微机控制系统概述
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Control
在SCC系统中，是由计算机按照描述生产过程的数学模型，计算 出最佳给定值送给模拟调节器或DDC计算机，最后由模拟调节器或 DDC计算机控制生产过程，从而使生产过程处于最优工作状况。
从结构上讲，SCC系统分为两种：
1.SCC+模拟调节器系统
在此系统中，SCC监督计算机的作用是收集检测信号及接受管理
T T
A/D 多路开关
检测元件
生产过程
西
南
科
技
大
图2.3 SCC+模拟调节器控制系统原理图
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2.SCC+DDC控制系统
该系统为两极计算机控制系统，一级为监督级SCC，其作用与 SCC+模拟调节器中的SCC一样，用来计算最佳给定值，直接数字控制 器DDC则由单片机来完成，用以将给定值与测量值进行比较，其偏差 由单片机进行数字控制计算，然后经D/A转换器和反多路开关分别控 制各个执行机构进行调节。
3. 通用外部设备：是为了扩大主机功能而设置的，用来显示、打 印、存储及传递数据等；
4. 检测元件及仪表.
5. 操作台：是人-机对话的纽带，通过它人们可以向计算机输入 程序，修改内存的数据，显示被测参数以及发出各种操作指令 等：
（1）作用开关：如电源开关、数据和地址选择开关以及操作方
西 南
式选择开关等；
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管理命令
报告
SCC计算机 设定值 测量值
D/A 反多路开关
DDC
A/D 多路开关 检测元件
生产过程
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图2.4 SCC+DDC控制系统原理图
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3.区别：
一般的模拟系统是不能随便改变给定值的，因此SCC+模拟调 节器系统特别适合老企业的技术改造工程，既用上了原有的模拟 调节器，又实现了最佳给定值控制；
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（2） 功能键：目的是通过功能键向主机申请中断服务，如复位
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键、启动键、打印键、显示键等；
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（3）LED数码管及CRT显示：显示被测参数及操作人员所感兴趣 的内容，如被控系统的流程图、开关状态图、时序图、表格式 显示 以及报警索引等；
（4）数据键：用来送入数据或修改被控系统的参数。
命令，然后按照一定的数学模型计算后，输出给定值到模拟调节器，
此给定值在模拟调节器中与检测值进行比较，其偏差值经模拟调节
器计算后输出到执行机构，以达到调节生产过程的目的，这样可以
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根据生产情况的变化，不断的改变给定值，以达到实现最优控制的
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目的。
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管理命令
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SCC计算机 设定值 测量值
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2.由于计算机数据处理功能强，可实现各种复杂控制，灵活性大，
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可靠性高。
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管理命令
报告
人工监督 设定值 测量值
D/A 反多路开关
DDC微机
A/D 多路开关 检测元件
生产过程
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图2.2 DDC控制系统原理图
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（ 三 ） 计 算 机 监 督 控 制 系 统 （ SCC ） Supervisory Computer
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警程序、操作面板服务程序、数字滤波及标度变换程序、判断
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程序、过程分析程序；
