计算机仪表控制系统

化学工业出版社
自动检测技术及仪表控制系统 第二版
15.1 仪表控制系统
（4）闭环回路控制系统网络化分析
电气信息的传输不再是点到点的直接方式，而是 通过网络以数字量方式进行，实际的物理回路不 再存在。
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15.1 仪表控制系统
（4）闭环回路控制系统网络化分析
WS ( s ) K S ,WT ( s ) KT , WA ( s) K A ,WD ( s) K D
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15.1 仪表控制系统
（2）闭环回路连续特性分析 因此，u与y，u与z之间的传递函数可简化为：
K A W0 ( s) WC ( s) Y ( s) W ( s) U ( s) 1 K A KT K s W0 ( s) WC ( s)
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第15章 计算机仪表控制系统
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自动检测技术及仪表控制系统 第二版
Contents
15.1 仪表控制系统
15.2 计算机控制系统ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ15.3 计算机控制系统发展趋势
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15.1 仪表控制系统
（1）闭环回路控制系统 单回路控制系统
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15.2 计算机控制系统
（3）集散控制系统 集散控制系统又称分散型控制系统；
它是一个为满足大型工业生产要求，从综合自动 化的角度，按功能分散、协调集中的原则设计； 具有高度可靠性，用于生产管理、数据采集和各 种过程控制。
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离散过程可保证控制系统的主要特性不变。实际应用中，常 取：
T (5 ~10)T0
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15.1 仪表控制系统
（4）闭环回路控制系统网络化分析 计算机网络快速发展，多种现场总线系统在工业 控制中的得到应用； 常规传感器、变送器、控制器、执行器、显示器 发展成网络化产品； 基本实现了检测、变送、显示、调节控制和执行 单元的网络化过程。
K D K AW0 ( s) WC ( s) Z ( s) W ( s) WD (s) K DWS (s) U ( s) 1 K A KT K SW0 (s) WC (s)
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15.1 仪表控制系统
（2）闭环回路连续特性分析
回路控制系统的时域特性可采用最常见的阶跃扰 动动态特性分析方法进行分析。 简化后，回路中存在调节控制单元与被控对象， 因此，回路系统一般不再是二阶系统。 Bode图的分析方法是控制系统频域分析的常用方 法。
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15.1 仪表控制系统 （3）闭环回路数字化离散分析 控制系统中当用数字仪表代替模拟仪表后，控制系统的特性 分析需要从离散化角度进行。
回路系统的采样周期为T，回路控制系统的截止频率为 0 则当采样周期T满足条件：
T 2T0 2
15.2 计算机控制系统
（3）集散控制系统 典型的集散控制系统具有两层网络结构，下层负 责完成各种现场级的控制任务，上层负责完成各 种管理、决策和协调任务。
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15.2 计算机控制系统
（1）计算机控制系统的发展和评价 通过以下几个方面对系统进行评价： 对系统控制质量的评价 对系统工程化的评价 对系统实时性的评价 对系统可靠性的评价 对系统可扩展性的评价 对系统经济指标的评价
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控制系统网络化，反馈控制回路从物理上的回路 系统变成了知识逻辑上的回路系统
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15.1 仪表控制系统
（4）闭环回路控制系统网络化分析 现场级总线技术引入回路控制系统后，可获得如 下优点： 连线大大减少，极大地简化了系统复杂性； 系统整理可靠性增加； 数据通讯交互性增强，便于网络计算； 控制系统扁平化，便于底层与上层控制的沟通， 便于协调控制技术的应用。
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15.2 计算机控制系统
（2）集中控制系统
用一台计算机实现对众多被控对象或参数进行控 制的计算机系统。
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15.2 计算机控制系统
（2）集中控制系统 直接数字控制（DDC控制）：使用一台计算机 代替若干个调节控制回路的功能。 集中控制系统的优点：便于各种运算的集中处理； 各通道或回路的耦合关系在控制计算机中可以得 到很好的反映；由于系统没有分层，所有控制规 律可直接实现；
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15.1 仪表控制系统
（1）闭环回路控制系统 回路中给定值信号u与显示信号z之间的传递函数：
Z ( s) W ( s) U ( s) W0 ( s) WA ( s) WC ( s) WD ( s) 1 WT ( s) WS ( s) W0 ( s) WA ( s) WC ( s)
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15.1 仪表控制系统
（1）闭环回路控制系统 回路控制系统现对于系统网络化具有如下特点：
具有严格意义上的回路结构
单元间信息的直接传送 控制算法的集中计算
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15.1 仪表控制系统
（2）闭环回路连续特性分析 除调节控制单元外，其他仪表单元作用类似于低通 滤波器，可以近似为常数：
所有仪表单元之间及其与被控对象之间都是通过 信号线直接相连的。
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15.1 仪表控制系统
（1）闭环回路控制系统 回路中给定值信号u与被控变量y之间的传递函数：
Y ( s) U ( s)
W ( s)
W0 ( s) WA ( s) WC ( s) 1 WT ( s) WS ( s) W0 ( s) WA ( s) WC ( s)