第1章 计算机控制系统 绪论
计算机控制系统PPT_1
生产过程和计算机直接连接，并受计算机控制的 方式称为在线方式或联机方式；
生产过程不和计算机相连，且不受计算机控制， 而是靠人进行联系并做相应操作的方式称为离线方式 或脱机方式。
②实时：指信号的输入、计算和输出都要在一定的时 间范围内完成，亦即计算机对输入信息，以足够快的 速度进行控制，超出了这个时间，就失去了控制的时 机，控制也就失去了意义。
设备 口电路 作台
口电路
多路开关 A/D
D/A
多路开关
数字量输入数字量输出I/O 通道传感器及 变送器工
执行机构
业
对
象
信号检测
及变送
被控对象
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计算机控制系统的组成框图
第一章 绪 论
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—计算机控制系统—
从本质上看，计算机控制系统的作用如下三个方面： ①实时数据采集：对来自测量变送装置的被控量
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第一章 绪 论
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—计算机控制系统—
1-2-5 计算机控制系统的分类
现场总线控制系统 工作站 — 现场智能仪表-智能电磁流量计
结构模式为：“工作 站一现场总线智能仪 表”二层结构，降低 了成本，提高了可靠 性，并且在统一国际 标准下可实现真正的 开放式互连系统结构。
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第一章 绪 论
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—计算机控制系统—
1-1-2 信号特点（7）
• 零阶保持器恢复信号的示意图
y
采样信号y(kT)
原信号y(t)
恢复信号yh(t)
t
2T 4T
6T
零阶保持器算式 yh(kT+t)=y(kT)
0≤t＜T, k=0, ±1,
第一章 计算机控制系统绪论new
计算机控制系统
教材及参考书 《计算机工业控制》杨劲松 《现场总线控制》周明 《计算机控制系统》吴坚
中国电力出版社 中国电力出版社 武汉理工大学出版社
制造与自动化技术，能源技术，资源与环境技术 介入：课题申请指南，探索性强专题，以增强集成
创新能力和形成战略产品原型或技术系统为目标的 项目
2、学科地位与现实意义
(2)本课程在专业培养中的地位
“计算机控制系统”(计算机测控技术)是 自动化专业的一门主要专业课,课程涉及 面很广,知识集成度高,可以说其浓缩了自 动化专业的知识精华,在专业课程体系中 具有承上启下的作用，在专业课程体系 中起到中流砥柱的核心地位。
学好本课程的意义（2）
(2)知识体系：“计算机控制系统息[Information]
＋
控制[Control]；
＋
系统[System]！
（计算机是信息获取、处理、传输、利用、存储的重要手段 和工具）；
学好本课程的意义（3）
(3) 在专业培养中的地位：如前所述， “计算机控制系统”是自动化专业的一 门主要专业课,课程涉及面很广,知识集成 度高,可以说其浓缩了自动化专业的知识 精华,在专业课程体系中具有承上启下的 作用，在专业课程体系中起到中流砥柱 的核心地位。
计算机控制系统
(计算机测控技术)
1、课程体系结构与技术要点
前言
（1）计算机控制系统的理论、方法。
人机接口或 +
上一层控制器 -
信息控制
计算机控制系统第1章.
