計算機(jī)控制技術(shù) 第1章

1、 計算機(jī)控制技術(shù)計算機(jī)控制技術(shù)理論：理論：4040學(xué)時學(xué)時 實驗：實驗：8 8學(xué)時學(xué)時考核：平時考核：平時30% 30% 期末期末70%70%主講：自動化教研室韋莉莉主講：自動化教研室韋莉莉計算機(jī)控制技術(shù)計算機(jī)控制技術(shù) 前言前言隨著科學(xué)的發(fā)展、技術(shù)的進(jìn)步和對控制的要求的隨著科學(xué)的發(fā)展、技術(shù)的進(jìn)步和對控制的要求的提高，控制對象越來越復(fù)雜多樣，使控制系統(tǒng)的提高，控制對象越來越復(fù)雜多樣，使控制系統(tǒng)的控制越來越復(fù)雜控制越來越復(fù)雜，出現(xiàn)了多輸入，出現(xiàn)了多輸入多輸出的多變多輸出的多變量系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)控制、時變和分布參數(shù)控制量系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)控制、時變和分布參數(shù)控制系統(tǒng)。對于這些系統(tǒng)，使用常規(guī)的控制方法和

2、手系統(tǒng)。對于這些系統(tǒng)，使用常規(guī)的控制方法和手段實現(xiàn)是十分困難的。段實現(xiàn)是十分困難的。現(xiàn)代控制理論現(xiàn)代控制理論和和計算機(jī)計算機(jī)技技術(shù)結(jié)合極大地推動自動控制技術(shù)發(fā)展。術(shù)結(jié)合極大地推動自動控制技術(shù)發(fā)展。信息化帶動工業(yè)化是我國的基本國策，利用信息信息化帶動工業(yè)化是我國的基本國策，利用信息技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)是信息化帶動工業(yè)化的基礎(chǔ)工技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)是信息化帶動工業(yè)化的基礎(chǔ)工作，作，計算機(jī)控制計算機(jī)控制是這項工作的主要手段。是這項工作的主要手段。1 1、為什么開設(shè)該課程？、為什么開設(shè)該課程？計算機(jī)技術(shù)成熟和普及，計算機(jī)技術(shù)成熟和普及，計算機(jī)的應(yīng)用是非常計算機(jī)的應(yīng)用是非常廣泛的，它幾乎滲透了人類社會的各個環(huán)節(jié)

3、。廣泛的，它幾乎滲透了人類社會的各個環(huán)節(jié)。如何將如何將計算機(jī)技術(shù)計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)通信技術(shù)和和自動控制自動控制原理應(yīng)用于原理應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)工業(yè)生產(chǎn)過過程控制，并程控制，并設(shè)計設(shè)計出所需的計算機(jī)出所需的計算機(jī)控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)。2 2、研究內(nèi)容、研究內(nèi)容3 3、課程總目標(biāo)、課程總目標(biāo)學(xué)完本課程后，你應(yīng)具有以下能力：學(xué)完本課程后，你應(yīng)具有以下能力：l熟悉計算機(jī)控制系統(tǒng)的組成原則熟悉計算機(jī)控制系統(tǒng)的組成原則l了解計算機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)了解計算機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)l掌握計算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計的方法掌握計算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計的方法l把握計算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展方向把握計算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展方向l靈活應(yīng)用計算機(jī)控制技術(shù)解決一些

4、實際靈活應(yīng)用計算機(jī)控制技術(shù)解決一些實際應(yīng)用問題應(yīng)用問題4 4、教材教材微型計算機(jī)控制技術(shù) 作 者：于海生 丁軍航 出版社：清華大學(xué)出版社1 1）特點：特點：1.1 1.1 國家級精品課程配套教材、國家級國家級精品課程配套教材、國家級“十一五十一五”規(guī)劃教材和高等教育面向二十一世紀(jì)教材規(guī)劃教材和高等教育面向二十一世紀(jì)教材1.21.2第第1 1版于版于19991999年出版，先后印刷年出版，先后印刷2424次，發(fā)行量近次，發(fā)行量近1414萬冊，是計算機(jī)控制領(lǐng)域的經(jīng)典教材。本書還榮萬冊，是計算機(jī)控制領(lǐng)域的經(jīng)典教材。本書還榮獲全國高校優(yōu)秀教材二等獎。獲全國高校優(yōu)秀教材二等獎。1.31.3第第2 2版充

