微型計算機控制技術(shù) 賴壽宏版課件 第一章

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1、第一章第一章 緒論緒論主要學(xué)習(xí)內(nèi)容：主要學(xué)習(xí)內(nèi)容： 計算機控制的概念、組成、分類、特點及應(yīng)用計算機控制的概念、組成、分類、特點及應(yīng)用 I/O接口和接口和I/O通道通道 用離散化方法分析、設(shè)計并改進用離散化方法分析、設(shè)計并改進PID數(shù)字控制器數(shù)字控制器 計算機控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方法計算機控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方法 計算機控制系統(tǒng)設(shè)計過程舉例計算機控制系統(tǒng)設(shè)計過程舉例第一章第一章 緒論緒論第一節(jié)第一節(jié) 計算機控制系統(tǒng)的組成及特點計算機控制系統(tǒng)的組成及特點w計算機控制的一般概念 測量元件測量元件 給定元件給定元件 比較元件比較元件 放大元件放大元件 執(zhí)行元件執(zhí)行元件 校正元件（補償元件）校正元件（補償元件） 常

2、用的控制系統(tǒng)常用的控制系統(tǒng) 閉環(huán)負(fù)反饋系統(tǒng)閉環(huán)負(fù)反饋系統(tǒng) 開環(huán)系統(tǒng)開環(huán)系統(tǒng) 控制器控制器執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu)被控對象被控對象測量單元測量單元變送單元變送單元給定值給定值被控參數(shù)被控參數(shù)控制器控制器執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu)被控對象被控對象給定值給定值被控參數(shù)被控參數(shù)第一章第一章 緒論緒論w計算機控制概述 計算機控制系統(tǒng)由計算機控制系統(tǒng)由控制計算機本體控制計算機本體（包括軟件、（包括軟件、硬件和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)）和硬件和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)）和受控對象受控對象兩大部分組成。兩大部分組成。 在線（聯(lián)機，在線（聯(lián)機，on-line） 離線（脫機，離線（脫機，off-line） 實時（實時（real-time） 一個實時控制系統(tǒng)必然是

3、一個在線系統(tǒng)，但在線系統(tǒng)一個實時控制系統(tǒng)必然是一個在線系統(tǒng)，但在線系統(tǒng)不一定是實時控制系統(tǒng)。不一定是實時控制系統(tǒng)。 第一章第一章 緒論緒論w計算機控制系統(tǒng)中的控制過程計算機控制系統(tǒng)中的控制過程控制過程實際上是信息獲取、加工和輸出的過程?？刂七^程實際上是信息獲取、加工和輸出的過程。 1 1. .實時數(shù)據(jù)搜集實時數(shù)據(jù)搜集 2 2. .實時計算（決策）實時計算（決策） 3 3. .實時控制實時控制 4.4.信息管理信息管理第一章第一章 緒論緒論w計算機控制系統(tǒng)的組成計算機控制系統(tǒng)的組成 （一）硬件（一）硬件 主機板人機接口 系統(tǒng)支持 磁盤系統(tǒng) 通信接口模擬量輸入通道（AI）模擬量輸出通道（AO）數(shù)字

4、量輸出通道（DO）數(shù)字量輸入通道（DI）內(nèi)部總線外部總線輸入設(shè)備輸出設(shè)備 外存儲器I/O通道（過程通道）第一章第一章 緒論緒論 1.1.主機主機：包括中央處理單元（：包括中央處理單元（CPUCPU）、）、 時鐘電路、內(nèi)存儲器時鐘電路、內(nèi)存儲器（RAM+ROMRAM+ROM）和系統(tǒng)總線。和系統(tǒng)總線。 2.2.內(nèi)部總線和外部總線：內(nèi)部總線和外部總線： 3.3.人機接口（外設(shè)）人機接口（外設(shè)）：實現(xiàn)微型機和外界交換信息的功能的設(shè)備。：實現(xiàn)微型機和外界交換信息的功能的設(shè)備。包括輸入包括輸入/ /輸出設(shè)備和外存儲器等。輸出設(shè)備和外存儲器等。 4. 4.輸入輸出通道（過程通道）輸入輸出通道（過程通道）：是

5、計算機和生產(chǎn)過程之間信息傳：是計算機和生產(chǎn)過程之間信息傳遞和變換的連接通道。遞和變換的連接通道。 5.5.通信接口：通信接口：是通道與微機之間的中介部分。一般有并行接口、是通道與微機之間的中介部分。一般有并行接口、串行接口和管理接口。串行接口和管理接口。 6.6.系統(tǒng)支持板：系統(tǒng)支持板： 7. 7.操作臺：操作臺：是操作人員用來與計算機控制系統(tǒng)進行聯(lián)系的必要設(shè)是操作人員用來與計算機控制系統(tǒng)進行聯(lián)系的必要設(shè)備備?；竟δ苡酗@示裝置、功能板鍵、數(shù)字板鍵，基本功能有顯示裝置、功能板鍵、數(shù)字板鍵， 第一章第一章 緒論緒論（二）軟件（二）軟件 1.1.系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件 2. 2.支持軟件支持軟件 3.

