内蒙古农业大学：《计算机控制技术》课程教学资源（PPT课件讲稿）第一章 绪论

计算机控刺术 内蒙古农业大学机电工程学院 吴利斌 Email:wulibin@163.com

内蒙古农业大学机电工程学院 吴利斌 Email: wulibin@163.com

第一章绪论 计算机控制系统概论 二工业控制机的组成结构及特点 三计算机控制系统的发展概述

第一章 绪论 一.计算机控制系统概论 二.工业控制机的组成结构及特点 三.计算机控制系统的发展概述 •

1.1计算机控制系统概论 1.计算机控制系统 图示计算机控制系统就是利用计算机(通常称 为工业控制计算机,简称工控机)来实现生产过程 自动控制的系统。 给定量 被控量 ⑧控制器 D/A 执行机构被控对象 A/D 测量变送 工控机 生产过程

1.1 计算机控制系统概论 1. 计算机控制系统 图示计算机控制系统就是利用计算机(通常称 为工业控制计算机,简称工控机)来实现生产过程 自动控制的系统。 y 控制器 - 被控对象 给定量 e 执行机构 + r D/A 被控量 测量变送 u A/D 工控机 生产过程

2计算机控制系统的工作原理 (1)实时数据采集:对来自测量变送装置的 被控量的瞬时值进行检测和输入; (2)实时控制决策:对采集到的被控量进行 分析和处理,并按已定的控制规律,决定将 要采取的控制行为 (3)实时控制决策:根据控制决策,适时地 对执行机构发出控制信号,完成控制任务

2 计算机控制系统的工作原理 • （1）实时数据采集：对来自测量变送装置的 被控量的瞬时值进行检测和输入； • （2）实时控制决策：对采集到的被控量进行 分析和处理，并按已定的控制规律，决定将 要采取的控制行为。 • （3）实时控制决策：根据控制决策，适时地 对执行机构发出控制信号，完成控制任务

3.计算机控制系统的组成 变送器 信号 处理 生 Keyboard Keyboard 变送器 信号 处理 入采样电路——输 执行 输出 Printer Printer 机构 保持 算 过 执行 输出 出扫描电路 机 机构 保持 程 开关量输入通道 开关量输出通道

3.计算机控制系统的组成

计算机控制系统的典型形式 (1)操作指导控制系统 所谓操作指导是指计算机的输出不直 接用来控制被控对象,只是每隔一定时间, 计算机进行一次数据采集,将系统的一些 参数经AD转换后送入计算机进行计算 及处理,然后进行报警、打印和显示。操 作人员根据这些结果去改变调节器的给定 值或直接操作执行机构

计算机控制系统的典型形式 • （1）操作指导控制系统 • 所谓操作指导是指计算机的输出不直 接用来控制被控对象，只是每隔一定时间， 计算机进行一次数据采集，将系统的一些 参数经 A/D 转换后送入计算机进行计算 及处理，然后进行报警、打印和显示。操 作人员根据这些结果去改变调节器的给定 值或直接操作执行机构

·该系统属于开环控制结构。计算杋根据一定的控 制算法,依赖测量元件测得的信号数据,计算出 供操作人员选择的最优操作条件及操作方案。操 作人员根据计算机输出的信息去改变调节器的给 定值或直接操作执行机构。 优点:结构简单、控制灵活和安全 缺点:要由人工操作,速度不高,不能控制多个 对象 输入通道 输出通道 操作指导计算机 被控对象 显示打印

• 该系统属于开环控制结构。计算机根据一定的控 制算法，依赖测量元件测得的信号数据，计算出 供操作人员选择的最优操作条件及操作方案。操 作人员根据计算机输出的信息去改变调节器的给 定值或直接操作执行机构。 • 优点：结构简单、控制灵活和安全 • 缺点：要由人工操作，速度不高，不能控制多个 对象

(2)直接数字控制系统 (Direct Digital Control) DD系统属于计算机闭环控制系统。计 算机首先通过模拟量输入通道(A)和开 关量输入通道(D1)实时采集数据,然后 按照一定的控制规律进行计算,最后发出 控制信息,并通过模拟量输出通道(A0) 和开关量输出通道(D)直接控制生产过 程。直接数字控制(DDC)系统是计算机用 于工业过程控制最普遍的一种方式

（2）直接数字控制系统 （Direct Digital Control） • DDC系统属于计算机闭环控制系统。计 算机首先通过模拟量输入通道（AI）和开 关量输入通道（DI）实时采集数据，然后 按照一定的控制规律进行计算，最后发出 控制信息，并通过模拟量输出通道（AO） 和开关量输出通道（DO）直接控制生产过 程。直接数字控制（DDC）系统是计算机用 于工业过程控制最普遍的一种方式

AD 采 CRT显示器 转换器 测量元件 打印机 计算机 被控对 D/A 象 操作台 转换器 输出扫描 执行机构 要求:实时性好、可靠性高和适应性强 台计算机通常要控制几个或几十个回路

要求：实时性好、可靠性高和适应性强。一 台计算机通常要控制几个或几十个回路

(3)监督控制系统 (Supervisory Computer Control) 监督控制中,计算机根据原始工艺信息和其 他的参数,按照描述生产过程的数学模型或其他 方法,自动地改变模拟调节器或以直接数字控制 方式工作的微型机中的给定值,从而使生产过程 始终处于最优工况(如保持高质量、高效率、低 消耗、低成本等等) 从这个角度上说,它的 作用始改变设定值,又称为设定值控制SPC(Set Point ControD

（3）监督控制系统 （Supervisory Computer Control) • 监督控制中，计算机根据原始工艺信息和其 他的参数，按照描述生产过程的数学模型或其他 方法，自动地改变模拟调节器或以直接数字控制 方式工作的微型机中的给定值，从而使生产过程 始终处于最优工况（如保持高质量、高效率、低 消耗、低成本等等）。 从这个角度上说，它的 作用始改变设定值，又称为设定值控制SPC(Set Point Control)