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DSC组成机构基础知识第1页/共75页 2023/5/192设定值控制器D/A执行机构被控对象A/ D计算机被控变量-图1.1 计算机闭环控制系统结构图测量变送第2页/共75页 2023/5/193计算机控制系统的工作原理(1)实时数据采集 对测量变送装置输出的信号经A/D转换后进行处理。(2)实时控制决策 对被控变量的测量值进行分析、运算和处理，并按预定的控制规律进行运算。(3)实时控制输出 实时地输出运算后的控制信号，经D/A转换后驱动执行机构，完成控制任务。上述过程不断重复，使被控变量稳定在设定值上。可归纳为以下三个步骤：第3页/共75页 2023/5/194生产过程工业控制机图1.2 计算机控制系统的组成框图生产过程指按生产过程控制的特点和要求而设计的计算机它包括硬件和软件两部分。包括被控对象，测量变送、执行机构、电气开关等装置。1.2.1　硬件系统第4页/共75页 2023/5/195接收输入的指令和工业对象的信息，向系统各部分发送命令和数据。包括显示操作台、屏幕显示器(CRT)或数码显示器、键盘、打印机、记录仪等。从被控对象采集的模拟量或数字量信号转换为计算机能够接收的数字量生产过程包括被控对象，测量变送、执行机构、电气开关等装置。图1.2 计算机控制系统的组成框图包括磁盘、光盘、磁带，主要用于存储大量的程序和数据。将计算机的处理结果转换成可以对被控对象进行控制的信号。第5页/共75页 2023/5/196 工业控制机硬件：硬件是指计算机本身及外围设备。 计算机硬件过程输出接口计算机过程输入接口存储器人机接口第6页/共75页 2023/5/197软件是指能完成各种功能的计算机程序的总和.软件系统软件应用软件是专门用来使用和管理计算机的程序，包括操作系统、监控管理程序、语言处理程序和故障诊断程序等。应用软件是用户根据要解决的实际问题而编写的各种程序。1.2.2 软件系统第7页/共75页 2023/5/198计算机控制系统分级控制系统数据采集系统直接数字控制系统现场总线控制系统集散型控制系统1.3　计算机控制系统的应用类型计算机监督控制系统根据应用特点、控制功能和系统结构，计算机控制系统主要分为六种类型第8页/共75页 2023/5/1991.3.1 数据采集系统计算机承担数据的采集和处理工作。数据采集系统对生产过程各种工艺变量进行巡回检测、处理、记录以及变量的超限报警。同时对变量进行累计和实时分析。第9页/共75页 2023/5/1910DAS系统的特点： 1).用于数据采集﹑处理﹑实现生产过程集中监视；2).越限报警，以确保生产安全；3).计算机不直接参与控制，用于开环操作指导。第10页/共75页 2023/5/1911计算机通过过程输入通道对变量作巡回检测1.3.2　直接数字控制系统（DDC）根据变量，按照一定的控制规律进行运算其结果经过输出通道，作用到控制对象。模拟量输入微型计算机模拟量输出生产过程数字量输入数字量输出显示打印磁盘磁盘第11页/共75页 2023/5/1912 采用计算机代替模拟仪表控制，只要改变程序就可以对控制对象进行控制，因此计算机可以控制几百个回路，并可以对上下限进行监视和报警。工业生产现场环境恶劣，干扰频繁，直接威胁着计算机的可靠运行。因此，必须采取抗干扰措施。1.3.2　直接数字控制系统（DDC）第12页/共75页 2023/5/1913DDC特点 1).进行数据采集﹑处理﹑报警，实现生产过程集中监视；2).计算机直接参与控制，实现过程闭环控制；3).一台计算机可以替代多台PID模拟控制器，实现多回路的控制，并易引入复杂控制算法和方式，由软件编程实现即可，无需增加硬件设备；4).显示﹑控制集中，危险也集中（一旦计算机出现故障，整个系统将瘫痪），对系统的可靠性要求较高。第13页/共75页 2023/5/19141.3.3　计算机监督控制系统(SCC)DDC级微机完成生产过程的直接数字控制；SCC级微机进行优化分析计算，产生最优化设定值。用数字控制仪器代替，再配以输入采样器、A/D转换器和D/A转换器、输出扫描器，便是SCC加数字控制器的SCC系统。当SCC计算机出现故障时，由数字控制器独立完成控制任务，比较安全可靠。第14页/共75页 2023/5/1915SCC特点 1）DDC直接与过程相连，实现过程直接数字控制，要求DDC级实时性好﹑可靠性高﹑环境适应性强；2）SCC级计算机也称上位机，它根据DDC级提供的生产过程状况和已定的数学模型，进行优化分析﹑计算，输出最优设定值SP，交与DDC级执行。SCC计算机承担高级控制和管理任务，要求数据处理功能强﹑存储量大﹑运行速度快。3）SCC为两级控制，系统的可靠性较DDC高。即一旦SCC计算机出现故障，DDC计算机仍能独立完成