集中型计算机控制系统
毕业设计70大型泵站计算机控制系统--毕业设计
第一章引言1.1概述近年来，计算机技术得到了突飞猛进的发展。
特别是微机己经渗透到人们生活生产的各个领域，小至家用电器的控制，大到人造地球卫星的发射，到处可以看到计算机在发挥作用。
今天，许多以计算机为基础的监测与控制系统正在控制着各种各样的生产过程。
我国的一些主要行业，如石化、电力、冶金等已大量使用计算机监控系统，它可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。
在组态概念出现之前，要实现这些任务，都是通过编写程序（如使用BASIC、C、FORTRAN等）来实现的。
编写程序不但工作量大、周期长，而且容易犯错误，不能保证工期。
组态软件的出现，解决了这个问题。
对于过去需要几个月的工作，通过组态几天就可以完成。
本文利用组态软件和PLC解决了大型泵站计算机的监控问题，方便有效的实现了泵站的自动化监控。
1.2国内外现状我国水利系统计算机监控系统的应用由于多种原因尚处于起步阶段。
随着计算机技术的进步，目前越来越多的单位对泵站监控自动化技术进行研究，近几年来全国许多泵站工程，都将计算机监控系统纳入提高泵站自动化水平的重要措施之一，但这些计算机监控系统大多没有真正充分发挥应有的作用。
多年来，由于泵站运行产生的是社会效益，其经济效益一直未被重视。
技术改造及资金投入十分有限，微机监控起步较晚，与国外同行业相比仍有较大差距。
目前经过长期运行考验的泵站计算机监控系统是常规系统和与计算机监控系统并存，且计算机监控系统只能完成数据监测和处理，而未能做到计算机控制和调节泵组。
大多数泵站采用继电器逻辑控制、独立的检测装置或仪表，这样运行方式落后，存在的问题主要有：(1)信息处理能力差，软件开发跟不上，许多应有的功能不能实现。
(2)故障追忆能力较差。
事故发生后，由于信息量不足往往难以对事故原因做出正确的分析。
(3)控制可靠性不高。
各控制之间有时不能进行可靠的安全闭锁，不能完全避免操作员的操作错误。
集中控制器系统性能详细描述
1室内机每次调节时间、运行状态、运行模式、设定温度、外机防冻、标准RC定时、内机摆风叶角度。
9.对室内机的பைடு நூலகம்制
1、可以对每台室内机、每个区域室内机、每个楼层室内机、这个大楼室内机进行一次性调节各种功能。
2、可以365天设定每天定时开关机器。
5.控制系统特点
a.节省安装工作，通过使用无极性2芯信号线，简化了接线工作，并节省安装费用。
b.系统构成可以扩大，可通过各种控制器的组合构筑最佳系统，以适应当前的不同应用和未来的扩展计划。
c.操作运行方便容易，控制功能先进，使用时的设定操作极为容易。
d.总接线长度（信号线总长度）最长可延伸到3600M（信号放大器并用时）。
总电量=4个用户的外机的耗电量（由压缩机、风扇电机、控制板等耗电组成）+4个用户内机的耗电量（由内机风扇电机、控制板、电子膨胀阀等耗电组成）
智能控制系统根据一段时间内（如一个月内）各个用户空调的容量大小、使用时间、和温度设定等数据，得出各个用户电费的分摊比例。比率A、比率B、比率C、比率D。
电力公司寄来的电费账单，由计费系统自动根据分摊比例，得出各个用户的电费单，打印出分发A、B、C、D4个用户。（以上例子假设为4个计费单位，而富士通计费系统可针对项目使用单位分设更多计费单位，并由自动计费系统自动计算各单位的用电量。）
集中控制器系统性能详细描述
1.控制系统概况
控制芯片：NEC JAPAN μ PD78F0034
μ PD78C18GQ-A57-36
μ PD75402ACT-242
集中控制技术——智能化微电脑控制：上述两个要素的控制，加之室内风机电机控制部分等（风量及气流分布控制）结合在一起，构成了空调机的最佳控制系统。该系统在室内、室外机组中分别装着以微机为中心控制电路。其间连接着两根无极性通讯信号线，以串联信号方式交换信息，保证空调机的整体运行控制。系统可根据室外机气温传感器、排气温度传感器、电流传感器等传感器群的信号，控制压缩机运转输出能力、室内外风机转速和电子膨胀阀的开启度，同时实时地对各种安全回路和保护回路进行监视。
DCS和PLC区别及优缺点