5、實新理論、新技術(shù)和新方法，以版充實新理論、新技術(shù)和新方法，以主流機(jī)主流機(jī)型型ISA/PCIISA/PCI總線總線工業(yè)控制機(jī)為控制工具，系統(tǒng)闡述計工業(yè)控制機(jī)為控制工具，系統(tǒng)闡述計算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計和工程實現(xiàn)方法。著力培養(yǎng)學(xué)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計和工程實現(xiàn)方法。著力培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力與創(chuàng)新精神。生的實踐能力與創(chuàng)新精神。3 3）. .前續(xù)基礎(chǔ)課程前續(xù)基礎(chǔ)課程程序設(shè)計技術(shù)（匯編、程序設(shè)計技術(shù)（匯編、C/C+/VCC/C+/VC、VBVB）自動控制理論（經(jīng)典自動控制理論（經(jīng)典/ /現(xiàn)代）現(xiàn)代）檢測技術(shù)與自動化儀表檢測技術(shù)與自動化儀表微機(jī)原理（單片機(jī)）與接口技術(shù)微機(jī)原理（單片機(jī)）與接口技術(shù)教材類：微型計算機(jī)控

6、制技術(shù)教材類：微型計算機(jī)控制技術(shù) 賴壽宏賴壽宏期刊雜志期刊雜志: :工業(yè)控制計算機(jī)工業(yè)控制計算機(jī)測控技術(shù)測控技術(shù) 自動化與儀表自動化與儀表專業(yè)網(wǎng)站：專業(yè)網(wǎng)站： 2 2）. . 參考資料參考資料5 5、主要教學(xué)內(nèi)容、主要教學(xué)內(nèi)容內(nèi)容共分內(nèi)容共分9 9章，內(nèi)容包括：章，內(nèi)容包括：第一章緒論第一章緒論 計算機(jī)控制系統(tǒng)及其組成、典型型式，工業(yè)控制機(jī)的計算機(jī)控制系統(tǒng)及其組成、典型型式，工業(yè)控制機(jī)的組成結(jié)構(gòu)及特點、計算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展概況和趨勢；組成結(jié)構(gòu)及特點、計算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展概況和趨勢； （了解）（了解）第二章計算機(jī)控制系統(tǒng)的輸入輸出接口與過程通道；第二章計算機(jī)控制系統(tǒng)的輸入輸出接口與過程通道；（重

7、點）（重點）第三章數(shù)字控制技術(shù)；第三章數(shù)字控制技術(shù)；（重點：插補(bǔ)原理）（重點：插補(bǔ)原理）第四章常規(guī)及復(fù)雜控制技術(shù)；第四章常規(guī)及復(fù)雜控制技術(shù)；（重點：數(shù)字控制器的離散化設(shè)計、（重點：數(shù)字控制器的離散化設(shè)計、純滯后控制技術(shù)）純滯后控制技術(shù)）第五章現(xiàn)代控制技術(shù)；第五章現(xiàn)代控制技術(shù)；（不講）（不講）第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)；第六章應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)；（重點：測量數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)）（重點：測量數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)）第七章第七章HMI/SCADAHMI/SCADA技術(shù)與監(jiān)控組態(tài)軟件；技術(shù)與監(jiān)控組態(tài)軟件；（了解）（了解）第八章分布式測控網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；第八章分布式測控網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；（了解）（了解）第九章計算機(jī)控制系統(tǒng)

8、設(shè)計與實現(xiàn)。第九章計算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)。（課程設(shè)計）（課程設(shè)計） 思考思考：可編程序控制器（：可編程序控制器（PLCPLC）技術(shù)）技術(shù)是不是屬于計算機(jī)控制系統(tǒng)范疇？是不是屬于計算機(jī)控制系統(tǒng)范疇？第第1 1章章 緒論緒論 1.1 1.1 計算機(jī)控制系統(tǒng)概述計算機(jī)控制系統(tǒng)概述1.2 1.2 計算機(jī)控制系統(tǒng)的典型型式計算機(jī)控制系統(tǒng)的典型型式1.3 1.3 工業(yè)控制機(jī)的組成結(jié)構(gòu)及特點工業(yè)控制機(jī)的組成結(jié)構(gòu)及特點1.4 1.4 計算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展概況和趨勢計算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展概況和趨勢1.1 1.1 計算機(jī)控制系統(tǒng)概述計算機(jī)控制系統(tǒng)概述就是在沒有人直接參與的情況下，通過控制器就是在沒有人直接參與的情

