统 CIMS（Computer Integrated Manufacturing System） 计算机集成制造系统既能完成直接面向过程的控制和优化任务，还能完成整个生产过程的综合管理、指挥调度和经营管理的任务。计算机集成制造系统按其功能自上而下可以分成过程直接控制层、过程优化监控层、生产调度层、企业管理层和经营决策层等。其结构框图如图1-8所示。 1.4 计算机控制系统的分类 图1-8 计算机集成制造系统 1.4 计算机控制系统的分类 这类系统除了常见的过程直接控制、先进控制与过程优化控制功能以外，还具有生产管理、收集经济信息、计划调度和产品订货、销售、运输等非传统控制的各种功能。因此计算机集成制造系统所要解决的不仅是局部最优问题，而是一个工厂、一个企业乃至一个区域的总目标或总任务的全局多目标最优，即企业综合自动化问题。 1.4 计算机控制系统的分类 1.4.6 现场总线控制系统 FCS（Fieldbus Control System） 现场总线控制系统的结构模式为“工作站—现场总线智能仪表”二级结构模式，这样就可以将原DCS系统中处于控制室的控制模块、各种输入输出模块置入测控现场，充分利用现场总线设备所具有的数字通信能力，安装于现场的测量变送器直接与阀门等执行机构进行信号传输，因而控制系统可以脱离位于控制室内的主计算机而工作，直接在现场完成测量与控制信号的传递，彻底实现了系统的分散控制。其结构框图如图1-9所示。 1.4 计算机控制系统的分类 图1-9 现场总线控制系统结构框图 1.4 计算机控制系统的分类 现场总线控制系统与传统的分布式控制系统相比，具有以下特点。 1．全数字化 无论是现场底层的传感器、执行器、控制器之间的信号传输，还是与上层工作站之间的信息交换，系统全部采用数字信号。 2．开放性 开放是指系统对某种标准的一致、公开和对该标准的共同遵守程度。现场总线是开放的，从总线的标准、产品检验到信息发布都是公开的，面向所有的产品制造商和用户。因此，它可以和任何厂商生产的同一标准的系统、设备相连，进行信号传递和通讯，用户可以共享网络资源。 1.4 计算机控制系统的分类 3．智能化 由于现场总线设备具有内置高性能的微处理器，因此它具有测量、变送、信号调理、运算、控制、通讯等功能，是一种底层智能设备，可完成自动控制系统的各种功能，且具有逻辑判断能力。 4．互操作性 不同厂商生产的设备，只要其遵守的是一个协议标准，则可以相互操作，打破了传统的DCS产品互不兼容的缺点，方便了用户。 1.4 计算机控制系统的分类 5．风险分散性 现场总线是一种全新的分布式控制系统的体系结构。从根本上改变了集中式计算机控制系统和现有的DCS集中、分散相结合的集散控制系统的体系结构，减轻了主计算机的负担和风险，现场单元具有更高的智能特性，因此，简化了结构，提高了可靠性。 6．环境适应性强 现场总线对现场环境的适应性优于其他系统。它工作在生产现场前端，作为工厂网络底层的现场总线，是专为现场环境而设计的，可支持双绞线、同轴电缆、光缆、射频、红外线、电力线等传输介质，具有较强的抗干扰能力，能采用两线制实现供电与通信，可满足安全防暴要求等。 1.4 计算机控制系统的分类 1.4.7 嵌入式控制系统 ECS（Embedded Control System） 嵌入式控制系统是计算机技术、控制技术、通信技术、半导体技术、微电子技术、语音图象数据传输技术，甚至传感器等先进技术和具体应用对象相结合后的更新换代产品。因此往往是技术密集、投资强度大、高度分散、不断创新的知识密集型系统，反映当代必威体育精装版技术的先进水平。嵌入式系统不仅与一般的PC机上的应用系统不同，就是针对不同的具体应用而设计的嵌入式系统之间差别也很大。 1.4 计算机控制系统的分类 嵌入式控制系统是面向特定应用而设计的、对功能、可靠性、成本、体积、功耗等进行严格要求的专用计算机控制系统，具有软件代码小，高度自动化，响应速度快等特点，特别适合于要求实时的和多任