plc和dcs在工业自动化控制中占有举足轻重的地位，而工业自动化控制是国家工业发展战略的核心。
PLC以及DCS在工业控制的各个环节中不断的升级、完善，已经成为现代工业生产制造中不可或缺的工具。
1、DCS和PLC的定义DCS控制系统，在国内自控行业又称之为集散控制系统。
即所谓的分布式控制系统，是相对于集中控制系统而言的一种新型计算机控制系统，它是在集中控制系统的基础上发展、演变而来的。
DCS作为一个集过程控制和过程监控为一体的计算机综合系统，在通信网络的不断带动下，DCS系统已经成为了一个综合计算机，通信、显示和控制等4C技术的完整体系。
其主要特点是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。
现如今的DCS系统可以广泛地用于工业装置的生产控制和经营管理，在化工、电力、冶金等流程自动化领域的应用已经十分普及。
PLC，即逻辑可编程控制器，是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。
它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程，是工业控制的核心部分。
2、DCS和PLC控制器的差别DCS和PLC控制器的主要差别是在开关量和模拟量的运算上，即使后来两者相互有些渗透，但是仍然有区别。
80年代以后，PLC除逻辑运算外，也增加了一些控制回路算法，但要完成一些复杂运算还是比较困难，PLC用梯形图编程，模拟量的运算在编程时不太直观，编程比较麻烦。
但在解算逻辑方面，表现出快速的优点。
而DCS使用功能块封装模拟运算和逻辑运算，无论是逻辑运算还是复杂模拟运算的表达形式都非常清晰，但相对PLC来说逻辑运算的表达效率较低。
3、DCS和PLC在火电厂的应用在火电厂热工自动化领域，DCS和PLC是两个完全不同而又有着千丝万缕联系的概念。
DCS和PLC都是计算机技术与工业控制技术相结合的产物，火电厂主机控制系统用的是DCS，而PLC主要应用在电厂辅助车间。
DCS自动控制系统
设计思路
根据锅炉运行的控制要求, 在原有DCS 系统 SUPMAX- 500集散控制系统中进行改造, 将 原来的PID 控制改进为模糊PID 复合控制, 采用模糊PID 切换控制策略, 在误差大于最 大误差量程的7%时, 采用模糊控制算法, 误 差小于7%时, 采用PID 控制算法。这样既克 服了传统PID 控制响应慢的缺点, 又克服了 模糊控制不精确的缺点, 使系统稳定可靠, 提高了系统的整体性能。
电脑控制 电脑在线监控
DCS的发展历程
▪ DCS自1975年问世以来，已经经历了二十多 年的发展历程。在这二十多年中，DCS虽然 在系统的体系结构上没有发生重大改变，但 是经过不断的发展和完善，其功能和性能都 得到了巨大的提高。总的来说，DCS正在向 着更加开放，更加标准化，更加产品化的方 向发展。
▪ 这种 语 言 的控制经验很容易用“if- --then”这 种条件语句夹表示。
结论：
实行模糊控制要进行三个方面的工作: ▪ 精确量的模糊化,把语言变量的语言值化为
某适当论域上的模糊子集; ▪ 模糊控制算法和设计,通过一组模糊条件语
句构成模糊控制规则,并计算模糊控制规则 决定的模糊关系; ▪ 输出信息的模糊判决,并完成由模糊量到精 确量的转化
集散控制系统及应用
▪ 一、集散控制系统的基本概念 ▪ 二、集散控制系统的基本结构 ▪ 三、DCS的基本组成部分 ▪ 四、DCS的特点 ▪ 五、DCS功能设计
集散控制系统的基本概念
集散控制系统是以微处理为基础的集中分散控制 系统，它的主要特征是集中管理和分散控制。 基本思路：（霍尼韦尔公司）
计算机控制系统
学院：电气信息工程学院专业：电气工程及其制动化班级：09-1班姓名：张景辉学号：540901020155计算机控制系统综述摘要：目前工业计算机控制系统按结构层次基本上划分为：直接数字控制（DDC）系统、监督控制（SCC）系统、集散型控制系统（DCS）、递阶控制系统（HCS）和现场总线控制系统（FCS）等几种。
工业计算机控制系统是为了提高产品质量、降低成本、减少环境污染。
因此，计算机控制系统已成为生产设备及过程控制等重要的组成部分。
