计算机控制系统
简述计算机控制系统基本组成
简述计算机控制系统基本组成计算机控制系统是指对计算机硬件和软件进行有效管理、协调和控制的系统，以实现计算机正常运行和完成特定任务。
计算机控制系统的基本组成包括以下几个方面：1. 中央处理器（Central Processing Unit, CPU）：-功能：CPU是计算机的大脑，负责执行指令、进行算术和逻辑运算。
-组成：包括控制单元（Control Unit）和算术逻辑单元（Arithmetic Logic Unit）。
2. 存储器（Memory）：-功能：存储器用于存放程序和数据，分为主存储器（RAM）和辅助存储器（如硬盘、固态硬盘）。
-作用：主存储器用于存放当前运行的程序和数据，辅助存储器用于永久性存储数据和程序。
3. 输入设备（Input Devices）：-功能：输入设备用于向计算机输入数据，例如键盘、鼠标、触摸屏等。
-作用：通过输入设备，用户可以与计算机进行交互，向计算机提供操作指令和数据。
4. 输出设备（Output Devices）：-功能：输出设备用于将计算机处理的结果显示给用户，例如显示器、打印机、音响等。
-作用：通过输出设备，计算机可以向用户呈现运算结果、图形、声音等信息。
5. 系统总线（System Bus）：-功能：系统总线是连接计算机内部各个组件的数据通道，包括地址总线、数据总线和控制总线。
-作用：系统总线负责在各个硬件组件之间传递数据、地址和控制信号。
6. 输入/输出控制器（I/O Controller）：-功能：输入/输出控制器负责管理输入和输出设备的数据传输。
-作用：控制器将数据从输入设备传输到主存储器，或者将主存储器中的数据传输到输出设备。
7. 系统时钟（System Clock）：-功能：系统时钟用于同步计算机中的各个部件的工作。
-作用：时钟信号驱动CPU执行指令，确保各个部件协调一致地工作。
8. 操作系统（Operating System）：-功能：操作系统是计算机控制系统的核心，负责管理和协调计算机硬件和软件资源，提供用户界面和执行应用程序的环境。
计算机控制系统及其应用
计算机控制系统及其应用计算机控制系统是一种由计算机控制的系统，该系统可以用于自动化控制各种过程。
与传统的控制系统相比，计算机控制系统具有更高的质量和效率，同时还提高了生产工艺的可重现性和控制精度。
本文将介绍计算机控制系统的概念、分类以及在不同领域的应用。
一、计算机控制系统的概念计算机控制系统是一种集成了计算机技术和控制技术的系统，能够实现对所需过程的自动控制。
该系统由计算机、图形界面、传感器、执行器和控制器等组成。
计算机控制系统可以控制各种工业过程，如自动化制造、机器人应用、温度控制以及数据采集和分析等。
该系统能够提高工业控制系统的工作效率、生产率以及产品质量，并降低成本。
二、计算机控制系统的分类计算机控制系统通常可以分为三类：开环控制系统、闭环控制系统和半闭环控制系统。
1.开环控制系统开环控制系统是指在控制系统中只能对输入进行传递和转换，不能对输出进行反馈调整，只能依靠输入来控制输出。
这种控制系统在很多应用领域中被广泛使用，如测量和参数调节等。
2.闭环控制系统闭环控制系统是一种的行动监控和自适应控制电路，它能够对传感器的反馈信息进行处理，并对输出进行反馈调整。
闭环控制系统通常用于气体和液体处理过程、电力系统、交通系统和电子制造系统等控制领域。
3.半闭环控制系统半闭环控制系统是一种在控制系统中同时采用开环和闭环控制两种技术的控制系统。
开环控制用于对系统进行预先设置，而闭环控制则用于对系统的实时信息进行反馈调整。
这种控制方法通常用于许多高级工业过程的控制领域。
三、计算机控制系统在不同领域的应用计算机控制系统已经应用于许多领域，涉及了从工业制造到医疗保健，再到军事防务的各种应用。
1.工业自动化计算机控制系统是自动化工业的重要组成部分。
自动化工业包括机器人应用、流程控制、光学识别和文本识别等领域。
这些应用都需要高度自动化和可重复性的流程，计算机控制系统在自动化工业的全部过程中起着至关重要的作用。
2.医疗保健计算机控制系统在医疗保健领域中也有着多种应用。
计算机控制系统
计算机控制系统计算机控制系统计算机控制系统是指利用计算机的高速运算、存储、传输、处理等能力，在工业自动化或其他领域中对生产流程、设备设施等进行监测、控制、管理和优化的系统。
它被广泛应用于制造业、能源、交通、环保、医疗等领域，是现代社会的重要技术基础。
1.计算机控制系统的组成计算机控制系统由计算机硬件、软件和外围设备三个方面构成。
其中，计算机硬件主要包括中央处理器、内存、外部存储器、输入/输出设备等；计算机软件主要包括操作系统、应用软件和控制程序等；外围设备主要包括传感器、执行器、通信设备等。
这三个方面相互协同工作，构成了一个具有高度智能化和精密控制的系统。
2.计算机控制系统的工作原理计算机控制系统的工作原理可以概括为三个步骤：获取信息、处理信息和控制执行。
获取信息是指通过传感器等外围设备将生产现场的各种参数和信号收集起来并传输到计算机系统中。
这些参数和信号包括温度、湿度、压力、流量、速度、位置等物理量和状态信息。
通过对这些信息的采集和处理，计算机控制系统可以实时了解生产现场的状态、变化和异常等情况，从而进行精细化管理和优化控制。
处理信息是指通过计算机软件对采集到的信息进行实时处理和分析。
计算机软件可以根据事先编程的控制算法和逻辑规则，对生产流程进行预判和预测，并作出相应的控制决策。
处理信息的过程中，计算机系统不仅要具备高速的计算能力和精密的逻辑处理能力，还要具备稳定的存储能力和高效的通信能力，从而确保生产控制的精确度和韧性。