计算机体积减小，重量轻、成本下降；
随着对自动控制系统功能要求的不断提高，计算
机控制系统的优越性表现得越来越突出。
1.2 系统的典型类型
计算机控制系统所采用的形式与它所控制的生
产过程的复杂程度密切相关，不同的被控对象和不同
的要求，应有不同的控制方案。 或者说：由于A/D、 D/A通道的形式不同以及计 算机在系统中的地位、作用不同，计算机控制系统的 形式也是多种多样。
内容简介：
第一部分：计算机控制系统的概论 第二部分：硬件基础（输入/输出接口与过程通道） 第三部分：计算机控制系统的数学基础 第四部分：计算机控制系统的间接设计方法（数字 控制算法）
第五部分：计算机控制系统的直接设计方法（软件 设计方法） 第六部分：计算机控制系统的设计与实现
第一章பைடு நூலகம்绪论
何谓计算机控制？
• 操作指导控制系统 • 直接数字控制系统 • 计算机监督控制系统 • 集散控制系统 • 现场总线控制系统
• 工业过程计算机集成制造系统
1．操作指导控制系统（Operational Guide Control---OGC）
图1.4 操作指导系统结构图
它主要是侧重数据采集、处理，并为操作人员提供反映 生产过程工况的各种数据以及操作指导信息。
1.1.2. 计算机控制系统的工作原理
工作原理主要为：（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，并按预定的控制规律，决定将要采取的控制策略。 （3）实时
控制输出--根据控制决策，实时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。
在连续控制系统中，控制器通常都是由不同的电 路构成，并且一台控制器仅为一个控制回路服务。 在计算机控制系统中，一台计算机可同时控制多
计算机科学导论第一章绪 论ppt课件
Wilkes 制造产生.
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国内第一台模拟电子计算机 1956年，东北大学教授李华天带领工作人员开发 研制出国内第一台模拟电子计算机。 全套设备占地面积 40 平方米，拥有 5 个 2.3 米高的
1930 普林斯顿大学客座教授， 1931 年他成
为美国普林斯顿大学的第一批终身教授
1933 年转到该校的高级研究所，成为最初 六位教授之一，并在那里工作了一生．
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四个子系统 Four subsystems
基于冯诺依曼模型的计算机分为四个子系统: 存储器memory 、算术逻辑单元 arithmetic logic unit, 控制单元control unit、输入输出单元 input/output
17世纪，法国Blaise Pascal发明了 Pascaline. 一个用来进行加减运算的计算 机器。20世纪，尼克劳斯.澳思发明了一种结构化程序设计语言Pascal 17世纪后期，德国数学家Gottfried Leibnitz 发明了既能进行乘除又能加减 的更复杂的机器，该机器称为莱布尼茨之轮 Leibnitz’ wheel.
Figure 1.2 基于图灵模型的计算机：可编程数据处理器
9
Figure 1.3 相同的程序，不同的数据
10
Figure 1.4 相同的数据，不同的程序
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通用图灵机 The universal Turing machine
通用图灵机是对现代计算机的首次描述， 该机器只要提供了合适的程序就能做任何计算。
计算机控制技术PPT课件
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4）连续控制系统中，给定值与反馈值的比较是连续进行 的，控制器对产生的偏差也是连续调节的。计算机控制 系统不是连续控制的，而是离散控制的。
5）连续控制系统中，一般是一个控制器控制一个回路。 计算机控制系统中，一个控制器分时控制多个回路。