关键字：DDC、SCC、DCS、HCS、FCS一、直接数字控制（DDC）系统DDC系统是利用微信号处理器来做执行各种逻辑控制功能，它主要采用电子驱动，但也可用传感器连接气动机构。
DDC系统的最大特点就是从参数的采集、传输到控制等各个环节均采用数字控制功能来实现。
同时一个数字控制器可实现多个常规仪表控制器的功能，可有多个不同对象的控制环路。
目前DDC控制系统常采用的网络结构有两种，即Bus总线结构和环流网络结构。
其中Bus总线结构是所有DDC 控制器均通过一条Bus总线与集中控制电脑相连，它的最大优点就是系统简单、通信速度较快，对一些中、小型工程较为适用；但在大型工程时就会导致布线复杂。
为此目前有些公司又推出了支路Bus总线结构网络，它是通过一个通讯处理设备(NCU)后产生支路Bus总线，这样各支路又可带数个现场DDC控制器，对一个大区域而言，只需几个NCU与系统Bus总线相联即可。
这样可大大简化该系统。
对于环流网络结构，它是利用两根总线形成一个环路，每一个环路可带数个DDC控制器，多个环路之间通过环路接口相联，因此这种系统最大优点就是扩充能力较强。
通讯网络是用于完成集中控制电脑与现场DDC控制器以及现场设备之间的信息交换。
其联接材料通常采用截面积为1.0mm2的RVVP聚氯乙烯绝缘、聚氯乙烯护套、铜芯电缆或采用专用通信电缆。
现场DDC控制器与现场设备(如传感器、阀门等)之间的控制电缆一般采用1～1.5mm2聚氯乙烯绝缘、聚氯乙烯护套、铜芯电缆，是否需要采用屏蔽线应根据具体设备而定。
DCS简介
下图目前DCS的组成简图：
中央控制室 CRT操作中心
高 速 数 据 通 道
Redundant Control Net
20Mbps
制粉 甲 制粉 乙 通讯 接口
风烟 甲 风烟 乙 蒸汽 蒸汽
高加 FSS BCS 燃料 上中 燃料 下层 风门
低加控制
润滑油和 真空系统
厂用 DEH DEH
ETS
电 厂用 电
除氧器 给水 系统甲 给水 系统乙 给水泵 DAS
蒸汽 旁路 发变组 发变组
18、什么是DCS的开放性？ DCS的开放性是指DCS能通过不同的接口方便地与第三方系统或 设备连接，并获取其信息的性能。这种连接主要是通过网络实现 的，采用通用的、开放的网络协议和标准的软件接口是DCS开放 性的保障。我公司目前采用的DCS系统有很好的开放性。 19、什么是系统冗余？ 在一些对系统可靠性要求很高的应用中，DCS的设计需要考虑热 备份也就是系统冗余，这是指系统中一些关键模块或网络在设计 上有一个或多个备份，当现在工作的部分出现问题时，系统可以 通过特殊的软件或硬件自动切换到备份上，从而保证了系统不间 断工作。通常设计的冗余方式包括：CPU冗余、网络冗余、电源 冗余。在极端情况下，一些系统会考虑全系统冗余，即还包括I/O 冗余。 20、什么是I/O余量？ 与冗余不同，I/O余量只是系统中I/O数量大于应用的要求，这种余 量只是数量上的，主要目的是使系统今后有继续加入控制信号的 可能。
3，生产管理级：
dcs与plc的区别
dcs系统与plc系统的区别如下：1、在功能的着重点上不同。
DCS着重于闭环控制及数据处理。
PLC着重于逻辑控制及开关量的控制，也可实现模拟量控制。
2、发展历程方面。
在DCS系统产生之前，工业上是采用计算机控制系统，一台计算机控制几十个、上百个控制回路，控制高度集中危险性极高，随着电子技术发展，微处理器的出现，为解决控制集中危险性高的问题，产生以微处理器为基础，集控制技术、计算机技术、通信技术为一体的分散控制、集中监视控制系统（即DCS系统），所以DCS系统也称集中分散型控制系统、分散型综合控制系统等。
DCS的总体设计理念是偏向于仪表的，因此，最早生产的DCS系统有的甚至没有逻辑控制功能，随着技术的发展功能也逐步完善。
PLC 是代替继电器实现逻辑控制的装置，最早生产的PLC只有逻辑控制功能，随着技术的发展其功能也不断完善，以PLC为基础构成的控制系统其功能与DCS系统基本类似，在连续生产的过程控制中也广泛应用，如西门子公司生产的PCS7系统也是DCS系统。
3、在平台与功能方面，DCS与PLC的主要区别有：一是数据来源不同，DCS系统是全局数据库，控制级和监控级数据来源于同一个数据库；而PLC系统控制级和监控级数据来源于不同的数据库，因此控制软件与监控软件可以是不同的供应商，市场化程度高。