控制执行是指通过输出信号控制执行器、调节器等外围设备，实现生产流程的预定目标。
控制执行的方式多种多样，其中常见的包括开关控制、比例控制、逻辑控制、模糊控制、PID控制等。
在控制执行的过程中，计算机系统要考虑操作环境的复杂性、设备的工作状态以及人机交互等因素，从而调整控制策略和参数，确保生产过程的稳定性和高效性。
3.计算机控制系统的应用计算机控制系统在制造业、能源、交通、环保、医疗等领域均有广泛的应用。
简述计算机控制系统基本类型
计算机控制系统是通过计算机执行控制任务的系统。
根据系统的性质和用途，计算机控制系统可以分为几种基本类型：1. 开环控制系统（Open-Loop Control System）：-在开环控制系统中，输出信号不会反馈到系统的输入。
系统执行预定的操作而不考虑实际输出的影响。
这意味着系统不具备自我调整的能力。
经典的示例是洗衣机的定时程序，无论洗涤过程的实际情况如何，程序都会按照设定的时间运行。
2. 闭环控制系统（Closed-Loop Control System）：-闭环控制系统是根据实际输出来调整系统输入的控制系统。
系统通过传感器获取实际输出，与预期输出进行比较，然后调整输入以减小误差。
这种反馈机制有助于系统更准确地执行控制任务。
温度调节系统是一个典型的闭环控制系统的例子。
3. 数字控制系统（Digital Control System）：-数字控制系统使用数字信号和数字计算来执行控制任务。
它们通常使用微处理器或计算机进行控制。
数字控制系统具有精确性高、稳定性好以及易于编程和调整的特点。
4. 模糊控制系统（Fuzzy Control System）：-模糊控制系统使用模糊逻辑来处理模糊或不确定性的输入。
与传统的精确逻辑不同，模糊控制系统考虑到了输入的模糊性，使得系统更适应真实世界的不确定性。
5. 混合控制系统（Hybrid Control System）：-混合控制系统结合了开环和闭环控制的特性，以及数字和模糊控制等不同类型的控制方式。
这种系统可以更灵活地适应不同的控制需求。
每种类型的控制系统都有其独特的优势和适用范围，选择合适的控制系统类型取决于特定应用的要求和性质。
计算机控制系统
计算机控制系统随着科技的飞速发展，计算机控制系统已经成为现代生产过程中不可或缺的一部分。
计算机控制系统结合了计算机技术和自动化控制理论，通过在工业生产中引入计算机实现对生产过程的实时监控和调整，以追求最佳性能和生产效率。
一、计算机控制系统的基本构成计算机控制系统主要由硬件和软件两大部分组成。
硬件部分包括计算机、输入输出设备、控制对象和传感器等。
软件部分则包括操作系统、控制算法程序和其他支持软件等。
通过硬件和软件的协同工作，计算机控制系统可实现对生产过程的精确控制。
二、计算机控制系统的主要优点1、自动化：计算机控制系统能根据预设程序自动监控和调整生产过程，减轻了人工操作负担，提高了生产效率。
2、精确性：计算机控制系统可以通过传感器实时获取生产数据，通过算法程序进行精确计算和控制，避免了人为误差。
3、优化性能：计算机控制系统可以通过优化算法不断优化生产过程，提高产品质量和性能。
4、远程监控：通过互联网技术，计算机控制系统可以实现远程监控，方便管理人员随时了解生产状况并进行调整。
三、计算机控制系统在各行业的应用1、制造业：在制造业中，计算机控制系统被广泛应用于生产线的控制、工艺过程的优化、设备故障的预测和维护等。
2、能源行业：在能源行业中，计算机控制系统负责对电力、石油、煤炭等能源的生产、传输和分配进行实时监控和控制。
3、交通运输业：在交通运输业中，计算机控制系统用于对交通信号灯、地铁列车、航空交通等的管理和控制。
4、农业：在农业领域，计算机控制系统已开始用于大棚种植、畜牧业和渔业等，通过精准控制提高农业生产效率。
四、未来发展趋势随着、物联网和大数据等技术的发展，计算机控制系统将迎来更多的发展机遇。
未来，计算机控制系统将更加智能化、自适应和协同化，能够更好地满足复杂多变的生产需求。
随着绿色环保理念的深入人心，计算机控制系统也将更加注重节能减排和环保，助力实现可持续发展目标。
计算机控制系统在自动化和效率方面具有显著优势，广泛应用于各行业领域。
计算机控制系统知识点
计算机控制系统知识点一、计算机控制系统的定义计算机控制系统是一种利用计算机技术进行控制的系统，通过计算机对被控制对象进行监测、分析、控制和调度，实现自动化生产和运行。
计算机控制系统广泛应用于工业生产中的自动化设备、交通运输系统、医疗设备等领域。
二、计算机控制系统的组成1. 控制器：控制器是计算机控制系统的核心部件，负责对整个系统进行控制和监测。
控制器通常由计算机主机、输入输出设备、运算器、存储器等组成。
2. 输入输出设备：输入设备用于将外部系统中的数据传输到计算机控制系统中，输出设备则将计算机处理后的数据传输到外部系统中。
3. 运算器：运算器是计算机控制系统的“大脑”，负责进行各种数学运算和逻辑运算。
4. 存储器：存储器主要用于存储程序和数据，包括内存和外存两种形式。
三、计算机控制系统的工作原理计算机控制系统通过输入设备获取外部信息，经过运算和逻辑判断后，通过输出设备输出控制指令，实现对被控制对象的自动控制。
整个过程中，计算机控制系统需要经历输入、运算、输出三个基本过程。
四、计算机控制系统的应用1. 工业生产领域：计算机控制系统广泛应用于各种自动化生产设备中，提高了生产效率和生产质量。
2. 交通运输领域：交通信号灯、地铁列车调度系统等都是计算机控制系统的应用案例，提高了交通运输效率和安全性。