6）采用计算机控制系统，如分级计算机控制系统、集散 控制系统、计算机网络控制系统等，便于实现控制与管 理的一体化，是工业企业的自动化程度进一步提高。
对采集到的被控变量进行分析和处理，并按已定的控制规律，决 定将要采取的控制行为。
实时控制输出： 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。
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（2）在线方式和离线方式 ★ 在线方式或联机方式：生产过程和计算机直接连接，并受计算机
控制的方式。 ★ 离线方式或脱机方式：生产过程不和计算机相连，且不受计算机
键盘（功能键和数字键）
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软件部分：
系统软件 软件 应用软件
操作系统 语言加工系统
编编连辑译接程程、序序装配程序
诊断系统
调试程序 子程序库
控制程序
数据采集及处理程序
数据可靠性检查程序 A／D转换及采样程序 数字滤波程序
线性化处理程序
数据采集程序
巡回检测程序
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1.2 计算机控制系统的典型形式
1．操作指导控制系统
优点：结构简单，控制灵活和安全。
缺点：要由人工操作，速度受到限制，不能控制多个对象。
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2．直接数字控制系统 （Direct Digital Control—DDC）
计算机控制技术期末复习资料 第二版 姜学军编著教材
计算机控制系统(期末复习资料)⏹ 第一章 绪论1、计算机控制系统的组成：由计算机（工业控制计算机）和工业对象（被控对象）组成。
2、计算机控制过程的3个步骤：实时数据采集；实时决策；实时控制。
3、过程输入输出通道：计算机和被控对象（或生产过程）之间设置的信息传递和转换的连接通道。
4、采样过程：在计算机控制系统中，信号是以脉冲序列或数字序列的方式传递的，把连续信号变成数字序列的过程；采样开关：实现采样的装置。
5、控制系统的稳态控制精度由A/D 、D/A 转换器的分辨率决定。
6、计算机控制系统是利用离散的信号进行控制运算。
7、香农采样定理：一个连续时间信号f(t)，设其频带宽度是有限的，其最高频率为ωmax(或fmax)，如果在等间隔点上对该信号f(t)进行连续采样，为了使采样后的离散信号f *(t)能包含原信号f(t)的全部信息量。
则采样角频率只有满足下面的关系：ωs ≥2ωmax8、采样保持器：将数字信号序列恢复成连续信号的装置。
9、零阶保持器所得到的信号是阶梯信号，它只能近似地恢复连续信号。
⏹ 第二章 Z 变换及Z 传递函数1、计算机控制系统属于闭环离散控制系统，它的输出量与输入量之间的关系可用差分方程来描述。
2、部分分式法3、常用信号的Z 变换单位脉冲信号： 单位阶跃信号： 单位速度信号： 指数信号：正弦信号： 4、常用Z 变换表5、连续系统是用微分方程描述的，离散系统是用差分方程描述的，差分方程是离散系统时域分析的基础，而计算机系统的本质是离散系统。
6、Z 传递函数：在零初始条件下离散系统的输出与输入序列的Z 变换之比。
)()(t t f δ=)(1)(t t f =tt f =)(at e t f -=)(t t f ωsin )(=7、Z 传递函数的物理可实现性：k 时刻的输出y(k)不依赖于k 时刻之后的输入，只取决于k 时刻及k 时刻之前的输入和k 时刻之前 的输出。
故G(z)是物理可实现的。
计算机控制系统课件第一章(10下)
1.1.1 计算机控制系统的基本组成
—计算机控制技术—
常规控制系统和计算机控制系统的比 前者连续不断地测量， 较：前者连续不断地测量，经过反馈及 补偿后对生产过程产生连续不断的控制。 补偿后对生产过程产生连续不断的控制。 后者是采样控制系统， 后者是采样控制系统，微机每隔一个采 样周期T才对被控参数进行一次测量， 样周期T才对被控参数进行一次测量，根 据一定控制规律计算出控制量后， 据一定控制规律计算出控制量后，去控 制生产过程。在两次采样时刻之间， 制生产过程。在两次采样时刻之间，微 机对被控制参数不测量， 机对被控制参数不测量，其输出控制量 自然也保持不变。 自然也保持不变。