二是控制功能偏向不同，DCS模拟信号处理能力强，PLC逻辑信号处理能力强，处理速度快。
三是在线修改程序不同，DCS可按控制回路在线修改组态、下装，只影响本控制回路。
而PLC在线修改程序下装影响整个PLC站，影响面广。
当然，不管哪个系统一般情况下在线修改时都有保护措施，不会影响生产过程正常运行。
4、建设投资方面。
通常情况下，DCS系统的投资比PLC系统要稍高些，主要原因是PLC产量大、市场化程度高，所以成本相对低些。
DCS简介
DCS简介
一、DCS的概念
DCS是英文（Distributed Control System）的缩写，在国内自动控制行业又称之为集散控制系统。
DCS是计算机技术、控制技术和网络技术高度结合的产物，是目前最先进、最合理的过程控制系统，可以适应各种过程控制的要求。
系统具有很高的可靠性。
它通过集中的操作和监控，管理分散的受控点，所以DCS可理解为“分散控制，集中管理”。
二、DCS的应用状况
自1975 年Honeywell 公司推出第一套DCS 以后,全世界有60 余家公司生产了1500 余种产品,目前约有10 000套DCS 在运行。
我国DCS 发展较晚,大约在20 世纪80 年代末才开始逐渐使用。
目前还处在从大型工程逐步向中、小型工程,从主要应用领域(如石化、化工、电力、冶金等行业) 逐步向全工业范围扩展阶段,市场远没有饱和。
特别在最近一段时期,将会有大量的国内企业采用先进的DCS 来改造传统产业,不但大型、中型工程项目采用,不少小型项目也开始采用。
它们的技术改造为DCS 提供了十分巨大的市场空间。
三、 DCS系统结构。
DCS控制系统介绍
DCS控制系统应用范围：集散型控制系统(DCS)采用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制，适用于化肥、化工、食品、粮食、制药、智能生物、饲料等行业自动化系统改造及自动化系统生产线，能够保证生产安全,提高自动化水平和管理水平,提高产品质量，提高劳动生产率，降低人工费用、能源消耗和原材料消耗。
DCS控制系统结构：◆集散型控制系统采用标准化、模块化和系列化设计，由集中管理部分、分散控制检测部分和通信部分组成。
集中管理部分包括管理计算机、工程师站.操作站。
管理计算机用于系统的信息管理和优化控制，工程师站用于组态和维护，操作站用于监视和操作。
分散控制监测部分包括控制站、监测站或现场控制站，用于控制和监测。
通信部分连接系统各个分布部分，完成数据、指令及其他信息的传递。
DCS控制系统系统特点：◆各工作站独立完成合理分配的数据采集、处理、计算、监视、操作、控制等规定任务。
◆控制功能齐全,控制算法丰富,集连续控制、顺序控制和批量控制于一体,系统可控性高。
◆操作方便、显示直观、可监视性好。
◆人机会话系统实用、简捷,工艺流程状态图、参数表、历史趋势图、实时趋势图、信息报警、故障分析、操作指导等窗口画面丰富。
◆DCS控制系统可以通过电脑在专用软件环境下进行编程，较小的参数修改和程序变更送入PLC不会引起中断运行，并且PLC的内变量参数也可在线读写，因而方便了程序的维护和检查。
◆积木式系统结构,开放式、标准化、模块化设计的硬件和软件，配置灵活,适应性和扩充性好。
◆实时采集、分析、记录、监视、操作控制过程对象参数,在线修改系统结构和组态回路，在线维护局部故障，系统可用性高。
◆采用系统结构容错设计,任意单元失效时可保持系统的完整性,全局性通信或管理站失效时可维持局部站的工作。
◆具有事故报警、双重化措施、在线故障处理等手段，系统可靠性、安全性高。
山东祺龙电子有限公司创建于1998年，是山东省高新技术企业、全国肥料机械设备协作联盟副理事长单位，设有市级自动配料系统工程技术研究中心。
计算机控制系统概述
过程接口单元（PIU）：又称为过程输入输出单元、 数据采集单元、现场监视站、I/O扩展单元等。
它的组成与过程控制单元类似，是以微处理器为核心 的数据采集设备，负责采集非控制变量数据，并将其 数据经过通信系统传递给CRT操作站或上位管理计算 机。