3. 医疗设备领域：医用X射线机、B超仪、电子胃镜等医疗设备都采用了计算机控制系统，提高了医疗诊断的准确性和效率。
五、计算机控制系统的发展趋势随着计算机技术的不断发展和进步，计算机控制系统将更加智能化、网络化和集成化。
未来，计算机控制系统将更加便捷、高效、智能，为人类社会的发展和进步提供更大的帮助和支持。
计算机控制系统
计算机控制系统计算机控制系统是在自动控制技术和计算机技术发展的基础上产生的。
若将自动控制系统中的控制器的功能用计算机来实现，就组成了典型的计算机控制系统。
它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。
其中辅助部件主要指输入输出接口、检测装置和执行装置等。
它与被控对象的联系和部件间的联系通常有两种方式：有线方式、无线方式。
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。
1.计算机控制系统的工作原理编辑计算机控制系统包括硬件组成和软件组成。
在计算机控制系统中，需有专门的数字-模拟转换设备和模拟-数字转换设备。
由于过程控制一般都是实时控制，有时对计算机速度的要求不高，但要求可靠性高、响应及时。
计算机控制系统的工作原理可归纳为以下三个过程：(1)实时数据采集对被控量的瞬时值进行检测，并输入给计算机。
(2)实时决策对采集到的表征被控参数的状态量进行分析，并按已定的控制规律，决定下一步的控制过程。
(3)实时控制根据决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。
这三个过程不断重复，使整个系统按照一定的品质指标进行工作，并对被控量和设备本身的异常现象及时作出处理。
2.计算机控制系统面临的挑战编辑计算机控制系统虽然控制规律灵活多样，改动方便；控制精度高，抑制扰动能力强，能实现最优控制；能够实现数据统计和工况显示，控制效率高；控制与管理一体化，进一步提高自动化程度。
但是由于经典控制理论主要研究的对象是单变量常系数线性系统，它只适用于单输入单输出控制系统。
系统的数学模型采用传递函数表示，系统的分析和综合方法主要是基于根轨迹法和频率法[3]。
现代控制理论主要采用最优控制、系统辨识和最优估计、自适应控制等分析和设计方法。
而系统分析的数学模型主要用状态空间描述。
随着要研究的对象和系统越来越复杂，依赖于数学模型的传统控制理论难以解决复杂系统的控制问题：(1)不确定性的模型传统控制是基于模型的控制，模型包括控制对象和干扰模型。
计算机控制系统概要
实时性与可靠性
嵌入式系统和微控制器 在实时性和可靠性方面 不断提高，满足各种工 业控制和安全关键系统 的要求。
THANKS
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远程控制
通过网络对远端的控制系统进行操作和控制，实 现远程维护和调试。
无线控制
利用无线网络技术，实现对控制系统的无线连接 和控制，提高系统的灵活性和便利性。
嵌入式系统与微控制器的应用
小型化与低功耗
嵌入式系统和微控制器 在不断向小型化和低功 耗方向发展，满足各种 便携式和物联网设备的 需求。
高集成度与多功能
自适应控制
通过人工智能技术，使控制系统能够根据环境变 化和系统状态自适应地调整控制策略，提高系统 的稳定性和效率。
故障诊断与预防
利用人工智能技术对系统运行过程中的异常数据 进行检测和分析，提前发现潜在的故障并进行预 防。
网络化与远程控制技术的发展
远程监控
通过网络实现对控制系统的远程监控，方便对系 统的实时状态和运行情况进行了解。
早期阶段
20世纪50年代，计算机开始被应 用于工业控制领域，出现了基于
模拟电路的计算机控制系统。
发展阶段
20世纪70年代，随着微处理器和 集成电路技术的发展，计算机控制 系统逐渐向数字化、智能化方向发 展。
成熟阶段
21世纪初，计算机控制系统已经广 泛应用于各个领域，成为现代工业 生产中不可或缺的重要部分。
控制算法
根据控制系统的要求，采用一定的数 学模型和算法，对数据进行运算和处 理，得到控制信号。
执行机构与传感器
执行机构
根据控制信号调节被控对象的参数，如阀门、电动机等。
计算机控制系统的概念
计算机控制系统的概念
计算机控制系统是一种系统化的电子系统，通过电子设备和计算机控制软件的相互作用，控制工业、商业、军事和其他应用领域中的各种过程。
计算机控制系统通常由硬件和软件两部分组成。
硬件部分包括各种传感器、执行器、运动控制器等设备。
软件部分则包括编程语言、算法、数据结构等编程技术。
计算机控制系统旨在通过对各种过程的自动化控制，提高生产效率和质量，同时减少人员操作和减少错误发生率。
计算机控制系统有很多应用，其中最常见的是工业生产自动化，例如制造业中的自动加工设备、汽车生产线以及衣物生产线等。
计算机控制系统还广泛应用于军事和航空航天领域，如导弹控制系统和航空器自动驾驶系统。
此外，计算机控制系统在商业、医疗、交通等行业也有着诸多应用，如自动售货机、医疗器械，智能交通信号灯等。
计算机控制系统主要优点是精准性和稳定性，能在多种环境条件下对过程进行精确控制和实时反馈。
计算机控制系统还能帮助减少员工的劳动强度和错误率，提高生产效率和产品质量，降低运营成本。
另外，它也可以进行协同控制，实现多个设备、程序和系统之间的有效通信，从而使得整个控制过程更加高效和协调。
总之，计算机控制系统是一个广泛的概念，它有助于将各种流程自动化、精确化和优化化。