1.1.1 计算机控制系统的基本组成
—计算机控制技术—
上述过程不断重复， 上述过程不断重复，使系统能够按 一定的动态品质指标进行工作， 一定的动态品质指标进行工作，并对被 控参数和设备是否出现异常情况进行监 以便作出迅速处理。 督，以便作出迅速处理。 所谓“实时”是指信号的输入、 所谓“实时”是指信号的输入、运 算处理和输出能在一定的时间内完成。 算处理和输出能在一定的时间内完成。 即要求微机对输入信号要以足够快的速 度进行测量和处理， 度进行测量和处理，并在一定的时间内 作出反应或产生相应的控制。 作出反应或产生相应的控制。超出了这 个时间就会失去控制时机。 个时间就会失去控制时机。
第一章 绪论 本章的主要内容： 本章的主要内容： 1.1 计算机控制系统概述 1.2 计算机控制系统的分类 1.3 计算机控制系统的发展方向 1.4 计算机控制理论
—计算机控制技术—
1.1 计算机控制系统概述 本节的主要内容： 本节的主要内容： 1.1.1 计算机控制系统的基本组成
—计算机控制技术—
它与闭环控制系统不同， 它的控制器直 它与闭环控制系统不同 ， 接根据给定信号去控制被控对象工作。 接根据给定信号去控制被控对象工作 。 被控制量在整个控制过程中对控制量不 产生影响。 与闭环控制系统相比， 产生影响 。 与闭环控制系统相比 ， 它的 控制性能较差。 控制性能较差。
计算机控制技术课后习题答案
计算机控制技术课后习题答案第一章绪论1.计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤：P2(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)实时决策：对采集到的被控量进行分析和处理，并按预定的控制规律，决定将要采取的控制策略。
(3)实时控制：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 .计算机控制系统是由哪几部分组成？画出方块图并说明各部分的作用。
P3答：（1）计算机控制系统是由工业控制机、过程输入输出设备和生产过程三部组成。
（2）方块图如下图所示：图计算机控制系统的组成框图作用：①工业控制机软件由系统软件、支持软件和应用软件组成。
其中系统软件包括操作系统、引导程序、调度执行程序，它是支持软件及各种应用软件的最基础的运行平台；支持软件用于开发应用软件；应用软件是控制和管理程序；②过程输入输出设备是计算机与生产过程之间信息传递的纽带和桥梁。
③生产过程包括被控对象、测量变送、执行机构、电气开关等装置。
3. 计算机控制系统的实时性、在线方式、与离线方式的含义是什么？为什么在计算机控制系统中要考虑实时性？P2(1)实时性是指工业控制计算机系统应该具有的能够在限定时间内对外来事件做出反应的特性；在线方式是生产过程和计算机直接相连，并受计算机控制的方式；离线方式是生产过程不和计算机相连，并不受计算机控制，而是靠人进行联系并作相应操作的方式。
(2)在计算机控制系统中要考虑实时性，因为根据工业生产过程出现的事件能够保持多长的时间；该事件要求计算机在多长的时间以内必须作出反应，否则，将对生产过程造成影响甚至造成损害。
4. 计算机控制系统有哪几种典型形式？各有什么主要特点？P4~7（1）操作指导系统（OIS）优点：结构简单、控制灵活和安全。
缺点：由人工控制，速度受到限制，不能控制多个对象。
（2）直接数字控制系统(DDC)优点：实时性好、可靠性高和适应性强。
（3）监督控制系统（SCC）优点：生产过程始终处于最有工况。
计算机控制习题解答-独家
计算机控制系统习题集目录一各章习题 (1)二填空题练习 (6)三简答题练习 (8)四综合题练习 (11)一各章习题1.1 第1章绪论1. 计算机控制系统的硬件主要包括哪几个部分？2. 什么是过程控制通道，过程控制通道主要有哪几种？3. 根据计算机控制系统的发展历史和在实际应用中的状态，计算机控制系统可分为哪6类，各有何特点？4. 计算机控制系统从深度和广度两方面各有何发展趋势。