CRT操作站：是DCS的人-机接口，由CRT、微机、键 盘、打印机、存储器、通信控制器等组成。可以显示： 生产总貌和系统主要参数、每个回路的详细控制情况、 当前的和历史的数据、曲线等。
第九章 计算机控制系统
华东理工大学信息学院自动化系
定义：计算机控制就是利用计算机实现工业生产 过程的自动控制。
计算机控制系统=自动化技术+计算机技术
本章主要内容：
10.1 概述 10.2 集散控制系统 10.3 可编程控制器 10.4 现场总线控制系统 10.5 综合自动化系统
10.1 概述 10.1.1 计算机控制系统的组成
目前，绝大多数PLC不属于开放系统，寻求开放 型的硬件或软件平台成了当今PLC的主要发展目标。
10.3.2 PLC基本组成
PLC基本组成包括：CPU、通信接口、外设接 口、I/O接口等。模块化PLC的应用更广泛，它在 系统配置上更灵活，用户可以根据规模和设计要求 进行配置，模块与模块之间通过外部总线连接，如 下图所示
②扩展阶段：20世纪70年代中期到20 世纪70年代末期。 扩展了数据传送、数据的比较和运算、模拟量的运算 等功能。
③通信阶段：20世纪70年代末期到20 世纪80年代中期。 PLC在通信方面得到了发展，形成了分布式的通信网 络系统。缺点是产品互通难。
④开放阶段： 20世纪80年代中期以后。
(2)可编程序控制器的特点（优点）
①高可靠性：PLC的主要特点。它在软、硬件方面采 取了一些提高系统可靠性的措施。
DCS简介
DCS(集散控制系统)简介集散控制系统简称DCS，也可直译为“分散控制系统”或“分布式计算机控制系统”。
它采用控制分散、操作和管理集中的基本设计思想，采用多层分级、合作自治的结构形式。
其主要特征是它的集中管理和分散控制。
目前DCS在电力、冶金、石化等各行各业都获得了极其广泛的应用。
DCS通常采用分级递阶结构，每一级由若干子系统组成，每一个子系统实现若干特定的有限目标，形成金字塔结构。
可靠性是DCS发展的生命，要保证DCS的高可靠性主要有三种措施：一是广泛应用高可靠性的硬件设备和生产工艺；二是广泛采用冗余技术；三是在软件设计上广泛实现系统的容错技术、故障自诊断和自动处理技术等。
当今大多数集散控制系统的MTBF可达几万甚至几十万小时。
1.集散控制系统的发展趋势近年来，在DCS关联领域有许多新进展，主要表现在如下一些方面。
(1)系统功能向开放式方向发展传统DCS的结构是封闭式的，不同制造商的DCS之间难以兼容。
而开放式的DCS将可以赋予用户更大的系统集成自主权，用户可根据实际需要选择不同厂商的设备连同软件资源连入控制系统，达到最佳的系统集成。
这里不仅包括DCS与DCS的集成，更包括DCS与PLC、FCS及各种控制设备和软件资源的广义集成。
(2)仪表技术向数字化、智能化、网络化方向发展工业控制设备的智能化、网络化发展，可以促使过程控制的功能进一步分散下移，实现真正意义上的“全数字”、“全分散”控制。
另外，由于这些智能仪表具有的精度高、重复性好、可靠性高，并具备双向通信和自诊断功能等特点，致使系统的安装、使用和维护工作更为方便。
(3)工控软件正向先进控制方向发展广泛应用各种先进控制与优化技术是挖掘并提升DCS综合性能最有效、最直接、也是最具价值的发展方向，主要包括先进控制、过程优化、信息集成、系统集成等软件的开发和产业化应用。
在未来，工业控制软件也将继续向标准化、网络化、智能化和开放性发展方向。
(4)系统架构向FCS方向发展单纯从技术而言，现阶段现场总线集成于DCS可以有三种方式：①现场总线于DCS系统I/O总线上的集成――通过一个现场总线接口卡挂在DCS的I/O总线上，使得在DCS控制器所看到的现场总线来的信息就如同来自一个传统的DCS设备卡一样。
DCS系统介绍
DCS 发展历史
第二阶段：1980—1985.，在这个时期集散控 制系统的技术特点表现为： 1）微处理器的位数提高，CRT显示器的分辨 率提高 2）强化的模块化系统 3）强化了系统信息管理，加强通信功能
DCS 发展历史
第三阶段，1985年以后，集散系统进入第三 代，其技术特点表现为： 1）采用开放系统管理 2）操作站采用32位微处理器 3）采用实时多用户多任务的操作系统
DCS 发展历史