随着计算能力逐渐提高，计算机控制系统也将不断进行创新发展，为人类生产生活带来更多的便利和利益。
计算机控制系统的组成及其工作原理
计算机控制系统的组成及其工作原理计算机控制系统，这个听起来很高大上的名字，其实就像是我们家里的管家。
它负责帮我们管理各种设备，让我们的生活更加便利。
那么，计算机控制系统到底是怎么工作的呢？别着急，我今天就给大家揭开它的神秘面纱。
我们要了解计算机控制系统的基本组成部分。
它主要由输入设备、输出设备、中央处理器(CPU)、存储器和通信设备五大部分组成。
这五大部分就像是一个家庭的五个成员，各有各的职责，共同协作，完成家庭的各种任务。
输入设备，就像是我们的耳朵，负责接收外部的信息。
比如说，我们要让电视机播放某个节目，就需要用遥控器点击相应的按钮，这些按钮就会通过输入设备传递给中央处理器。
输出设备，就像是我们的嘴巴，负责发出声音或者光线。
比如说，我们要看电视的时候，就需要打开电视机，这时候电视机就是输出设备的一个例子。
中央处理器(CPU),就像是我们家的大脑，负责处理各种信息。
当我们用遥控器点击按钮时，CPU会接收到这个信息，然后根据预先设定的程序，指挥其他部分完成相应的操作。
存储器，就像是我们家的仓库，负责存储各种数据和程序。
当我们需要看某个节目时，CPU会从存储器中找到相关的数据和程序，然后执行它们。
通信设备，就像是我们家的电话，负责与其他设备进行沟通。
比如说，当我们想让空调调到合适的温度时，就需要通过通信设备告诉空调主人的需求。
接下来，我们来看计算机控制系统的工作原理。
当输入设备接收到外部信息后，会将这些信息传递给中央处理器。
中央处理器会根据预先设定的程序，指挥其他部分完成相应的操作。
比如说，当我们用遥控器点击“播放电视剧”按钮时，CPU会从存储器中找到相关的数据和程序，然后通过输出设备发出指令，让电视机开始播放电视剧。
在整个过程中，计算机控制系统会不断地与其他设备进行通信，以便及时了解外部环境的变化。
比如说，当我们离开家时，可以通过手机远程控制空调的开关，这样就可以节省能源了。
计算机控制系统就像是我们家的管家，它负责帮我们管理各种设备，让我们的生活更加便利。
计算机控制系统概述
计算机控制系统概述引言计算机控制系统是现代工业和科学领域中的重要组成部分，它使用计算机技术来实现对生产过程、机械设备、工业自动化系统等的控制。
本文将对计算机控制系统的概念、原理、组成以及应用进行综述。
概念计算机控制系统是指通过计算机技术实现对某个对象或系统的控制。
它将计算机作为核心元素，通过数学模型和算法来监测、计算和控制对象或系统的行为。
计算机控制系统通常由硬件和软件组成。
硬件包括传感器、执行器、通信设备等，而软件则是实现控制逻辑和算法的程序。
原理计算机控制系统的工作原理基于反馈控制原理。
它通过传感器检测系统的状态或参数，然后将这些数据传输给计算机进行处理。
计算机根据预先设定的控制算法对数据进行分析和计算，并生成相应的控制信号。
这些控制信号通过执行器作用于系统，调节系统参数以实现控制目标。
反馈环节可以实时监测系统的实际状态，并根据实际情况调整控制策略，从而实现更加精确的控制。
组成计算机控制系统主要由以下几个组成部分构成：1. 传感器与执行器传感器用于检测系统的状态或参数，并将其转化为电信号或数字信号，传递给计算机进行处理。
常见的传感器有温度传感器、压力传感器、光学传感器等。
执行器则用于将计算机生成的控制信号转化为机械动作，对系统进行实际的控制。
例如，电机、阀门、泵等都是常见的执行器。
2. 控制算法控制算法是计算机控制系统的核心部分，它决定了计算机如何根据传感器数据生成控制信号。
常见的控制算法包括比例积分微分（PID）控制、模糊控制、神经网络控制等。
这些算法根据不同的控制需求和对象特性进行选择和优化，以实现最优的控制效果。
3. 通信设备通信设备用于实现计算机与传感器、执行器之间的信息传输。
常见的通信设备有串口、以太网、无线通信等。
通过通信设备，计算机可以接收传感器的数据，并发送控制信号给执行器。
4. 人机界面人机界面是计算机控制系统与人的交互界面。
它提供了人们与控制系统进行沟通、参数设定和状态监测的手段。
计算机控制系统
实现“管理集中、控制分散”
6、现场总线控制系统（FCS） 上世纪九十年代走向实用化的现场总线控制系 统，正以迅猛的势头快速发展，是目前世界上最新 型的控制系统。 定义：是指将现场智能设备（如数字传感器、变送 器、仪表与执行机构等）与工业过程控制单元、现 场操作站等互连而成的计算机网络（局域网）。 作用：主要用于现场的智能化仪表、控制器、执行 机构、I/O模块等现场设备间的信息传递。 特点： ◆具有全数字化、分散、双向传输和多分支的特点， 是工业控制网络向现场级发展的产物。
3、模拟控制系统与计算机控制系统的比较 （1）模拟控制系统 ◆控制原理：检测偏差，按偏差进行控制，减少或 消除偏差。
设定值r e u 模拟调节器 执行器 被控对象 被控参数 y
ym
测量变送器 图a 单回路常规模拟控制系统方框图
（2）计算机控制系统 ◆控制原理：检测偏差，按偏差进行控制，减少或 消除偏差。
二、计算机控制系统的分类 1、数据采集和数据处理系统（DAS）
DAS(Data Acquisition System) 结构如下图：
CRT 打印机 报警
数字计算机
过程输入通道
测量变送
……
人
执行机构
……
测量变送
被 控 生 产 过 程
DAS作用：数据采集系统的工作是对大量的 过程状态参数实现巡回检测、数据存贮记录、 数据处理(计算、统计、整理)、进行实时数据 分析以及数据越限报警等功能。
