过程装备控制技术第五章.ppt

第五章  计算机控制系统 第一节 计算机控制系统的组成及分类 第一节 计算机控制系统的组成及分类 分类：依据应用形式分 数据采集和数据处理系统 直接数字控制系统DDC 监督控制系统SCC 分级计算机控制系统 集散型控制系统 等 第一节 计算机控制系统的组成及分类 (1) 数据采集和数据处理系统 主要是对大量的过程状态参数实现巡回检测、数据存贮记录、数据处理(计算、统计、整理)、进行实时数据分析以及数据越限报警等功能。 第一节 计算机控制系统的组成及分类 严格讲，它不属于计算机控制，因为在这种应用方式中，计算机不直接参与过程控制，对生产过程不产生直接影响，但对指导生产过程操作具有积极作用。它属于计算机应用于过程控制的低级阶段。 第一节 计算机控制系统的组成及分类 (2) 直接数字控制系统(DDC) 分时地对被控对象的状态参数进行测试，并根据测试的结果与给定值的差值，按照预先制定的控制算法进行数字分析、运算后，控制量输出直接作用在调节阀等执行机构上，使各个被控参数保持在给定值上，实现对被控对象的闭环自动调节。 第一节 计算机控制系统的组成及分类 (3) 监督控制系统SCC(SPC） 是指计算机根据生产过程的信息(测量值)和其他信息(给定值等)，按照描述生产过程的数学模型，去自动改变(也称重新设定)模拟调节器或DDC工业控制机的给定值，从而使生产过程处于最优化的工况下进行。 第一节 计算机控制系统的组成及分类 (4) 分级计算机控制系统 在生产过程中既存在控制问题，也存在大量的管理问题。 第一节 计算机控制系统的组成及分类 分级系统一般是混合式，即除计算机直接控制外，还有仪表控制和直接联接现场的执行机构。 第一节 计算机控制系统的组成及分类 目前分级控制一般分为三级，即生产管理级MIS、监督控制级SCC以及直接数字控制级DDC。生产管理级MIS又可以分为企业级MIS和厂级MIS。 第一节 计算机控制系统的组成及分类 第一节 计算机控制系统的组成及分类 (5) 集散型控制系统TDCS 随着生产的发展、生产规模越来越大、信息来源越来越多，对控制的及时性要求越来越高。因而在大型计算机控制系统中出现了一个重要的发展方向——集散型控制系统TDCS，也称为分布式计算机控制系统. 第一节 计算机控制系统的组成及分类 它是以数台乃至数百台的微型计算机分散地分布在各个生产现场，作为现场控制站或者基本调节器实现对生产过程的检测与控制，代替了大量的常规模拟仪表。因此既能克服模拟仪表的功能单一性和局限性，又能避免计 第一节 计算机控制系统的组成及分类 计算机集中控制的危险性。这些控制站通过高速效据通道与监督计算机SCC通讯，通过CRT操作站实现对系统的监视和干预。这种结构比分级分层结构更灵活，扩充也更方便。而且由于硬件的冗余度大，某个回路出现故障时 第一节 计算机控制系统的组成及分类 可以相互支援，出此有很高的可靠性。 第二节 计算机控制系统的设计与实现 计算机系统设计的基本要求： 系统操作性能好 可靠性高 通用性好，便于扩充 实时性强 设计周期短，价格便宜 第二节 计算机控制系统的设计与实现 计算机系统设计的一般步骤： 确定系统整体控制方案 （1）确定控制方案 （2）确定系统的构成方式 （3）现场设备选择 第二节 计算机控制系统的设计与实现 确定控制算法 所选择的控制算法是否能满足对系统的动态过程、稳态精度和稳定性的要求。 各种控制算法提供了一套通用的计算公式，但具体到一个控制对象上，必须有分析地选 第二节 计算机控制系统的设计与实现 选用。甚至需要进行修改和补充，采取适当的改进措施，以达到满足系统性能要求的目的。 第二节 计算机控制系统的设计与实现 当控制系统比较复杂时，其控制算法一般也比较复杂，使整个控制系统的实现比较困难。为了设计、调试方便，可将控制算法先作某些合理的简化，先忽略某些因素的影响(如非线性、小延迟、小惯性等)，在取得初步成果后．再逐步将控制算法完善，直到获得满意的控制效果。 第二节 计算机控制系统的设计与实现 系统硬、软件的设计 系统调试 第三节 提高计算机控制系统可靠性的措施 计算机可靠性的概念有两个含义： 一是系统的无故障运行时间尽可能长； 二是系统发生故障时能迅速检修和排除。 第二节 计算机控制系统的设计与实现 提高措施： 提高元器件的可靠性 设计系统的冗余技术 采取抗干扰措施 采用故障诊断和系统恢复技术以及软件可靠性技术等。 * 第三章 过程检测技术 第三章 过程检测技术 第三章 过程检测技术 第三章 过程检测技