9、況下，通過控制器使生產(chǎn)過程自動地按照預(yù)定的規(guī)律運行。使生產(chǎn)過程自動地按照預(yù)定的規(guī)律運行。 自動控制自動控制系統(tǒng)系統(tǒng)原理框圖：原理框圖：什么是自動控制？什么是自動控制？1.1 1.1 計算機(jī)控制系統(tǒng)概述計算機(jī)控制系統(tǒng)概述典型的工業(yè)生產(chǎn)過程：典型的工業(yè)生產(chǎn)過程：連續(xù)過程：產(chǎn)品為液體或氣體連續(xù)過程：產(chǎn)品為液體或氣體離散過程：也稱制造業(yè)，其產(chǎn)品為固態(tài)，按離散過程：也稱制造業(yè)，其產(chǎn)品為固態(tài)，按 件計量件計量批量過程：間歇性多品種生產(chǎn)過程，是連續(xù)批量過程：間歇性多品種生產(chǎn)過程，是連續(xù) 過程和離散過程交替進(jìn)行過程和離散過程交替進(jìn)行茶飲料生產(chǎn)場景茶飲料生產(chǎn)場景輪胎生產(chǎn)部分設(shè)備輪胎生產(chǎn)部分設(shè)備1. 1. 計算機(jī)

10、控制系統(tǒng)工作原理計算機(jī)控制系統(tǒng)工作原理 計算機(jī)控制系統(tǒng)是在自動控制技術(shù)和計算機(jī)技計算機(jī)控制系統(tǒng)是在自動控制技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的。術(shù)飛速發(fā)展的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的。 將將模擬式模擬式自動控制系統(tǒng)中的自動控制系統(tǒng)中的控制器的功能控制器的功能用用計計算機(jī)算機(jī)來實現(xiàn)，組成一個來實現(xiàn)，組成一個典型的計算機(jī)控制系統(tǒng)典型的計算機(jī)控制系統(tǒng)。 簡單簡單地說，計算機(jī)控制系統(tǒng)就是利用計算機(jī)地說，計算機(jī)控制系統(tǒng)就是利用計算機(jī)( (通常稱為工業(yè)控制計算機(jī)，簡稱工業(yè)控制機(jī)通常稱為工業(yè)控制計算機(jī)，簡稱工業(yè)控制機(jī)) )來實來實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動控制的系統(tǒng)。現(xiàn)生產(chǎn)過程自動控制的系統(tǒng)。 1.1.1計算機(jī)控制系統(tǒng)計算機(jī)控制系

11、統(tǒng) 計算機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理：計算機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理： 實時實時數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集：對來自測量變送裝置的：對來自測量變送裝置的被控量的瞬時值進(jìn)行檢測和輸入。被控量的瞬時值進(jìn)行檢測和輸入。 實時實時控制決策控制決策：對采集到的被控量進(jìn)行：對采集到的被控量進(jìn)行分析和處理分析和處理，并按已定的控制規(guī)律，決定將要，并按已定的控制規(guī)律，決定將要采取的控制行為。采取的控制行為。 實時實時控制輸出控制輸出：根據(jù)控制決策，適時地：根據(jù)控制決策，適時地對執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出控制信號，完成控制任務(wù)。對執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出控制信號，完成控制任務(wù)。 2. 2. 在線方式和離線方式在線方式和離線方式 在線在線方式（方式（on-line