计算机控制系统与模拟控制系统不同之处： ◆在计算机控制系统中，计算机代替了模拟 控制器；对控制对象的参数、状态信息的检 测和控制结果的输出在时间上是断续（离散） 的；对检测信号的分析计算是数字化的，而 在模拟控制系统中则是连续的。 ◆在常规控制系统中，系统的控制规律是用 硬件电路实现的，改变控制规律就要改变硬 件；而在微型计算机控制系统中，控制规律 是用程序实现的，改变控制规律只需改变程 序。
计算机控制系统
计算机控制系统计算机控制系统是指利用计算机技术对实际工作场景进行自动化控制的系统。
这种系统利用计算机的高速计算和精确控制的特性，通过对输入信号进行采集、处理以及对输出信号进行控制，实现对设备、机器或工艺过程的控制和监测。
计算机控制系统广泛应用于生产、交通、医疗等领域，为人类带来了极大的便利和效益。
组成计算机控制系统主要由以下几个部分组成：1. 传感器与执行器传感器负责将实际工作场景中的物理量、参数转化为电信号，然后将电信号传递给计算机系统。
常见的传感器有温度传感器、压力传感器、光电传感器等。
执行器则负责将计算机系统输出的信号转化为相应的动作或工作状态。
常见的执行器有电动阀门、电机、继电器等。
2. 硬件接口硬件接口是连接计算机系统和传感器、执行器之间的纽带，它负责控制信号的输入和输出。
硬件接口通常由模拟输入/输出和数字输入/输出两部分组成。
模拟输入/输出接口主要用于处理连续变化的信号，而数字输入/输出接口则用于处理离散的开关信号。
3. 控制器控制器是计算机控制系统的核心部分，它负责对采集到的信号进行处理和计算，根据事先设定的控制算法生成控制信号，并将控制信号发送给执行器。
控制器通常由硬件和软件两部分组成，硬件部分包括中央处理器、存储器和输入/输出接口，软件部分则包括控制算法和运行在计算机系统上的控制程序。
4. 人机界面人机界面是计算机控制系统与操作人员进行交互的界面，通过人机界面，操作人员可以监控和调整计算机控制系统的工作状态和参数设置。
常见的人机界面包括显示屏、键盘、鼠标、触摸屏等。
应用领域计算机控制系统广泛应用于各个领域，以下是几个常见的应用领域：1. 工业自动化在工业生产领域中，计算机控制系统可以对生产线进行自动化控制，实现物料的输送、加工、包装等环节的自动化操作。
这不仅提高了生产效率和产品质量，还减少了人力成本和人为错误带来的问题。
2. 交通运输在交通运输领域中，计算机控制系统可以用于交通信号控制、车辆导航、智能交通管理等方面。
计算机控制系统第1章课件
1.1.2 计算机控制系统的组成
1．计算机控制系统硬件
2．计算机控制系统软件
(1) 系统软件 (2) 应用软件
1.1.3 计算机控制系统的典型结构
1．操作指导控制系统
2．直接数字控制系统
3．计算机监督控制系统
4. 集散控制系统
5. 现场总线控制系统
6. 工业过程计算机集成制造系统
1.2 计算机控制系统性能 及其指标
1.2.1 计算机控制系统性能指标
计算机控制系统的性能分析和要求与连续 控征， 衡量系统优劣的指标通常用稳定裕量、动态指 标、稳态指标和综合指标等。
1.2.2 控制对象对控制性能的影响
1.3 计算机控制系统的发展 概况与趋势
1.3.1 计算机控制系统的发展概况
1.3.2 计算机控制系统的发展趋势
1.先进计算机控制系统得到大力推广与普及 2.智能控制系统得到深入研究与开发 3.大力加强企业综合自动化系统的研究、开
发与应用
第1章完
如今计算机控制系统已经广泛地用于工 业、国防和民用的各个领域。
1.1 计算机控制系统概述
1.1.1 计算机控制系统一般概念
过程通道的主要任务是将生产过程中的各 种参量和状态通过检测器件转换成计算机所能 接收的信息送入计算机，计算机按确定算法计 算后，又将计算结果以数字量或转换成模拟量 的形式输出给执行机构，从而对被控对象进行 自动控制。
计算机控制系统是当前自动控制系统的 主流方向。
计算机控制系统是利用计算机的硬件和 软件代替了自动控制系统的控制器，以自动 控制技术、计算机技术、检测技术、计算机 通信与网络技术为基础，利用计算机快速强 大的数值计算、逻辑判断等信息加工能力， 使得计算机控制系统可以实现常规控制以外 更复杂、更全面的控制方案。
计算机控制系统分类
计算机控制系统分类计算机控制系统是指利用计算机技术实现对各种机械、电子、化工、冶金、建筑等各类工程和生产过程的自动化控制。
按照不同的分类方式，计算机控制系统可以分为以下几类。
一、按照控制方式分类1.开环控制系统开环控制系统是指输出信号不受控制量反馈影响的控制系统。
开环控制系统只能实现对被控对象的初步控制，无法对系统的稳定性、精确性和鲁棒性进行控制。
例如，家庭电器中的电熨斗就是一种开环控制系统。
2.闭环控制系统闭环控制系统是指输出信号受到控制量反馈影响的控制系统。
闭环控制系统通过反馈控制的方式，不断调整控制量，使被控对象的输出信号与期望值保持一致。
闭环控制系统具有较高的稳定性、精确性和鲁棒性。
例如，智能手机中的自动亮度调节功能就是一种闭环控制系统。
3.开闭环控制系统开闭环控制系统是指同时采用开环控制和闭环控制的控制系统。
开闭环控制系统既可以实现初步控制，又可以通过反馈控制的方式对系统进行调整，使系统的稳定性和精确性得到提高。
例如，汽车发动机控制系统就是一种开闭环控制系统。
二、按照控制对象分类1.单变量控制系统单变量控制系统是指只控制一个变量的控制系统。
例如，室内温度控制系统就是一种单变量控制系统，它只控制室内温度的变化。
2.多变量控制系统多变量控制系统是指同时控制多个变量的控制系统。
