第一章计算机控制技术绪论资料.pptVIP

Ge Sibo, Department of Automation 1.3 计算机控制系统的分类--按照功能分类 直接数字控制系统Direct Digital Control (DDC）: 1.3 计算机控制系统的分类--按照功能分类 1.3 计算机控制系统的分类--按照功能分类 DDC属于闭环控制系统，是工业生产过程中使用最多的一种控制系统。计算机首先通过A/D或DI实时采集数据，然后按照一定的控制规律进行运算，得出控制信号通过D/A或DO直接控制执行机构。这种系统集采集、控制于一体，实时性好，可靠性高，适应性好。通常一台计算机可控制几个或几十个回路（参数）。对计算机和软件的要求高。控制过于集中，若计算机崩溃则控制系统瘫痪。 监督控制系统Supervisory Computer Control (SCC）: 也称为设定值控制（Set Point Control）。根据工艺信息和参数，按照生产过程的数学模型或其他方法，自动地改变模拟调节器或DDC的给定值，使生产过程始终处于最优工况（保持高质量、高效率、低消耗、低成本等）。 有SCC+模拟调节器和SCC+DDC两种结构形式： 1.3 计算机控制系统的分类－－按照功能分类 1.3 计算机控制系统的分类－－按照功能分类 1、SCC＋模拟调节器：该系统是由SCC计算机对系统各物理量进行巡回检测，并按一定的数学模型对生产工况进行分析、计算后得出控制对象的最优给定值送给模拟调节器，是工况保持在最优状态。当SCC计算机出现故障时，可以由模拟调节器独立完成操作。 2、SCC＋DDC分级控制系统：由模拟调节器用DDC计算机代替而得。该系统是一个二级控制系统，控制原理和操作过程同1。SCC与DDC计算机之间的通信通过接口（并口或串口）进行。 1.3 计算机控制系统的分类－－按照功能分类 分布式控制系统Distributed Control System (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，把系统从上到下分散为过程控制级、集中操作监控级和综合信息管理级，形成分级、分布式控制。 1.3 计算机控制系统的分类－－按照功能分类 DCS的体系结构通常分为三级。第一级为分散过程控制级；第二级为集中操作监控级；第三级为综合信息管理级。各级之间由通信网络连接，级内各装置之间由本级的通信网络进行联系。 分散过程控制级：此级是直接面向生产过程的，是DCS的基础，它直接完成生产过程的数据采集、调节控制、顺序控制等功能，其过程输入信号是面向传感器的信号，如热电偶、热电阻、变送器（温度、压力、液位等）及开关量信号，其输出是驱动执行机构。 1.3 计算机控制系统的分类－－按照功能分类 1.3 计算机控制系统的分类－－按照功能分类 集中操作监控级：这一级以操作监视为主要任务，兼有部分管理功能，面向操作员和控制系统工程师。 综合信息管理级：这一级由管理计算机、办公自动化系统、工厂自动化服务系统构成。从而实现整个企业的综合信息管理。 现场总线控制系统 Fieldbus Control System (FCS): FCS是新一代分布式控制系统。DCS的结构模式是“操作站－控制站－现场仪表”三层结构。系统成本较高，而且各厂商的DCS由各自的标准，互联困难。FCS与DCS不同，其结构模式为“工作站－现场总线智能仪表”二层结构，降低了成本，国际标准统一后可实现真正的开放式互联系统结构。 1.3 计算机控制系统的分类－－按照功能分类 数字程序控制：所谓数字程序控制，就是计算机根据输入的指令和数据，控制生产机械按照规定的工作顺序、运动轨迹和运动速度等规律自动地完成工作的自动控制。主要用于机床的自动控制，比如数控机床，能够加工形状复杂的零件，加工精度高，生产效率高，是实现机床自动化的一个重要方向。 1.3 计算机控制系统的分类－－按照控制规律分类 1.3 计算机控制系统的分类－－按照控制规律分类 数字顺序控制：可以看作是程序控制的扩展，在各个时间段给出的设定值可以是不同的物理量，而且每次设定值的给出，不仅取决于时间，还取决于对以前控制结果的逻辑判断。 比例积分微分控制（ Proportional-Integral-Differential Controller，简称PID控制）： 控制器的输出信号是控制器输入信号（通常是误差信号）的比例、积分和微分的函数。PID控制是工程技术人员最熟悉的控制技术，其优点是结构简单，参数调整易掌握，控制效果好。缺点是以满足控制参数为目的，而非最优控制。因此，