1.2 第2章计算机控制系统中的检测设备和执行机构1. 什么叫传感器及变送器？2. 简述压力检测的主要方法和分类。
3. 简述温度检测的主要方法和分类。
4. 简述热电偶测温的原理。
2. 物位仪表分为哪几类？6. 简述电容式差压变送器的工作原理。
7. 简述常用执行机构和执行器的工作原理。
8. 简述TT302温度变送器的结构和工作原理。
9. 简述交流、直流伺服电机的工作原理。
10.简述步进电机的工作原理。
1.3 第3章计算机总线技术1.什么叫总线？为什么要制定计算机总线标准？2.计算机总线可以分为哪些类型？3.评价总线的性能指标有哪些？4.STD总线有哪些特点？5.常用的PC总线有哪些？各有什么特点？6.简述PCI总线的性能特点。
7. 简述IEEE-488总线的工作过程。
8. 详述RS-232C 、RS-485和RS-422总线的特点和性能。
9. RS-232C 总线常用的有哪些信号？如何通过该接口实现远程数据传送？10. 什么是平衡方式和不平衡传输方式？试比较两种方式的性能。
11. USB 数据传输方式有哪几种？USB 协议中是如何区分高速设备和低速设备的？12. 简述USB 总线的枚举过程1.4 第4章 过程通道与人机接口1．什么是过程通道？过程通道由哪几部分组成？2．画出数字量输入输出通道的结构。
3．在数字量输入调理电路中，采用积分电容或RS 触发器是如何消除按键抖动的？4．数字量输出驱动电路有哪三种形式？各有什么特点？5．画出D/A 转换器原理框图，并说明D/A 转换的原理。
计算机控制技术01 计算机控制系统概述
9）通信或网络功能。利用计算机的数据通 信功能，可以大大增强测控系统的外部接口功 能和数据传输功能。采用网络功能的测控系统 则将拓展一系列新颖的功能。
10）自我诊断功能。采用计算机技术后， 可对控制系统进行监测，一旦发现故障则立即 进行报警，并可显示故障部位或可能的故障原 因，对排除故障的方法进行提示。
计算机控制系统是以微机为核心，单纯 以程序“控制”为目的的系统。
计算机
输出信号 调理器
执行机构
控 制 非电量 对 象
计算机测控系统
以微机为核心，以“监测”和“控制”为
目的、测控一体化的系统。
这种系统对被控对象的控制是依据对被控对象的
测量结果决定的。一般称为“计算机控制系统”
测 控 非电量 对 象
传感器
执行机构
输入信号 调理器
输出信号 调理器
计算机 显示器
计算机集中监控室
测控系统微机化的重要意义
传统的测控系统主要由“测控电 路”组成，所具备的功能较少，也比 较弱。随着计算机技术的迅速发展， 使得传统的测控系统发生了根本性变 革，即采用微型计算机作为测控系统 的主体和核心，替代传统测控系统的 常规电子线路，从而成为新一代的微 机化测控系统。
被测控参数 执行机构
显示器
传统手动控制
被
测
参
传感器
数
调理电路 模块
显示仪表
现代检测系统
被
测
控 参
传感器
数
调理电路 块
执行机构
显示仪表
现代手动控制系统
被
测
控
参
传感器
数
调理电路 模块
执行机构
控制电路 模块
电气自动控制系统
微型计算机控制技术第二版于海生期末复习资料精选全文完整版
第一章：绪论1、计算机控制系统组成（作业）2、工作原理：（作业） （1）实时数据采集 （2）实时控制决策 （3）实时控制输出 （4）实时显示和数据保存 （5）联网通信（测控管一体化）失败：一、若控制时间间隔取的太长，则控制效果可能变差。
二、若控制时间间隔取的太短，计算机在这个采样时间间隔内不能完成前三项工作，也会引起控制质量下降。
3、 （1）在线方式：在SCC 中，生产过程与计算机连接，且受计算机控制的方式称为在线方式。
离线方式：生产过程不与计算机连接，即不受计算机控制，或称为脱机方式（2）实时的含义：是指被控量的检测，控制信号的计算，控制信号的输出都必须在一定的时间间隔内完成。
由计算机中断自动产生，或采用查询方式产生，或由用户自行设定 一个在线的系统不一定是一个实时系统，但是一个实时系统必定是在线系统。