12、on-line）: : 生產(chǎn)過程和計算機(jī)直接連生產(chǎn)過程和計算機(jī)直接連接，并受計算機(jī)控制的方式稱為在線方式或聯(lián)機(jī)方式。接，并受計算機(jī)控制的方式稱為在線方式或聯(lián)機(jī)方式。 離線離線方式方式(off-line):(off-line): 生產(chǎn)過程不和計算機(jī)相連，生產(chǎn)過程不和計算機(jī)相連，且不受計算機(jī)控制，而是靠人進(jìn)行聯(lián)系并做相應(yīng)操作的且不受計算機(jī)控制，而是靠人進(jìn)行聯(lián)系并做相應(yīng)操作的方式稱為離線方式或脫機(jī)方式。方式稱為離線方式或脫機(jī)方式。 計算機(jī)控制系統(tǒng)由計算機(jī)計算機(jī)控制系統(tǒng)由計算機(jī)( (工業(yè)控制工業(yè)控制機(jī)機(jī)) )和生產(chǎn)過程兩大部分組成。和生產(chǎn)過程兩大部分組成。 1.1.2 計算機(jī)控制系統(tǒng)的組成計算機(jī)控制系

13、統(tǒng)的組成1.1.3 常用的計算機(jī)控制系統(tǒng)常用的計算機(jī)控制系統(tǒng)主機(jī)主機(jī) 可編程序控制器（可編程序控制器（PLCPLC） PLCPLC是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工工 業(yè)環(huán)境應(yīng)用業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的。它采用一類可編程的存儲器，而設(shè)計的。它采用一類可編程的存儲器， 用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行面向用戶的指令，并通用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行面向用戶的指令，并通過過 數(shù)字或模擬式輸入數(shù)字或模擬式輸入/ /輸出，控制各種類型的機(jī)械或輸出，控制各種類型的機(jī)械或生生 產(chǎn)過程。是工業(yè)控制的產(chǎn)過程。是工業(yè)控制的核心核心部分。部分。 特點：特點：可靠性高、編程容易、功能完善、擴(kuò)展

14、靈活、可靠性高、編程容易、功能完善、擴(kuò)展靈活、安裝調(diào)試簡單方便等特點。安裝調(diào)試簡單方便等特點。 1.1.3 常用的計算機(jī)控制系統(tǒng)常用的計算機(jī)控制系統(tǒng)主機(jī)主機(jī)2. 2. 工控機(jī)（工控機(jī)（IPCIPC） 是一種是一種面向工業(yè)控制面向工業(yè)控制、采用、采用標(biāo)準(zhǔn)總線標(biāo)準(zhǔn)總線技術(shù)和開放技術(shù)和開放式體系結(jié)構(gòu)的計算機(jī)，配有豐富的外圍接口產(chǎn)品。廣式體系結(jié)構(gòu)的計算機(jī)，配有豐富的外圍接口產(chǎn)品。廣為流行的工控機(jī)總線有：為流行的工控機(jī)總線有：PCPC、ISAISA、PCIPCI、STDSTD、VMEVME總總線。線。特點：特點：可靠性高、可維修性好、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、控制可靠性高、可維修性好、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、控制實時性強(qiáng)、軟

15、件豐富等。實時性強(qiáng)、軟件豐富等。廠家品牌：臺灣研華、中國研祥、德國西門子廠家品牌：臺灣研華、中國研祥、德國西門子1.1.3 常用的計算機(jī)控制系統(tǒng)主機(jī)常用的計算機(jī)控制系統(tǒng)主機(jī)3. 3. 嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng) 嵌入式系統(tǒng)是控制、監(jiān)控或者輔助裝置、機(jī)器嵌入式系統(tǒng)是控制、監(jiān)控或者輔助裝置、機(jī)器和設(shè)備運行的設(shè)備。嵌入式系統(tǒng)是和設(shè)備運行的設(shè)備。嵌入式系統(tǒng)是軟件和硬件的軟件和硬件的綜合體綜合體，其中核心是嵌入式微處理器。，其中核心是嵌入式微處理器。 微處理器可以分成下面幾類：微處理器可以分成下面幾類： （1 1）嵌入式微處理器（）嵌入式微處理器（MPU)MPU)：3232位以上處理位以上處理器，器，只保留只

16、保留和嵌入式應(yīng)用緊密相關(guān)的和嵌入式應(yīng)用緊密相關(guān)的功能硬件功能硬件，以最低功耗和資源實現(xiàn)嵌入式應(yīng)用的特殊要求。以最低功耗和資源實現(xiàn)嵌入式應(yīng)用的特殊要求。 （2 2）嵌入式微控制器）嵌入式微控制器(MCU)(MCU)：典型代表是單：典型代表是單片機(jī)，最大特點片機(jī)，最大特點單片化單片化，體積大大減小，功耗成，體積大大減小，功耗成本下降、可靠性高，是嵌入式系統(tǒng)本下降、可靠性高，是嵌入式系統(tǒng)主流主流，適用于，適用于控制控制。 1.1.3 常用的計算機(jī)控制系統(tǒng)主機(jī)常用的計算機(jī)控制系統(tǒng)主機(jī)3. 3. 嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng) 嵌入式系統(tǒng)是控制、監(jiān)控或者輔助裝置、機(jī)器嵌入式系統(tǒng)是控制、監(jiān)控或者輔助裝置、機(jī)器和設(shè)備

