第一章緒論-計算機控制系統(tǒng)

計算機控制系統(tǒng)

ComputerControlSystem課程簡介課程性質(zhì)：“專業(yè)核心課程”，綜合性、實踐性強的工程程技術(shù)類課程。開課目的：使學(xué)生了解和掌握以微型機為核心組成自動控制系統(tǒng)的基本方法、基礎(chǔ)知識和基本技能。（硬件和軟件設(shè)計）學(xué)時：48學(xué)時（8學(xué)時實驗）+綜合實驗（2周）后續(xù)課程：畢業(yè)設(shè)計

與其它課程的關(guān)系電子技術(shù)微機原理自控原理信號與系統(tǒng)計算機控制系統(tǒng)過程控制智能儀器儀表相關(guān)……主要參考書1.《計算機控制系統(tǒng)》張德江機械工業(yè)出版社2007年2.《計算機控制系統(tǒng)》高金源清華大學(xué)出版社2007年3.《計算機控制系統(tǒng)》李元春高等教育出版社2009年（第二版）4.《微型計算機控制技術(shù)實用教程》潘新民電子工業(yè)出版社2006年第一章緒論1.1計算機控制系統(tǒng)概述一、計算機控制系統(tǒng)的概念電加熱爐的爐溫控制概念：通俗地講，利用計算機參與控制的系統(tǒng)稱為計算機控制系統(tǒng)。二、計算機控制系統(tǒng)的工作過程實時數(shù)據(jù)采集與處理

實時控制決策實時控制量的輸出

為什么要將計算機引入控制系統(tǒng)呢？控制系統(tǒng)三、幾個術(shù)語在線方式（Online）與離線方式（Offline）生產(chǎn)過程和計算機系統(tǒng)直接連接，并接受計算機直接控制的方式稱為在線或聯(lián)機方式。反之，稱為離線或脫機方式。實時性（Realtime）所謂“實時”就是信號的輸入、計算和輸出都是在一定時間范圍內(nèi)即時完成的，超出這個時間就會失去控制時機，控制也就失去了意義。哪些因素影響實時性？思考兩個問題1.在線系統(tǒng)是否一定是實時系統(tǒng)？

不一定。在線采集的數(shù)據(jù)不一定在當時就進行處理，只要把數(shù)據(jù)采集來就可以！2.實時系統(tǒng)是否一定是在線系統(tǒng)？是。不在線肯定不能滿足實時性。1.2計算機控制系統(tǒng)的類型一、操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)（數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視系統(tǒng)DAS）

二、直接數(shù)字控制系統(tǒng)(

DirectDigitalControl，DDC)輸入通道(AI.DI）輸出通道(AO.DO)打印機報警操作臺CRT計算機生產(chǎn)過程人工監(jiān)管給定值測量值多路開關(guān)A/D檢測元件反多路開關(guān)DDCD/A生產(chǎn)過程管理命令報告……人工監(jiān)管給定值測量值多路開關(guān)A/D檢測元件生產(chǎn)過程管理命令報告……TTSCC+模擬調(diào)節(jié)器控制系統(tǒng)原理圖SCC+DCC控制系統(tǒng)原理圖三、監(jiān)督控制系統(tǒng)(SupervisoryComputerControl,SCC)

四、分布式控制系統(tǒng)集散控制系統(tǒng)(DistributedControlSystem,DCS)

DCS采用分散控制，集中操作，分級管理，分而自治和綜合協(xié)調(diào)的設(shè)計原則。MNET監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)SNET系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)CNET控制網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場總線控制網(wǎng)絡(luò)模型現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FieldbusControlSystem,FCS)

1.3計算機控制系統(tǒng)的組成一、硬件組成

IPCPLC嵌入式控制器PAC1.3計算機控制系統(tǒng)的組成一、硬件組成

8路熱電偶模擬量輸入模塊研華的數(shù)據(jù)采集卡（PCI）1.3計算機控制系統(tǒng)的組成一、硬件組成

各種溫度測量儀表電動調(diào)節(jié)閥電磁閥伺服電機1.3計算機控制系統(tǒng)的組成一、硬件組成

1-24計算機操作控制臺

二、軟件組成軟件操作系統(tǒng)語言加工系統(tǒng)診斷系統(tǒng)控制程序數(shù)據(jù)采集及處理程序巡回檢測程序數(shù)據(jù)管理程序編輯程序編譯程序連接、裝配程序調(diào)試程序子程序庫數(shù)據(jù)可靠性檢查程序A／D轉(zhuǎn)換及采樣程序數(shù)字濾波程序線性化處理程序

數(shù)據(jù)采集程序越限報警程序事故預(yù)告程序畫面顯示程序系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件1-26某熱電廠鍋爐儀表集中控制室

1.4計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程與趨勢

1-2720世紀中葉發(fā)明計算機在自動化系統(tǒng)中大量采用計算機——計算機化古董計算機現(xiàn)代工業(yè)控制計算機主板1-29某熱電廠鍋爐計算機控制室

20世紀80年代在自動化系統(tǒng)中大規(guī)模實現(xiàn)計算機聯(lián)網(wǎng)——網(wǎng)絡(luò)化1-3120世紀90年代通過計算機網(wǎng)絡(luò)將管理系統(tǒng)與控制系統(tǒng)一體化，實現(xiàn)全系統(tǒng)的綜合最優(yōu)控制層管理層中央控制器設(shè)計計劃管理調(diào)度控制單元控制器數(shù)控系統(tǒng)Monitor“管控一體化”系統(tǒng)示意圖生產(chǎn)自動化系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)示意圖一、計算機過程控制系統(tǒng)

用計算機對溫度、壓力、流量、液面、速度等過程參數(shù)進行測量與控制的系統(tǒng)稱為計算機過程控制系統(tǒng)。1.5計算機控制系統(tǒng)的典型應(yīng)用二、計算機運動控制系統(tǒng)

用計算機實現(xiàn)對運動控制的數(shù)字化控制。計算機數(shù)控系統(tǒng)示意圖三、計算機數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控車床

數(shù)控磨床數(shù)控加工中心數(shù)控加工生產(chǎn)線四、工業(yè)機器人弧焊機器人

噴漆機器人生產(chǎn)汽車的機器人自動焊接生產(chǎn)線汽車裝配機器人1