第一阶段：1975-1980年，在这个时期集散控 制系统的技术特点表现为： 1）采用微处理器为基础的控制单元，实现 分散控制，有各种各样的算法，通过组态独立 完成回路控制，具有自诊断功能 2）采用带CRT显示器的操作站与过程单元分 离，实现集中监视，集中操作 3）采用较先进的冗余通信系统
DeltaV I/O Card Types
Outputs
- AO, 8 Channel, 4 to 20 mA, HART – AO, 8 Channel, 4 to 20 mA – I.S. AO, 8 Channel, 4 to 20 mA – DO, 8 Channel, 120/230 VAC, Isolated – DO, 8 Channel, 120/230 VAC, High Side – DO, 8 Channel, 24 VDC, Isolated – DO, 8 Channel, 24 VDC, High Side – High Density DO, 32 Channel, 24 VDC, High Side – I.S. DO, 4 Channel, 12 VDC I.S. Power
DCS 特点
1） 高可靠性。由于DCS将系统控制功能分散在各台计 算机上实现，系统结构采用容错设计，因此某一台计算 机出现的故障不会导致系统其他功能的丧失。此外，由 于系统中各台计算机所承担的任务比较单一，可以针对 需要实现的功能采用具有特定结构和软件的专用计算机， 从而使系统中每台计算机的可靠性也得到提高。 2） 开放性。DCS采用开放式，标准化、模块化和系列 化设计，系统中各台计算机采用局域网方式通信，实现 信息传输，当需要改变或扩充系统功能时，可将新增计 算机方便地连入系统通信网络或从网络中卸下，几乎不 影响系统其他计算机的工作。
计算机控制技术
计算机控制技术班级：学号：姓名：本文主要从计算机控制技术的定义、类型及发展趋势三个方面作以小结！一、计算机控制技术定义：计算机控制系统(Computer Control System，简称CCS)是应用计算机参与控制并借助一些辅助部件与被控对象相联系，以获得一定控制目的而构成的系统。
二、计算机控制系统类型：这里的计算机通常指数字计算机，可以有各种规模，如从微型到大型的通用或专用计算机。
辅助部件主要指输入输出接口、检测装置和执行装置等。
与被控对象的联系和部件间的联系，可以是有线方式，如通过电缆的模拟信号或数字信号进行联系；也可以是无线方式，如用红外线、微波、无线电波、光波等进行联系。
被控对象的范围很广，包括各行各业的生产过程、机械装置、交通工具、机器人、实验装置、仪器仪表、家庭生活设施、家用电器和儿童玩具等。
控制目的可以是使被控对象的状态或运动过程达到某种要求，也可以是达到某种最优化目标。
与一般控制系统相同，计算机控制系统可以是闭环的，这时计算机要不断采集被控对象的各种状态信息，按照一定的控制策略处理后，输出控制信息直接影响被控对象。
它也可以是开环的，这有两种方式：一种是计算机只按时间顺序或某种给定的规则影响被控对象；另一种是计算机将来自被控对象的信息处理后，只向操作人员提供操作指导信息，然后由人工去影响被控对象。
计算机控制系统由控制部分和被控对象组成，其控制部分包括硬件部分和软件部分，这不同于模拟控制器构成的系统只由硬件组成。
计算机控制系统软件包括系统软件和应用软件。
系统软件一般包括操作系统、语言处理程序和服务性程序等，它们通常由计算机制造厂为用户配套，有一定的通用性。
应用软件是为实现特定控制目的而编制的专用程序，如数据采集程序、控制决策程序、输出处理程序和报警处理程序等。
它们涉及被控对象的自身特征和控制策略等，由实施控制系统的专业人员自行编制。
1．集中型计算机控制系统（DDC）直接数字控制（DDC）本质上是用一台计算机取代一组模拟控制器，构成闭环控制回路。
化工仪表及其自动化控制九章计算机控制系统
第三节 计算机控制系统的发展过程
1. 直接数字量控制（Direct Digital Control－DDC） 2. 集中型计算机控制系统
3. 集散控制系统（Distributed Control System－DCS）
4. 现场总线控制系统（Fieldbus Control System－FCS）
