微机控制技术2007.03～06第一章绪论.pptVIP

第一章 计算机控制系统概述 1．操作指导控制系统 2．直接数字控制系统（DDC） 1.4 微型计算机控制系统的发展趋势 1.4 本课的学习方法和要求 * * 1.1 微型计算机控制系统的组成 1.2 微型计算机控制系统分类 1. 3 工业控制机的组成结构及特点 1.4 微型计算机控制系统的发展趋势 1.5 本课的学习方法和要求 计算机控制系统的控制过程一般分三步完成： 实时采集 实时运算 实时控制 控制器 执行机构 被控对象 测量元件 变换发送单元 给定信号 被控参数 图1-1 闭环控制系统框图 1.1 微型计算机控制系统的组成 微型计算机控制系统是由计算机（工业控制计算机）和工业对象两大部分组成。图1-1给出了按偏差进行控制的闭环控制系统框图。 图1-2中给出了开环控制系统框图。它与闭环控制系统不同，它的控制器直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，它的控制性能较差。 给定信号 控制器 执行机构 被控对象 被控参数 图1-2 开环控制系统框图 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。 图1-3 计算机控制系统基本框图 y 控制器 - 被控对象 e 给定量 执行机构 + r D/A 被控量 测量变送 u A/D 生产过程 工控机 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。 （1）微型计算机 （2）外部设备 （3）输入输出通道 （4）操作台 图1-4 微型计算机控制系统原理图 2．计算机控制系统的软件 软件是指能完成各种功能的计算机程序的总和。它是微型计算机控制系统的神经中枢，整个系统的工作都是在程序的指挥下进行协调工作的。软件通常分为两大类：一类是系统软件，另一类是应用软件。 1.2 微型计算机控制系统分类 1．操作指导控制系统 2．直接数字控制系统（DDC） 3．计算机监督系统（SCC） 4．分级计算机控制系统 图1-5 操作指导控制系统组成框图 图1-6 DDC控制系统原理图 3．计算机监督系统（SCC） 计算机监督系统（Supervisory Computer Control）简称SCC系统。 SCC系统有两种不同的结构形式。一种是SCC+模拟调节器，另一种是SCC+DDC控制系统。 （1）SCC+模拟调节器控制系统 该系统原理图，如图1-7所示。 （2）SCC+DDC控制系统 SCC+DDC控制系统原理图，如下图1-8所示。 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 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） 图1-9 分级计算机控制系统 1.工业控制机 PC总线工控机 （X86 CPU) STD总线工控机（X86 CPU) VME总线工控机（Motorola CPU） 多总线（MULTIBUS)工控机（X86 CPU) 1.3 工业控制机的组成结构及特点 2. PC总线标准 XT总线（书上的PC总线）：62线，16位，数据传输率2.38Mbps ISA (AT) 总线：对XT总线的扩充，98线， 16位，寻址空间16MB，数据传输率16Mbps EISA 总线：对ISA总线的扩充， 32位，98+98线，数据传输率32Mbps VESA总线：局部总线标准，是ISA总线的扩展，适应多媒体技术，数据交换由CPU总线直接进行，运行速度为66MHz或更高，最大数据传输率为132Mbps。 PCI总线：在CPU和外设间插入协调数据传输的管理层，提供一致的总线接口，形成了开放的局部总线标准，而不依赖于CPU芯片。工作频率33MHz，PCI总线的数据宽度为32位和64两种，数据传输率分别为133Mbps和266Mbps，PCI Express数据传输率可以达到8Gbps。 3. 基于PC总线的工业控制机常见类型 ISA 总线工控机 PCI 总线工控机 PC104 总线工控机：总线与ISA兼容的基础上缩小模板尺寸，降低功耗，满足嵌入式系统的要求。有104条信号线，模板尺寸为3.