例如，化工生产过程中的温度、压力、流量等多个变量都需要进行控制，这就需要采用多变量控制系统。
三、按照控制策略分类1.比例控制系统比例控制系统是指根据被控对象的反馈信号，按照一定比例进行控制的控制系统。
比例控制系统简单、易于实现，但对于非线性系统和时变系统的控制效果较差。
2.积分控制系统积分控制系统是指根据被控对象的反馈信号，对控制量进行积分控制的控制系统。
积分控制系统能够消除系统的稳态误差，但对于系统的动态响应速度和抗干扰能力较弱。
3.微分控制系统微分控制系统是指根据被控对象的反馈信号，对控制量进行微分控制的控制系统。
计算机控制系统的常用类型
计算机控制系统的常用类型计算机控制系统是一种将计算机技术应用于工业自动化控制领域的系统。
它利用计算机技术对工业生产过程进行优化、自动化和控制，使生产效率和质量得到提高。
根据控制对象的不同，计算机控制系统可以分为以下几种类型。
1. 过程控制系统过程控制系统是一种利用计算机技术对工业过程进行控制的系统。
它主要用于化工、石油、冶金、电力等行业的生产过程控制。
过程控制系统可以通过计算机对工业生产过程进行实时监测和控制，保证生产过程的稳定性和安全性。
2. 机器人控制系统机器人控制系统是一种利用计算机技术对机器人进行控制的系统。
它主要用于工业自动化、制造业等领域。
机器人控制系统可以通过计算机对机器人进行轨迹规划、动作控制等操作，实现机器人的自动化控制和生产加工。
3. 数字控制系统数字控制系统是一种利用计算机技术对机床和机器人进行控制的系统。
它主要用于机械加工、航空航天等行业的生产加工。
数字控制系统可以通过计算机对机床和机器人进行控制，实现高精度、高效率的加工操作。
4. 交通控制系统交通控制系统是一种利用计算机技术对交通流量进行控制的系统。
它主要用于城市交通管理中的红绿灯控制、道路监测等操作。
交通控制系统可以通过计算机对交通流量进行实时监测和控制，提高交通效率和安全性。
5. 建筑智能化控制系统建筑智能化控制系统是一种利用计算机技术对建筑物进行控制的系统。
它主要用于楼宇自控、智能家居等领域。
建筑智能化控制系统可以通过计算机对建筑物的照明、通风、空调等进行智能化控制，提高居住舒适度和节能效果。
计算机控制系统是一种将计算机技术应用于工业自动化控制领域的系统，它可以对生产过程、机器人、机床、交通流量、建筑物等进行实时监测和控制，提高生产效率和质量，实现智能化控制和自动化生产。
计算机控制系统的组成及其工作原理
计算机控制系统的组成及其工作原理大家好，今天我要给大家讲解一下计算机控制系统的组成及其工作原理。
我们要明白什么是计算机控制系统。
简单来说，计算机控制系统就是用计算机来控制其他设备的一种方法。
它可以实现对各种设备的精确控制，提高生产效率和质量。
那么，计算机控制系统到底由哪些部分组成呢？它的工作原理又是怎样的呢？接下来，我将从以下几个方面给大家详细讲解。
一、计算机控制系统的组成1.1 控制器硬件计算机控制系统的核心是控制器，它负责接收输入信号，经过处理后输出控制信号。
控制器硬件主要包括中央处理器(CPU)、存储器、输入输出接口等部分。
其中，中央处理器是控制器的大脑，负责执行各种指令；存储器用于存储程序和数据；输入输出接口用于与被控设备进行通信。
1.2 传感器和执行器传感器是计算机控制系统的眼睛，负责感知外部环境的变化。
它可以将物理量转换成电信号，供控制器处理。
常见的传感器有温度传感器、压力传感器、位置传感器等。
执行器则是计算机控制系统的手和脚，负责根据控制器发出的控制信号执行相应的操作。
常见的执行器有电机、电磁阀、开关等。
二、计算机控制系统的工作原理2.1 信号采集和处理计算机控制系统的工作开始于信号采集。
传感器将外部环境的物理量转换成电信号，通过输入输出接口传输给控制器。
控制器收到信号后，进行采样、量化和编码处理，将其转化为数字信号。
这一过程需要用到一些专门的芯片和技术，如模数转换器(ADC)和数字信号处理器(DSP)。
2.2 控制策略设计控制策略是计算机控制系统的灵魂，它决定了系统如何根据输入信号进行控制。
常见的控制策略有PID控制、模糊控制、神经网络控制等。
这些控制策略都有各自的优缺点，需要根据具体应用场景进行选择。
在设计控制策略时，需要考虑系统的稳定性、响应速度、鲁棒性等因素。
2.3 控制算法实现控制算法是将控制策略具体化为一系列指令的过程。
这些指令需要通过中央处理器来执行。
在实现控制算法时，需要注意算法的复杂度、可读性和可维护性。
计算机控制系统的一般组成
计算机控制系统的一般组成
计算机控制系统是指利用计算机技术实现对各种设备、机器、工艺过程等进行控制的系统。
它由硬件和软件两部分组成，其中硬件包括计算机、输入输出设备、传感器、执行器等，软件则包括控制程序、算法、数据处理等。
计算机控制系统的一般组成包括以下几个方面：
1. 控制器：控制器是计算机控制系统的核心部分，它负责接收传感器采集的数据，根据预设的控制算法进行计算，然后输出控制信号给执行器，实现对被控制对象的控制。
2. 传感器：传感器是计算机控制系统中的重要组成部分，它能够将被控制对象的物理量转换成电信号，如温度、压力、流量等，然后将这些信号传输给控制器进行处理。
3. 执行器：执行器是计算机控制系统中的另一个重要组成部分，它能够将控制器输出的电信号转换成物理量，如电机、气缸、阀门等，然后对被控制对象进行控制。
4. 输入输出设备：输入输出设备是计算机控制系统中的重要组成部分，它能够将人类的指令输入到计算机中，如键盘、鼠标、触摸屏等，同时也能够将计算机处理的结果输出给人类，如显示器、打印机等。