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（2）过程控制计算： 控制算法程序：PID算法、模糊控制算法、最优化控制、串级
调节、比值调节、前馈调节、系统辨识及其它； 事故处理程序 信息管理程序：信息生成调度、文件管理、输出、显示、打印；
（二）软件
指完成各种功能的计算机程序的总和，如操作、管理、监控和自 诊断等。
软件是计算机系统的神经中枢，从功能上可分为：
1.系统软件：由微机设计者提供，专门用来使用和管理计算机本身 的程序；
2. 应用软件：面向用户本身的程序，主要内容包括：
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（1）过程监测：巡回检测程序、数据处理程序、上下限检查及报
SCC+DDC控制系统中控制规律可以改变，所以使用更加灵活， 且一台DDC可控制多个回路，使系统组成比较简单。
4. SCC系统与DDC的区别
SCC系统比DDC系统有更大的优越性，可以接近于生产的实际
情况，切当系统中的模拟调节器或DDC控制器出现故障时，可用
SCC系统代替调节器进行调节，提高了系统的可靠性，但由于生产
并对生产过程进行数据处理及控制的。
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（一）硬件
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硬件是由主机、接口电路及外部设备组成：
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1. 主机（CPU）：通过接口可向系统的各个部分发出各种控制命 令，同时对系统的各参数进行巡回检测、数据处理以及完成控 制计算、报警处理、逻辑判断等；
2. 接口与输入输出通道：是主机与控对象进行信息交换的纽带；
2.1微机控制系统
一、优点
1. 帮助操作人员选择最优工艺和最佳操作参数； 2. 实现用传统方法难以完成的控制规律； 3. 降低原料和能源消耗，减少成本； 4. 提高产品的产量和质量。
二、组成
由微机和其他工业生产对象两大部分组成，包括硬件和软件。
微机控制系统本身是通过各种接口和外部设备与生产过程发生关系，
（3）公共服务程序：基本运算程序、函数运算程序、数码转换程 序、 格式编码程序。
3.数据库及数据库管理系统：
建立存放数据的表格和形式，查询、显示、调用和修改数据，
主要用于大量的数据管理及资料检索系统。
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三、分类
（一）操作指导控制系统 属开环控制型结构，微机的输出部分不直接与生产过程的各个
控制环节发生联系，只是对系统过程参数进行收集，加工处理，然 后输出数据，由操作人员按计算数据进行必要的操作。
A/D转
采
换
样 器
微
测
量
Leabharlann Baidu
元
工
件
业
机
CRT显示
对 象
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打印机
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图2.1 操作指导控制系统原理图
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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，且不能控制多个对象。 使用场合：进行数据检测处理及试验新的数学模型和调试新的控制 程序。
（二）直接数字控制系统（DDC）Direct Digtal Control
用一台微机对多个被控参数进行巡回检测，将被测结果与设定 值进行比较，再按事先规定的控制规律进行控制运算，然后输出到 执行机构，对生产过程进行控制，使被控参数稳定在给定值。
优点：
1.由于微机计算速度快，一台微机可代替多个模拟调节器；
在SCC系统中，是由计算机按照描述生产过程的数学模型，计算 出最佳给定值送给模拟调节器或DDC计算机，最后由模拟调节器或 DDC计算机控制生产过程，从而使生产过程处于最优工作状况。
从结构上讲，SCC系统分为两种：
1.SCC+模拟调节器系统
在此系统中，SCC监督计算机的作用是收集检测信号及接受管理
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A/D 多路开关
检测元件
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2.SCC+DDC控制系统
该系统为两极计算机控制系统，一级为监督级SCC，其作用与 SCC+模拟调节器中的SCC一样，用来计算最佳给定值，直接数字控制 器DDC则由单片机来完成，用以将给定值与测量值进行比较，其偏差 由单片机进行数字控制计算，然后经D/A转换器和反多路开关分别控 制各个执行机构进行调节。
3. 通用外部设备：是为了扩大主机功能而设置的，用来显示、打 印、存储及传递数据等；
4. 检测元件及仪表.