6、3.應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件 第一章第一章 緒論緒論w計算機控制系統(tǒng)的特點 見見P3P3 第一章第一章 緒論緒論第二節(jié) 計算機在控制中的典型應(yīng)用方式（一）（一）數(shù)據(jù)采集與操作指導(dǎo)數(shù)據(jù)采集與操作指導(dǎo)第一章第一章 緒論緒論 （二）（二）直接數(shù)字控制直接數(shù)字控制（DDCDDC-Direct Digital -Direct Digital ControlControl） 計算機顯示打印設(shè)定值接口接口輸入通道輸出通道檢測執(zhí)行生產(chǎn)過程 直接數(shù)字控制系統(tǒng)第一章第一章 緒論緒論（三（三）監(jiān)督計算機控制監(jiān)督計算機控制（SCCSCC-Supervisory -Supervisory Computer ControlCom

7、puter Control） SCC計算機設(shè)定值測量值A(chǔ)/D生產(chǎn)過程傳感器多路開關(guān)模擬調(diào)節(jié)器SCC+模擬調(diào)節(jié)器系統(tǒng)輸出輸入SCC計算機設(shè)定值測量值A(chǔ)/D生產(chǎn)過程傳感器多路開關(guān)DDC SCC+DDC系統(tǒng)A/D多路開關(guān)輸入輸出第一章第一章 緒論緒論 ( (四四) )分級計算機控制系統(tǒng)分級計算機控制系統(tǒng)（HCHC-Hierarchical -Hierarchical Computer ControlComputer Control） 企企 業(yè)業(yè) 級級經(jīng)經(jīng) 營營 管管 理理 計計 算算 機機工工 廠廠 級級集集 中中 控控 制制 計計算算 機機至至 其其 它它工工 廠廠至至 其其 它它工工 廠廠車車

8、間間 級級 監(jiān)監(jiān) 控控計計 算算 機機（ S SC CC C）車車 間間 級級 監(jiān)監(jiān) 控控計計 算算 機機（ S SC CC C）裝裝 置置 控控 制制 級級（ D DD DC C）姓姓 名名職職 位位裝裝 置置 控控 制制 級級（ D DD DC C）裝裝 置置 控控 制制 級級（ D DD DC C）工工 業(yè)業(yè) 對對 象象 A A工工 業(yè)業(yè) 對對 象象 B B工工 業(yè)業(yè) 對對 象象 C C工工 業(yè)業(yè) 對對 象象 D D分分 級級 計計 算算 機機 控控 制制 系系 統(tǒng)統(tǒng)第一章第一章 緒論緒論第三節(jié)第三節(jié) 典型計算機控制系統(tǒng)簡介典型計算機控制系統(tǒng)簡介 工業(yè)爐的計算機控制燃燒效率計算空氣燃料溫

9、度測量壓力測量廢氣分析儀廢氣計算機爐膛閥A/D速度調(diào)節(jié)器電流調(diào)節(jié)器晶閘管觸發(fā)器隔離放大M+_A/D電流互感器同步三相交流電給定+_+測速發(fā)電機計算機控制的雙閉環(huán)系統(tǒng)第一章第一章 緒論緒論計算機加熱器閥門蒸汽TC進料A進料B加料閥門攪拌器溫度控制器溫度變送器液位變送器出口出料泵計算機順序控制第一章第一章 緒論緒論第一章第一章 緒論緒論第四節(jié)第四節(jié) 工業(yè)控制機工業(yè)控制機w特點和要求特點和要求n控制實時性控制實時性n可靠性高和可維修性好可靠性高和可維修性好n環(huán)境適應(yīng)性強環(huán)境適應(yīng)性強n較完善的輸入輸出通道和較豐富的軟件較完善的輸入輸出通道和較豐富的軟件 第一章第一章 緒論緒論第四節(jié)第四節(jié) 工業(yè)控制機工

10、業(yè)控制機w工業(yè)控制計算機的總線結(jié)構(gòu)工業(yè)控制計算機的總線結(jié)構(gòu)n1.內(nèi)部總線內(nèi)部總線wPC總線總線wSTD總線總線 n2.外部總線外部總線wRS-232C串行總線串行總線wIEEE-488平行總線平行總線 第一章第一章 緒論緒論第五節(jié)第五節(jié) 計算機控制系統(tǒng)的研究課題和發(fā)展方向計算機控制系統(tǒng)的研究課題和發(fā)展方向w集散控制系統(tǒng)（集散控制系統(tǒng)（DCS）分散控制、集中操作、分級管理、分而自治和綜合協(xié)調(diào)分散控制、集中操作、分級管理、分而自治和綜合協(xié)調(diào) 監(jiān)督控制計算機CRT操作站高速數(shù)據(jù)通道基本調(diào)節(jié)器基本調(diào)節(jié)器被控對象被控對象第一章第一章 緒論緒論w可編程控制器可編程控制器w計算機集成制造系統(tǒng)（計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）w低成本自動化低成本自動化w智能控制技術(shù)智能控制技術(shù)The End謝謝您的聆聽！ 期待您的指正！