5. 控制程序：控制程序是计算机控制系统中的重要组成部分，它是由计算机语言编写的一系列指令，能够实现对被控制对象的控制，如PID控制算法、模糊控制算法等。
6. 数据处理：数据处理是计算机控制系统中的重要组成部分，它能够对传感器采集的数据进行处理，如滤波、去噪、数据分析等，从而提高控制系统的稳定性和精度。
计算机控制系统的一般组成包括控制器、传感器、执行器、输入输出设备、控制程序和数据处理等部分。
这些部分相互协作，共同实现对被控制对象的控制，从而提高生产效率、降低成本、提高产品质量等。
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州某炼油厂的聚合装置上正式投入运行 目前，计算机控制系统发展迅猛,计算机在控制领域里
的应用将向集散化和综合化发展 在连续生产过程中,集散控制系统仍是生产过程控制的
主选装置,但随着计算机技术的发展，现场总线控制系 统将逐渐取代集散控制系统
在上述因素的驱动下,要求建立一个标准的现场仪表 与上位机系统的数字通信链路即现场总线(FCS)。
第四节 现场总线控制系统
2.现场总线系统的特征
传统计算机控制系统的缺点
传统计算机控制系统结 构示意图
➢ 这种传输方式一方面要 使用大量的信号线缆；
➢ 另一方面模拟信号的传 输和抗干扰能力低。
第四节 现场总线控制系统
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
六、显示画面及操作
CENTUM-CS系统的操作站主要有９种类型的画面 用于系统的监视和操作，它们分别是综观画面、分组 画面、调整画面、报警画面、操作指导信息画面、流 程图画面、趋势画面、用户屏幕及信息屏幕。
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
1.仪表图
仪表图是系统显示的主要内容，也是操作的关键。 仪表图没有单独的显示画面，但在大部分显示画面 中都可调出。 仪表图显示由工位号说明、工程单位、数字显示、 方式状态显示、模拟显示和工位号几部分组成。
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
综观显示画面
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
3.分组显示画面
分组显示画面
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
4.调整画面
主要显示 一个工位号反馈控制的内部仪表或顺序控 制的顺序元素的各种设定参数、控制参数、３点调 整趋势图和仪表图。 主要内容 包括工位号标记、工位号、工位号说明、 该工位号的设定及控制参数、调整趋势图和仪表图。
(2)改变阀位输出值(MV)仅在手动方式时能操作。 (3)改变设定值(SV)在自动方式下操作同(2)； (4)数据录入 ①按压［ITEM］［数据类型］［□］键来确定更改数据 类型。但在流程图上利用光标调出字符输入区时例外。 ②按压［DATA］［更改后的数字］［□］。 ③输入错误可用［BS←］键进行修改。 ④数据输入后或控制方式更改后，按［确认键］数据真 正进入内部仪表。最后用［CL］键关闭录入窗口。
用数字信号的传输来代替模拟信号的传输，这种现场 信号的传输技术就叫现场总线 ，基于现场总线技术的控 制系统就叫现场控制总线控制系统。
FCS把控制功能彻底下放到现场，依靠现场智能设备 本身实现基本的控制功能。
第三节 集散控制系统
一、集散控制系统的基本构成
集散控制系统基本构成图
CENTUM-CS系统外观图
例题分析
解： ① 仪表图调出。在流程图画面或分组显示画面或调整画 面中，双击或触摸触屏点,调出该控制系统的仪表图。
② 控制方式更改。按键盘上对应该仪表图的控制键的 [MAN键]，在提示是否更改为手动方式的情况下，按确 认键。
例题分析
③ 变量调整。按[ITEM]，输入字母代号MV，按进入 键 [ ]，确定更改的数据类型;按[DATA]键,输入更改后 的数据70% ,确定无误后,再按[ ]键。
CENTUM-CS系统的字母代号
类型
仪表 调整 面板 常用 参数
字母代号 MODE PV SV MV DV SUM HH PH PL
意义 仪表块方式 测量值 设定值 阀位输出值 偏差值 累计值 上上限报警值 上限报警值 下限报警值
字母代号 LL SVH SVL MH ML P I D
意义 下下限报警值 设定点上限限位值 设定点下限限位值 阀位输出上限限位值 阀位输出下限限位值 比例带 积分时间 微分时间
注：××××表示页面号
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
2.参数及控制方式的调整
(1)控制方式的调整 DCS控制系统一般有几种控制方式，在操作过程中，
可以调整。调出要进行操作的控制系统对应的仪表图， 根据仪表图下的软键号调整对应控制键上的手动、自 动按键。
控制方式更改确认窗口
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
第一节 计算机控制简介
定义
用模拟控制器等常规自动化工具实现的自动化系 统称之为常规控制系统,也叫模拟式控制系统。
利用计算机实现工业生产过程的自动控制系统称 之为计算机控制系统。
第一节 计算机控制简介
第一节 计算机控制简介
计算机控制的发展过程
1946年第一台数字计算机问世 1950年前后，为早期航天应用研制了一种专用数字计