17、運行的設(shè)備。嵌入式系統(tǒng)是和設(shè)備運行的設(shè)備。嵌入式系統(tǒng)是軟件和硬件的軟件和硬件的綜合體綜合體，其中核心是嵌入式微處理器。，其中核心是嵌入式微處理器。 微處理器可以分成下面幾類：微處理器可以分成下面幾類： （3 3）嵌入式）嵌入式DSPDSP處理器處理器(EDSP)(EDSP)：專門用于：專門用于信號信號處理處理方面的處理器，其在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和指令算法方方面的處理器，其在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和指令算法方面進(jìn)行面進(jìn)行特殊設(shè)計特殊設(shè)計，具有很高的編譯效率和指令的，具有很高的編譯效率和指令的執(zhí)行速度。執(zhí)行速度。 （4 4）嵌入片上系統(tǒng)）嵌入片上系統(tǒng)(SoC(SoC）：成功實現(xiàn)）：成功實現(xiàn)軟硬件軟硬件無縫結(jié)合無縫結(jié)合，直

18、接在處理器，直接在處理器片內(nèi)嵌入片內(nèi)嵌入操作系統(tǒng)的操作系統(tǒng)的代代碼模塊。碼模塊。1.1.3 常用的計算機(jī)控制系統(tǒng)主機(jī)常用的計算機(jī)控制系統(tǒng)主機(jī)4 4、智能調(diào)節(jié)器：是一種、智能調(diào)節(jié)器：是一種數(shù)字化數(shù)字化的過程控制儀表，一的過程控制儀表，一微處理器或單片微型計算機(jī)為核心，具有微處理器或單片微型計算機(jī)為核心，具有數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)通信功功能，能完成生產(chǎn)過程能，能完成生產(chǎn)過程多個回路多個回路直接直接數(shù)字控制數(shù)字控制任務(wù)。任務(wù)。智能調(diào)節(jié)器可以接受智能調(diào)節(jié)器可以接受4-20mA4-20mA電流信號，具有異步通電流信號，具有異步通信接口信接口RS-422/485RS-422/485、RS-232RS-232等，可與

19、上位機(jī)通信，等，可與上位機(jī)通信，發(fā)送和接收過程參數(shù)和控制參數(shù)。發(fā)送和接收過程參數(shù)和控制參數(shù)。常用的智能調(diào)節(jié)器：日本島電、日本橫河、美國霍常用的智能調(diào)節(jié)器：日本島電、日本橫河、美國霍尼韋爾、日本歐姆龍、日本理化，中國廈門宇光尼韋爾、日本歐姆龍、日本理化，中國廈門宇光AIAI系列。系列。1.2 1.2 計算機(jī)控制系統(tǒng)的典型形式計算機(jī)控制系統(tǒng)的典型形式1.2.1 1.2.1 操作指導(dǎo)操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng) 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，控制靈活和安全。特別適用于未摸清優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，控制靈活和安全。特別適用于未摸清控制規(guī)律的系統(tǒng)，常用于控制系統(tǒng)研制的控制規(guī)律的系統(tǒng)，常用于控制系統(tǒng)研制的初級階段初級階段。缺點：要

20、由人工操作，缺點：要由人工操作，開環(huán)開環(huán)結(jié)構(gòu)，控制的實時性差，不結(jié)構(gòu)，控制的實時性差，不能控制多個對象。能控制多個對象。1.2.2 1.2.2 直接數(shù)字控制（直接數(shù)字控制（DDCDDC）系統(tǒng)）系統(tǒng)DDC系統(tǒng)屬于計算機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)，是最普遍的一種應(yīng)系統(tǒng)屬于計算機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)，是最普遍的一種應(yīng)用方式。用方式。不需改變硬件不需改變硬件，只需通過改變程序就能實現(xiàn)多，只需通過改變程序就能實現(xiàn)多種復(fù)雜控制。要求控制的實時性好、可靠性高、適應(yīng)性種復(fù)雜控制。要求控制的實時性好、可靠性高、適應(yīng)性強(qiáng)。可以控制多個回路或?qū)ο?。?qiáng)?？梢钥刂贫鄠€回路或?qū)ο蟆?.2.3 1.2.3 監(jiān)督控制（監(jiān)督控制（SCCSCC）系統(tǒng)