过程输入输出通道包括模拟量输入输出通道和数字（开关）量输入输出通道。
4、按完成的功能和结构（6种典型形式：···，DDC 、SCC 、DCS 、FCS 、····） 按照控制规律分类（填空）（1）数字程序和顺序控制（2）PID 控制：调节器的输出是调节器输入的比例、积分和微分的函数 （3）最小拍控制：要求设计的系统在尽可能短的时间内完成调节过程 （4）复杂规律的控制 （5）智能控制计算机控制装置生产过程按照控制方式的不同，计算机控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。
5、常用的典型机型（1）单片微型计算机: 内含有微处理器的特殊超大规模集成电路，专用性强、内存容量小，本身不具备自开发功能（2）PLC：可靠性高、编程容易、功能完善、扩展灵活、安装调试简单方便（3）工业PC：小板结构模块化设计；标准化及兼容性；完善的I/O通道；环境适应能力强、可靠性高；软件丰富(组态软件）6、计算机控制系统的发展趋势一、单片机（微处理器）组成的控制系统日趋先进二、可编程逻辑控制器（PLC）得到广泛应用三、推广使用新型的集散控制系统（DCS）四、大力发展和采用现场控制总线技术五、大力研究和发展智能控制系统第二章：过程输入输出通道技术1、模拟量输入信道（A/D信道或AI信道）的任务是把被控对象的过程参数的模拟量信号转换成计算机可以接收的数字量信号.2、多路模拟信号集中采集式一、集中式数据采集系统的典型结构：(1)多路共享采集电路分时采集；(2)多路同步取样共享A/D分时采集(3)多通道同步采样A/D，分时传输数据；多信道独立取样A/D，有通道缓存二、分布式采集3、典型模拟调理电路的组成框图4、传感器的主要技术指标：（将被测量→转换后续电路可用电量）（填空） 1）测量范围：与被测量实际变化范围相一致。
微型计算机控制系统的组成
控制器
执行机构
被控对象
图1-2 开环控制系统框图
第一章 绪论
如果把图1-1中的控制器用微型计算机来代替，就可以构 成微型计算机控制系统，其基本框图如图1-3所示。在微 型计算机控制系统中，只要运用各种指令，就能编出符 合某种控制规律的程序。微处理器执行这样的程序，就 能实现对被控参数的控制。
反多路开关 检测元件
..
生产过程
..
图1-7 SCC+模拟调节器控制系统原理图
图1-8 SCC+DCC控制系统原理图
第一章 绪论
4．分级计算机控制系统
分级计算机控制系统是一个四级系统， 各级计算机的功能如图1-9所示。
装置控制级（DDC级）
车间监督级（SCC级） 工厂集中控制级（MIS） 企业管理级（MIS）
第一章 绪论
至其它工厂
企业级 经营管理计算机
至其它工厂
工厂级 集中控制计算机
车间级监控计算机（SCC）
车间级监控计算机（SCC）
装置控制级（DDC）
装置控制级（DDC）
装置控制级（DDC）
装置控制级（DDC）
工厂对象A
工厂对象B
工厂对象C
工厂对象D
图1-9 分级计算机控制系统
返回本节
第一章 绪论
微型计算机 给定信号 被控参数 微处理器 D\A转换器 执行机构 被控对象
A\D转换器
图1-3 计算机控制系统基本框图
第一章 绪论
1. 硬件组成
微型计算机控制系统的硬件一般是由微型计算机、 外部设备、输入输出通道和操作台等组成，如下 图1-4所示。
第一章 绪论
图1-4 微型计算机控制系统原理图
集散控制系统总结1
第一章绪论1.计算机控制是关于计算机技术如何应用于工业生产过程自动化的一门综合性学问。
2.一个完整的计算机控制系统是由硬件和软件两大部分组成的。
(1)硬件组成计算机控制系统的硬件一般由主机、常规外部设备、过程输入/输出设备、操作台（操作员与系统之间进行人机对话的信息交换工具）、接口电路和通信设备等组成(2)软件组成软件通常分为系统软件和应用软件两大类。
由模拟信号到数字信号的转换以及由数字信号到模拟信号的转换，主要包含信号的采样、量化和保持几个过程。