08.04.2019 化工仪表及其自动化控制课件
DCS的特点 根本：管理集中和控制分散 具体表现在： 分级递阶结构
经营管理级 生产管理级 控制管理级 过程控制级
DCS必不可少的两级
现场仪表，各种检测仪表、执行器……
08.04.2019 化工仪表及其自动化控制课件
DCS的发展趋势
• 向开放式系统发展 • 智能变送器、远程I/O和现场总线的发展，进一步使现场测控 功能下移分散 • DCS、PLC、PCCS相互渗透融合，形成数字化、模块化、 网络化的分布式控制系统 • 现场总线集成于DCS系统是现阶段控制网络的发展趋势 • ① 现场总线于DCS系统I/O总线上的集成 • ② 现场总线于DCS系统网络层的集成 • ③ 现场总线通过网关与DCS系统并行集成 • 未来的DCS将采用智能化仪表和现场总线技术，从而彻底实现分 散控制，并可节约大量的布线费用，提高系统的易展性。OPC标 准的出现从根本上解决了控制系统的共享问题，使系统的集成更 加方便，从而导致控制系统价格的下降。 • 基于PC机的解决方案将使控制系统更具有开放性。Internet技术在 控制系统中的应用，将使操作界面更加友好、数据访问更加方便， 并且Window NT将成为控制系统的优秀平台。总之，DCS通过不 08.04.2019 化工仪表及其自动化控制课件 断采用新技术将向标准化、开放化、通用化的方向发展。
计算机控制系统的发展趋势？
计算机控制系统的发展趋势计算机控制系统随着计算机科学、自动控制理论、网络技术、检测技术的发展，在工业4.0 以及中国制造2025 计划的推动下，其发展趋势大致如下。
随着计算机技术和网络技术的不断发展，各种层次的计算机网络在控制系统中得到了广泛应用。
计算机控制系统的规模越来越大，其结构也发生了变化，经历了计算机集中控制系统、集散控制系统、现场总线控制系统，向着网络控制系统（Network Control System，NCS）发展。
网络控制系统的结构示意图如图所示。
在工业自动化向智能化的发展进程中，通信已成为关键问题之一，但由于多种类型现场总线标准并存，不同类型的现场总线设备均配有专用的通信协议，互相之间不能兼容，无法实现互操作和协同工作，无法实现信息的无缝集成。
使用者迫切需要统一的通信协议和网络。
因此，基于TCP/IP 的以太网进入工业控制领域并且得到了快速发展。
比如，惠普公司应用IEEE 1451.2 标准，生产的嵌入式以太网控制器具有10-Base 以太网接口，运行FTP/HTTP/TCP/UDP，应用于传感器、驱动器等现场设备。
再如，FF 提出的IEC 61158 标准中类型 e 所定义的HSE（High Speed Ethernet）协议，用高速以太网作为H2 的一种替代方案，选用100Mbit/s 速率的以太网的物理层、数据链路层协议，可以使用低价位的以太网芯片、支持电路、集线器、中继器和电缆。
国内浙大中控也推出了基于EPC（Ethernet for Process Control）的分布式网络控制系统，将Ethernet 直接应用于变送器、执行机构、现场控制器等现场设备间的通信。
网络化控制系统就是将控制系统的传感器、执行器和控制器等单元通过网络连接起来。
其中的网络是一个广义的范畴，包含了局域网、现场总线网、工业以太网、无线通信网络、Internet 等。
随着物联网概念的提出以及控制系统发展的需求，以无线通信模式为新特征的物联网控制系统，必将成为计算机控制系统的重要发展方向。
线路中央计算机系统构成名词解释
线路中央计算机系统构成名词解释线路中央计算机系统是指由一系列组件组成的集中式计算机系统。
它是用于控制、管理和处理各种信息的重要工具。
这种系统通常由多个部分组成，每个部分有着不同的功能和作用。
首先，线路中央计算机系统包括中央处理器（CPU）。
CPU是整个系统的核心，负责执行指令、进行算术和逻辑运算，以及控制和协调其他组件的工作。
它由控制单元和算术逻辑单元组成，控制单元负责解析并执行指令，而算术逻辑单元则执行各种算术和逻辑操作。
其次，线路中央计算机系统还包括内存模块。
内存是用于存储程序指令和数据的地方，它可以被CPU快速访问。
内存分为主存储器和辅助存储器两种类型。
