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1、第一章第一章 绪论绪论主要学习内容：主要学习内容：计算机控制的概念、组成、分类、特点及应用计算机控制的概念、组成、分类、特点及应用 I/O接口和接口和I/O通道通道 用离散化方法分析、设计并改进用离散化方法分析、设计并改进PID数字控制器数字控制器 计算机控制系统的实现方法计算机控制系统的实现方法 计算机控制系统设计过程举例计算机控制系统设计过程举例第1页/共21页第一章第一章 绪论绪论第一节第一节 计算机控制系统的组成及特点计算机控制系统的组成及特点计算机控制的一般概念 测量元件测量元件 给定元件给定元件 比较元件比较元件 放大元件放大元件 执行元件执行元件 校正元件（补偿元件）校正元件（补
2、偿元件）第2页/共21页 常用的控制系统常用的控制系统 闭环负反馈系统闭环负反馈系统 开环系统开环系统 控制器执行机构被控对象测量单元变送单元给定值被控参数控制器执行机构被控对象给定值被控参数第3页/共21页第一章第一章 绪论绪论计算机控制概述 计算机控制系统由计算机控制系统由控制计算机本体控制计算机本体（包括软件、硬件和网络结构）和（包括软件、硬件和网络结构）和受控对象受控对象两大部分两大部分组成。组成。在线（联机，在线（联机，on-line）离线（脱机，离线（脱机，off-line）实时（实时（real-time）一个实时控制系统必然是一个在线系统，但在线系一个实时控制系统必然是一个在线系
3、统，但在线系统不一定是实时控制系统。统不一定是实时控制系统。第4页/共21页第一章第一章 绪论绪论计算机控制系统中的控制过程计算机控制系统中的控制过程控制过程实际上是信息获取、加工和输出的过程。控制过程实际上是信息获取、加工和输出的过程。1 1.实时数据搜集实时数据搜集 2 2.实时计算（决策）实时计算（决策）3 3.实时控制实时控制 4.4.信息管理信息管理第5页/共21页第一章第一章 绪论绪论计算机控制系统的组成计算机控制系统的组成（一）硬件（一）硬件 主机板人机接口系统支持磁盘系统通信接口模拟量输入通道（AI）模拟量输出通道（AO）数字量输出通道（DO）数字量输入通道（DI）内部总线外部
4、总线输入设备输出设备外存储器I/O通道（过程通道）第6页/共21页第一章第一章 绪论绪论 1.1.主机主机：包括中央处理单元（：包括中央处理单元（CPUCPU）、）、时钟电路、内存储器时钟电路、内存储器（RAM+ROMRAM+ROM）和系统总线。和系统总线。2.2.内部总线和外部总线：内部总线和外部总线：3.3.人机接口（外设）人机接口（外设）：实现微型机和外界交换信息的功能的：实现微型机和外界交换信息的功能的设备。包括输入设备。包括输入/输出设备和外存储器等。输出设备和外存储器等。4.4.输入输出通道（过程通道）输入输出通道（过程通道）：是计算机和生产过程之间信：是计算机和生产过程之间信息传
5、递和变换的连接通道。息传递和变换的连接通道。5.5.通信接口：通信接口：是通道与微机之间的中介部分。一般有并行接是通道与微机之间的中介部分。一般有并行接口、串行接口和管理接口。口、串行接口和管理接口。6.6.系统支持板：系统支持板：7.7.操作台：操作台：是操作人员用来与计算机控制系统进行联系的必是操作人员用来与计算机控制系统进行联系的必要设备要设备。基本功能有显示装置、功能板键、数字板键，基本功能有显示装置、功能板键、数字板键，第7页/共21页第一章第一章 绪论绪论（二）软件（二）软件 1.1.系统软件系统软件 2.2.支持软件支持软件 3.3.应用软件应用软件 第8页/共21页第一章第一章
6、 绪论绪论计算机控制系统的特点 见见P3P3 第9页/共21页第一章第一章 绪论绪论第二节 计算机在控制中的典型应用方式（一）（一）数据采集与操作指导数据采集与操作指导第10页/共21页第一章第一章 绪论绪论 （二）（二）直接数字控制直接数字控制（DDCDDC-Direct Digital Control-Direct Digital Control）第11页/共21页第一章第一章 绪论绪论（三（三）监督计算机控制监督计算机控制（SCCSCC-Supervisory Computer Control-Supervisory Computer Control）第12页/共21页第一章第一章 绪论
7、绪论(四四)分级计算机控制系统分级计算机控制系统（HCHC-Hierarchical Computer Control-Hierarchical Computer Control）第13页/共21页第一章第一章 绪论绪论第三节第三节 典型计算机控制系统简介典型计算机控制系统简介 工业炉的计算机控制燃烧效率计算空气燃料温度测量压力测量废气分析仪废气计算机炉膛阀第14页/共21页A/D速度调节器电流调节器晶闸管触发器隔离放大M+_A/D电流互感器同步三相交流电给定+_+测速发电机计算机控制的双闭环系统第一章第一章 绪论绪论第15页/共21页计算机加热器阀门蒸汽TC进料A进料B加料阀门搅拌器温度控制
8、器温度变送器液位变送器出口出料泵计算机顺序控制第一章第一章 绪论绪论第16页/共21页第一章第一章 绪论绪论第四节第四节 工业控制机工业控制机特点和要求特点和要求控制实时性可靠性高和可维修性好环境适应性强较完善的输入输出通道和较丰富的软件 第17页/共21页第一章第一章 绪论绪论第四节第四节 工业控制机工业控制机工业控制计算机的总线结构工业控制计算机的总线结构1.内部总线PC总线STD总线 2.外部总线RS-232C串行总线IEEE-488平行总线 第18页/共21页第一章第一章 绪论绪论第五节第五节 计算机控制系统的研究课题和发展方向计算机控制系统的研究课题和发展方向集散控制系统（集散控制系统（DCS）分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调调 监督控制计算机CRT操作站高速数据通道基本调节器基本调节器被控对象被控对象第19页/共21页第一章第一章 绪论绪论可编程控制器可编程控制器计算机集成制造系统（计算机集成制造系统（CIMS）低成本自动化低成本自动化智能控制技术智能控制技术第20页/共21页感谢您的观看！第21页/共21页