3.计算机控制系统的分类(1)数据采集系统(DAS)数据采集系统是计算机应用于生产过程控制最早、也是最基本的一种类型，(2)操作指导控制系统(OGC)操指导控制系统是基于数据采集系统的一种开环系统，(3)直接数字控制系统(DDC)直接数字控制系统是用一台计算机不仅完成对多个被控参数的数据采集，而且能按一定的控制规律进行实时决策，并通过过程输出通道发出控制信号，实现对生产过程的闭环控制，(4)计算机监督控制(SCC)系统计算机监督控制系统是OGC系统与常规仪表控制系统或DDC系统综合而成的两级系统，(5)分散控制系统(DCS)以多台微型计算机为基础的分散控制系统。
DCS采用分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调的设计原则，自下而上可以分为若干级，如过程控制级、控制管理级、生产管理级和经营管理级等。
DCS 又称分布式或集散式控制系统。
4.控制计算机几种典型的常用机型。
1.可编程控制器(PLC)2.可编程调节器3.单片微型计算机4.总线式工控机5.集散控制系统(DCS)6.现场总线控制系统(FCS)5.计算机控制系统设计的原则(1)可靠性要高系统的可靠性是指系统在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。
在工业计算机控制系统中，可靠性指标一般用系统的平均无故障时间(Mean Time Between Failure，MTBF)来表示。
MTBF反映了系统可靠工作的能力。
微机控制系统
（2）直接数字控制（Direct Digital Control）系统
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）和数字量输入通道（DI） 实时采集数据，然后按照一定旳控制规律进行计算， 最终发出控制信息，并通过模拟量输出通道（AO） 和数字量输出通道（DO）直接控制生产过程。可以 完全取代模拟控制器，通过变化程序就可以完毕多 种复杂旳控制规律
（1）操作指导控制系统
该系统属于开赖测量元件测得旳
信号数据，计算出旳最优操
作条件及操作方案，供操作
人员选择，操作人员根据计
算机输出旳信息去变化调整
器旳给定值或直接操作执行
机构。
是一种半自动旳系统，需要
人员旳参与，由操作员去控 制执行机构
操作指导控制系统
长处是构造简朴，控制灵活，安全。缺陷是需 要人工操作，速度受限制，不合用于迅速过程 和多种对象旳控制
至其它工厂
企业级 经营管理计算机
工厂级 集中控制计算机
至其它工厂
车间级监控计算机（SCC）
车间级监控计算机（SCC）
装置控制级（DDC） 装置控制级（DDC） 装置控制级（DDC） 装置控制级（DDC）
工厂对象A
工厂对象B
工厂对象C
工厂对象D
DDC处在分级控制旳底层，用于管理旳计算机在上层，多种类计 算机之间采用高速通信线路互相连接，传递信息，协调工作。 SCC既要实现某些高级旳控制又要向上级计算机反馈信息。 这种系统将控制任务分散，用多台计算机分别执行不一样旳任务， 既能控制又实现了管理工作。
2．集散控制系统
集散控制系统就是分布式控制系统 （DCS），发展初期以实现分散控制为主， 20世纪80年代后来，集散控制系统旳技术重 点转向全系统信息旳综合管理，使其具有分散 控制和综合管理两方面特性，因此称为分散型 综合控制系统，简称为集散控制系统。目前， 在过程控制领域，集散控制系统技术已日趋完 善而逐渐成为被广泛使用旳主流系统。
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计算机控制技术
8
例2.计算机检测系统(1)
广 东 工 业 大 学
数据与 曲线显示 数据与 曲线打印
计算机控制系统（技术）
高速数据 采集卡
数据接受 与存储
数据处理 与记录
自 动 化 学 院
自 动 控 制 系 陈 玮
测氧 传感器
计算机系统
采集数据
历史数据
在线检测铜液中温度和氧含量的冶炼生产线 系统功能是将传感器检测的温度电势和氧电势信 号转换成数字信息送入计算机，计算机按照特定的 数学模型处理后，直接给出连续检测的铜液温度和 氧含量。
计算机控制系统（技术）
过程输入通道
人
自 动 化 学 院
自 动 控 制 系 陈 玮
2017/12/12
测量变送
......测量变送执 Nhomakorabea机构......