在主显示区显示的内容是用户自己编制的工艺设备、 控制系统的显示图案以及仪表图。
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
显示画面格式
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
8.报警概要画面
报警画面按报警发生的顺序，依次在主显示区显 示20个报警信息。
每个报警信息按序号，工位号标记，报警发生的 月、日、分、秒，工位号，工位号说明，报警状态这 一顺序进行显示。
现场总线控制系统FCS是在DCS系统的基础上发展 而成的，它继承了DCS的分布式特点，但在各功能子 系统之间，尤其是在现场设备和仪表之间的连接上， 采用了开放式的现场网络，从而使系统现场设备的连 接形式发生了根本的改变，具有自己所特有的性能和 特征。
第四节 现场总线控制系统
现场总线控制系统的特征
现场总线控制系统结 构示意图
① 全数字化的现场通信网络。
② 开放型的互联网络。
③ 采用数字信号传输取代模拟 信号传输。
④ 增强了系统的自治性,系统控 制功能更加分散。
例题分析
操作员想要更改某控制系统的输出值(MV)为70%，将采用 哪些操作步骤？
分析：我们知道,控制系统的输出值只有在手动控制方 式下更改才有效,因此,先调出该仪表图,将控制方式调整 为手动方式,然后更改其输出值。
④ 确定修改。数据更改前,系统提示是否进行修改,检查 无误后,按 [确认键] ,数据真正进入内部仪表。用 [ CL] 键关闭录入窗口。如想回到自动状态,按步骤②顺序,改 变控制方式。
计算机控制系统
内容提要
计算机控制简介
可编程逻辑控制器
集散控制系统(DCS) 现场总线控制系统 工业以太网
第一节 计算机控制简介
计算机技术和自动控制技术是现代科学技术领域中发展 最迅速的分支，计算机控制技术是二者结合的产物。
作为自动化工具的自动化仪表和计算机控制装置已经取 得迅速发展，目前，计算机控制装置已经成为工业生产实 现安全、高效、优质、低耗的基本条件和重要保证。
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
CENTUM－CS系统10种监视画面名称
画面类别
画面名称
综观画面
· OV××××
分组画面
· CG××××
报警画面
· AL××××
操作指导信息画面 · OG
趋势组画面
· TG××××
画面类别 趋势点画面 流程图画面 过程报警画面 操作应用画面 系统维护画面
画面名称 · TP×××× · GR×××× · PR · OU · SM
第一节 计算机控制简介
、计算机控制系统的组成
计算机控制系统组成框图
第一节 计算机控制简介
计算机控制的工作过程分三个步骤： 1 数据采集 2 控制决策 3 控制输出 三个步骤重复执行，就实现对现场参数的控制。
第一节 计算机控制简介
集散控制系统(Distributed Control System )
PERR
两回讯均不正常
CAL
校验状态
AOF
报警功能取消
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
系统信息区显示内容举例
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
五、基本操作方法
1.画面的调出
操作站的画面有三大类：操作画面、应用画面和 组态画面。 调出的方法
① 利用画面名称调出。 ② 利用功能键调出。 ③ 利用画面选择键或操作员应用功能键调出。 ④ 利用画面展开调出。
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
一、CENTUM-CS系统的构成
CENTUM-CS系统构成
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
二、 ICS的组成及功能
ICS由一个或两个CRT显示器、操作键盘、鼠标、工 程师键盘及智能部件组成。
CENTUM-CS系统操作站外观图
操作员键盘各键的功能
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
显示画面格式
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
四、 CENTUM-CS系统中的字母代号
在DCS中用字母代号表示回路状态、报警状态、数据 类型等。认识字母代号,才能正确认识DCS系统的显示 画面,才能正确完成DCS的工艺操作。
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
基本设计思想： 一方面，使用若干个控制器完成系统的控制任务，
每个控制器实现部分有限的控制目标；另一方面，强 调管理的集中性，依靠计算机网络完成操作显示部分 与分散控制系统之间的数据传输，使所有控制器都在 生产过程的统一管理协调下动作。
第一节 计算机控制简介
现场总线控制系统（Fieldbus Control System）
第三节 CENTUM-CS集散控制系统
续表
类型
常用 报警 状态 字
字母代号 IOP OOP HH HI LO LL DV-
意义 输入开路 输出开路 上上限报警 上限报警 下限报警 下下限报警 负偏差报警
字母代号 意 义
DV+
正偏差报警
NR
正常
ANS+(ON) 回讯不正常Βιβλιοθήκη ANS-(OFF) 回讯不正常
第三节 CENTUM-CS集散控制系统