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计算机控制_第一篇篇章.ppt
计算机控制Computer Control;本章学习要求;Home Work;Question :;64;第1章 计算机控制系统概述;1.1 计算机控制系统组成 ;一、计算机反馈控制系统 ;硬件组成;主机:CPU + 内存储器(RAM和ROM)
外部设备:
输入/输出设备、外存储器和通信设备
过程输入输出设备:
PIO = AI + AO + DI + DO
广义被控对象:
执行装置 + 被控对象 + 测量仪表;典型模拟式火炮位置控制系统的原理结构图;典型火炮位置计算机控制系统的原理结构图;软件组成;工业控制计算机;1.2 计算机控制系统的类型和特点 ;一、监测与操作指导系统;二、直接数字控制系统;三、顺序控制系统;PAC/view/68906.htm;;;;四、监督控制系统;五、集散控制系统;六、现场总线控制系统;NCS-PilotPlant 现场总线实验系统;NCS-PilotPlant 现场总线实验系统;七、控制管理集成系统;;计算机控制的主要特点(1);计算机控制的主要特点(2);计算机控制的主要特点(3);1.3 计算机控制的发展概况;1946年,世界上第一台电子计算机问世(ENIAC:Electronic Numerical Integrator and Computer)
人们萌生了将计算机用于导弹和飞机控制系统的想法,但当时的计算机体积、功耗太大,可靠性太差,用于控制系统不可能
在以后较长的一段时间里,计算机主要用于科学计算和数据处理 ;E N I A C;E N I A C;IBM MARK I;1950年代中期,美国人开始进行化工过程计算机控制系统的可行性研究
1959年3月,世界上第一个过程计算机控制系统在德州的Port Arthur炼油厂正式投入运行,取得成功。控制26个流量,72个温度,3 个压力和3 个成份
这一开创性工作,使计算机厂家看到了新的市场,使工业界看到了新的自动化工具,使学术界发现了新的研究课题。有力地推动了计算机控制的进一步发展 ;早期的计算机是电子管(vacuum tube)计算机,性能/价格比很低,体积大,可靠性差。1958年前后计算机的MTBF为50~100小时
当时计算机控制系统主要用来执行数据处理、操作指导和为模拟控制器提供最优设定值的监督控制等简单控制功能,实际应用的计算机控制系统为数非常少;1960年代初,随着半导体技术的兴起,半导体计算机取代了电子管计算机,计算机的可靠性和其它性能指标都有较大的提高,计算机的MTBF大约为1000小时
计算机控制系统开始采用直接数字控制(DDC:Direct Digital Control)
;1962年英国帝国化学工业公司(ICI)成功地实现了一个DDC系统,其中数据采集量为244个,并控制129个阀门。DDC系统可以较好地发挥计算机控制的优势,是计算机控制系统的一大进步
但是计算机的价格仍然太贵,可靠性仍然不能满足很多部门和生产过程控制的要求,因此,计算机控制的推广应用仍然要受到很大的限制 ;到了1960年代的后期,已出现中小规模集成电路的小型计算机。小型计算机的出现加快了计算机控制系统的发展,此后小型过程控制计算机的产量逐年成倍递增
但小型计算机的价格还是比较贵,只有规模较大的控制项目才有可能采用,而对大量中、小规模控制项目而言,计算机控制仍然可望不可及;计算机控制的大发展是从70年代初出现微型计算机开始的。微机于1971年问世
微机的出现使得计算机控制进入了一个崭新的发展阶段。由于运算速度快、可靠性高、价格低廉并且体积小,消除了长期阻碍计算机控制发展的造价昂贵和可靠性低两大问题,为计算机分布控制系统出现创造了条件;1975年美国的Honeywell(霍尼威尔)公司和日本的Yokogawa(横河)公司等几乎同时推出了各自的集散控制系统产品,并立即得到了广泛的工业应用
1970年代末开始,一些石化、冶金、电力等大企业陆续引进了一批DCS,用于生产过程控制,提高了我国生产过程的自动化水平,也为计算机控制推广应用发挥了重要的示范和借鉴作用,有力地推动了我国计算机控制技术的发展;1980年代以后,随着超大规模集成电路技术的飞速发展,计算机朝着超小型化、软件固化方向发展,同时测量仪表、执行装置等自动化仪表也向智能化方向发展
前期DCS中的每个现场控制器一般要控制至少8个回路
1980年代中后期又推出了将DCS低层控制级的现场控制器和智能化仪表设备用现场通信总线互联构成新型分散控制系统,称为现场总线控制系统,简称FCS;;;;计算机控制的发展;原因(一);原因(二);解决方案;计算机控制系统的理论问题;计算机控制系统的理论问题;计算机控制系统的理论问题;计算机控制系统的理论问题;计算机控制系统的理论问题;计算机控制系统的理论问题;计算
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