工 业 对 象
属于开环控制结构，是最早和最简单的计算机控制系统。 计算机的输出与生产过程的控制单元不直接发生联系， 控制动作实际上由操作人员接受计算机指示去完成。
①操作指导控制系统 ②直接数字控制系统DDC ③监督控制系统 SCC ④集散控制系统 DCS ⑤现场总线控制系统FCS ⑥计算机集成制造系统CIMS
自 动 化 学 院
自 动 控 制 系 陈 玮
2017/12/12
计算机控制技术
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①操作指导控制系统(数据采集系统）（1）
广 东 工 业 大 学
数 字 计 算 机 CRT 打印机 报警
计算机控制系统（技术）
Computer Control System
计算机控制系统（技术）
广 东 工 业 大 学
课程总目标
学完本课程后，你应具有以下能力：
* 了解计算机控制系统的组成原则
自 动 化 学 院
自 动 控 制 系 陈 玮
* 了解计算机控制系统结构图
* 了解计算机控制系统设计的方法 * 熟悉控制系统应用程序设计方法 * 应用计算机控制技术解决一些实际应用问题
计算机控制技术
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①操作指导控制系统（3）
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数 字 计 算 机 CRT 打印机 报警
计算机控制系统（技术）
过程输入通道
人
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测量变送
......
测量变送
执行机构
......
工 业 对 象
优点：结构简单，控制灵活、安全。 缺点：人工操作，速度受到限制，不能同时控制多 个对象。 适用领域：数据检测处理、试验新的数学模型、调 试新的控制程序。
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计算机控制系统（技术）
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2.计算机控制系统分类
（1）按控制系统的功能及结构特点分类 （2）按控制规律分类
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计算机控制系统（技术）
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（1）按控制系统的功能及结构特点分类
保持器
执行机构
数字 控制器
啤
D/A转换器 保持器 执行机构
酒
测量 A/D 转换器 多路采样 保持器 测量
罐
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啤酒罐温度控制系统是多点温度控制系统
各点温度由测量电路转换成电压信号，由多路 开关、采样保持器巡回检测，各点温度经A/D转换 变成数字量送到计算机与给定值进行比较后，按照 一定的规律（PID）运算，输出控制量； 各控制量经过D/A转换、保持器、执行机构分 别控制啤酒罐相应各点的温度。
计算机控制系统（技术）
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一、计算机控制系统分类
1. 典型的计算机控制系统 2. 计算机控制系统分类 3. 计算机控制系统的特点
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计算机控制系统（技术）
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1. 典型的计算机控制系统
计算机控制技术
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①操作指导控制系统（2）
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数 字 计 算 机 CRT 打印机 报警
计算机控制系统（技术）
过程输入通道
人
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测量变送
......
测量变送
执行机构
......
工 业 对 象
计算机根据一定的控制算法，依据过程输入通道输入的由 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的输出信息，如CRT显示图形或数据、 打印机输出等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。
典型的计算机控制系统实例
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例1.啤酒罐计算机温度控制系统
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D/A转换器 温度控制 ＋
－
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计算机控制系统（技术）
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课程安排
1、教学学时 40学时 其中： 理论教学 30学时 实验 8学时 考试 2学时 2、课程设计 1周
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计算机控制系统（技术）
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参考书目
1.《微型计算机控制技术》 黄勤等编著 机械工业出版社 2011年 2. 《微型计算机控制技术（第二版）》 于海生等编著 清华大学出版社 2009年 3. 《计算机控制系统》 吴坚等编著 武汉理工大学出版社 2001
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例2.计算机检测系统(2)
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数据与 曲线显示 数据与 曲线打印
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高速数据 采集卡
数据接受 与存储
数据处理 与记录
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测氧 传感器
计算机系统
采集数据
历史数据
由于该系统的信号采集与处理都是在计算机完 成的，不需要专用的二次仪表。 系统响应快，实时性好、可靠性高，且直观和 稳定，为在线控制铜液中的氧含量提供了手段。
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计算机控制系统（技术）
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第一章 计算机控制系统概论
一、 计算机控制系统分类 二、 计算机控制系统原理和组成 三、 计算机控制系统的性能及其指标 四、 计算机控制系统的发展与展望 本章主要内容 作业
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