5. 操作台：是人-机对话的纽带，通过它人们可以向计算机输入 程序，修改内存的数据，显示被测参数以及发出各种操作指令 等：
（1）作用开关：如电源开关、数据和地址选择开关以及操作方
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式选择开关等；
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SCC计算机 设定值 测量值
D/A 反多路开关
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3.区别：
一般的模拟系统是不能随便改变给定值的，因此SCC+模拟调 节器系统特别适合老企业的技术改造工程，既用上了原有的模拟 调节器，又实现了最佳给定值控制；
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（2） 功能键：目的是通过功能键向主机申请中断服务，如复位
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键、启动键、打印键、显示键等；
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（3）LED数码管及CRT显示：显示被测参数及操作人员所感兴趣 的内容，如被控系统的流程图、开关状态图、时序图、表格式 显示 以及报警索引等；
（4）数据键：用来送入数据或修改被控系统的参数。
命令，然后按照一定的数学模型计算后，输出给定值到模拟调节器，
此给定值在模拟调节器中与检测值进行比较，其偏差值经模拟调节
器计算后输出到执行机构，以达到调节生产过程的目的，这样可以
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根据生产情况的变化，不断的改变给定值，以达到实现最优控制的
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2.由于计算机数据处理功能强，可实现各种复杂控制，灵活性大，
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可靠性高。
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人工监督 设定值 测量值
D/A 反多路开关
DDC微机
A/D 多路开关 检测元件
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图2.2 DDC控制系统原理图
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（ 三 ） 计 算 机 监 督 控 制 系 统 （ SCC ） Supervisory Computer
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警程序、操作面板服务程序、数字滤波及标度变换程序、判断
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程序、过程分析程序；
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（2）过程控制计算： 控制算法程序：PID算法、模糊控制算法、最优化控制、串级
调节、比值调节、前馈调节、系统辨识及其它； 事故处理程序 信息管理程序：信息生成调度、文件管理、输出、显示、打印；
（二）软件
指完成各种功能的计算机程序的总和，如操作、管理、监控和自 诊断等。
软件是计算机系统的神经中枢，从功能上可分为：
1.系统软件：由微机设计者提供，专门用来使用和管理计算机本身 的程序；
2. 应用软件：面向用户本身的程序，主要内容包括：
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（1）过程监测：巡回检测程序、数据处理程序、上下限检查及报
SCC+DDC控制系统中控制规律可以改变，所以使用更加灵活， 且一台DDC可控制多个回路，使系统组成比较简单。
4. SCC系统与DDC的区别
SCC系统比DDC系统有更大的优越性，可以接近于生产的实际
情况，切当系统中的模拟调节器或DDC控制器出现故障时，可用
SCC系统代替调节器进行调节，提高了系统的可靠性，但由于生产
并对生产过程进行数据处理及控制的。
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（一）硬件
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硬件是由主机、接口电路及外部设备组成：
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1. 主机（CPU）：通过接口可向系统的各个部分发出各种控制命 令，同时对系统的各参数进行巡回检测、数据处理以及完成控 制计算、报警处理、逻辑判断等；
2. 接口与输入输出通道：是主机与控对象进行信息交换的纽带；
2.1微机控制系统
一、优点
1. 帮助操作人员选择最优工艺和最佳操作参数； 2. 实现用传统方法难以完成的控制规律； 3. 降低原料和能源消耗，减少成本； 4. 提高产品的产量和质量。
二、组成
由微机和其他工业生产对象两大部分组成，包括硬件和软件。
微机控制系统本身是通过各种接口和外部设备与生产过程发生关系，
（3）公共服务程序：基本运算程序、函数运算程序、数码转换程 序、 格式编码程序。
3.数据库及数据库管理系统：
建立存放数据的表格和形式，查询、显示、调用和修改数据，
主要用于大量的数据管理及资料检索系统。
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三、分类
（一）操作指导控制系统 属开环控制型结构，微机的输出部分不直接与生产过程的各个
控制环节发生联系，只是对系统过程参数进行收集，加工处理，然 后输出数据，由操作人员按计算数据进行必要的操作。
A/D转
采
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图2.1 操作指导控制系统原理图
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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，且不能控制多个对象。 使用场合：进行数据检测处理及试验新的数学模型和调试新的控制 程序。
（二）直接数字控制系统（DDC）Direct Digtal Control
用一台微机对多个被控参数进行巡回检测，将被测结果与设定 值进行比较，再按事先规定的控制规律进行控制运算，然后输出到 执行机构，对生产过程进行控制，使被控参数稳定在给定值。
优点：
1.由于微机计算速度快，一台微机可代替多个模拟调节器；