主存储器是CPU直接访问的存储器，而辅助存储器则用于长期存储大量数据和程序。
除了CPU和内存，线路中央计算机系统还包括输入和输出设备。
输入设备用于将外部数据和指令引入系统，如键盘、鼠标、扫描仪等。
输出设备则用于将系统处理的结果输出给用户，如显示器、打印机、音响等。
输入和输出设备起到了桥梁的作用，使用户能够与计算机系统进行交互。
此外，线路中央计算机系统还包括总线。
总线是连接系统各个部件的通道，用于传输指令、数据和控制信号。
它可以分为地址总线、数据总线和控制总线。
地址总线用于指定内存和IO设备的位置，数据总线用于传输数据，而控制总线则用于传输控制信号。
另外，线路中央计算机系统还包括操作系统。
操作系统是一种软件，负责管理和控制计算机系统的资源，为应用程序提供服务和支持。
它可以管理内存、文件系统、进程调度等，同时也提供了用户界面和其他辅助功能。
最后，线路中央计算机系统还包括各种辅助设备和接口。
辅助设备包括硬盘驱动器、光盘驱动器、网络接口卡等，它们用于扩展系统的存储容量和功能。
接口则用于连接计算机系统与外部设备或网络，如USB接口、以太网接口等。
综上所述，线路中央计算机系统是由中央处理器、内存、输入输出设备、总线、操作系统以及各种辅助设备和接口共同组成的。
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计算机控制器混合控制系统、 监督计算机控制系统SCC
❖ 计算机控制器混合控制系统
CRT操作台
对于老工厂技术改造
中央计算机
尤为可取。特别随着可编
{
设定值
程控制器的发展，与计算
调
调
节
节
器
器
机形成混合控制系统已普 遍应用于老企业中。
特点：
①自主性； ②可靠性； ③协调性； ④友好型； ⑤适应性、灵活性和可扩充性； ⑥在线性。
结构：
①现场装置管理层次的直接控制级； （过程级）
②过程管理级； ③产品管理级； ④工厂总体管理和经营管理级。
入
中央计算机
入
Di 子
Do 子
系
系
统
统
﹛ 被测变量
过程对象
操作变量
集中型计算机控制系统
﹛
缺点：
集中型计算机控制
系统将大量功能集于一 身，把危险也集中了。 一旦计算机发生故障， 将导致生产过程的全面 瘫痪。为了增强可靠性， 一方面要设计高可靠性 的计算机，一方面引入 双重计算机概念。
三、分层计算机控制系统
其实质是四C技术： 计算机、控制器、通信和CRT现实技术。
它以微处理机为核心，把微型计算机、 工业控制计算机、数据通信系统。现实操作 装置、过程通道、模拟仪表灯有机地结合起 来，采用组合组装式结构组成系统，对生产 过程进行集中监视、操作、管理和分散控制 的一种新型控制技术。
它即不同于分散的仪表控制系统，又不 同于集中式计算机控制系统，而是吸收了两 者的有点，在它们的基础上发展起来的一门 系统工程技术，具有显著的优越性。
一、集散型控制系统的概述
1.直接数字控制（DDC）
过程控制计算机
SP
控制算法
直接数字控制是计算
A/D
D/A
机控制技术的基础，已广
泛地应用于工业过程控制。
变送器
过程对象
执行器
基本DDC系统结构
DDC控制过程是：
计算机首先通过模数输入转换器（A/D） 按一定周期，循环实时采集多个生产过程 被控参数的信息，然后按照控制算法运算 后，其结果通过数模转换器（D/A）依次进 入控制执行器，构成一个闭环回路。
DDC比起模拟仪表控制的主要优点在于：
很容易在计算机中实现PID和其他复 杂的运算规律，并且保持了数字化的精度。
二、集中型计算机控制系统
一台计算机上实现的功能：过程监视、 数据收集、数据处理、数据存储、报警和 登录、过程控制。此外，还可以实现生产 调度和工厂管理的部分功能。
CRT操作台
A/D输
D/A输
被测变量
过程对象
﹛
计算机、控制器混合控制系统
❖ 监督计S算CC计机算机控制第系二级统SCC
设定值
调节器
测量
DDC 第一级 计算机
测量 控制
测量 控制
在第一级计算机与 第二级计算机之间的数据 通信，一般采用串行数据 链路规程，传送速率都比 较低。
过程对象
监督计算机控制系统
四、集散型控制系统
集散型控制系统(DCS)： 集中分散性计算机控制系统。又称为分布式 计算机控制系统 。