21、）系統(tǒng) 計算機(jī)根據(jù)原始工藝信息和過程參量檢測值，計算機(jī)根據(jù)原始工藝信息和過程參量檢測值，按照描述生產(chǎn)過程的數(shù)學(xué)模型或其他方法，按照描述生產(chǎn)過程的數(shù)學(xué)模型或其他方法，自動自動地改變地改變模擬調(diào)節(jié)器或以直接數(shù)字控制方式工作的模擬調(diào)節(jié)器或以直接數(shù)字控制方式工作的微型機(jī)中的微型機(jī)中的給定值，給定值，從而使生產(chǎn)過程始終處于最從而使生產(chǎn)過程始終處于最優(yōu)工況。優(yōu)工況。又稱設(shè)定值控制。又稱設(shè)定值控制。 a a） SCC+SCC+模擬調(diào)節(jié)器的控制系統(tǒng)模擬調(diào)節(jié)器的控制系統(tǒng)b b） SCC+DDCSCC+DDC的分級控制系統(tǒng)的分級控制系統(tǒng)SCC+DDCSCC+DDC的分級控制系統(tǒng)是的分級控制系統(tǒng)是二級控制系統(tǒng)二級控

22、制系統(tǒng)，SCCSCC微機(jī)微機(jī)完成高一級的最優(yōu)化分析和計算，給出最優(yōu)給定完成高一級的最優(yōu)化分析和計算，給出最優(yōu)給定值，送給值，送給DDCDDC級執(zhí)行過程控制。級執(zhí)行過程控制。 在在SCCSCC控制系統(tǒng)中，計算機(jī)主要任務(wù)是輸入采控制系統(tǒng)中，計算機(jī)主要任務(wù)是輸入采樣和計算給定值，可以有時間進(jìn)行復(fù)雜規(guī)律控制樣和計算給定值，可以有時間進(jìn)行復(fù)雜規(guī)律控制算法計算，因此算法計算，因此SCCSCC可以進(jìn)行最優(yōu)控制、自適應(yīng)可以進(jìn)行最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制等控制等復(fù)雜控制規(guī)律復(fù)雜控制規(guī)律的控制。的控制。1.2.4 1.2.4 集散控制系統(tǒng)（集散控制系統(tǒng)（DCSDCS） 亦稱分布式控制系統(tǒng)，采用亦稱分布式控制系統(tǒng)，采用分

23、散控制、集中分散控制、集中操作操作、分級管理、分而治之和綜合協(xié)調(diào)的方法，、分級管理、分而治之和綜合協(xié)調(diào)的方法，把系統(tǒng)分為控制級、監(jiān)控級、管理級，形成分布把系統(tǒng)分為控制級、監(jiān)控級、管理級，形成分布式控制。式控制。 現(xiàn)場總線和現(xiàn)場總線和FCSFCS的變革的變革(1) (1) 現(xiàn)場總線對自動化領(lǐng)域的變革現(xiàn)場總線對自動化領(lǐng)域的變革現(xiàn)場總線對當(dāng)今的自動化領(lǐng)域帶來以下現(xiàn)場總線對當(dāng)今的自動化領(lǐng)域帶來以下7 7個方面的變革個方面的變革： 用用一對通信線一對通信線連接連接多臺數(shù)字儀表多臺數(shù)字儀表代替一對信號線只能代替一對信號線只能連接連接一臺一臺儀表；儀表； 用用多變量、雙向、數(shù)字多變量、雙向、數(shù)字通信方式代替

24、通信方式代替單變量、單向、單變量、單向、模擬模擬傳輸方式；傳輸方式； 用多功能的現(xiàn)場用多功能的現(xiàn)場數(shù)字儀表數(shù)字儀表代替單功能的現(xiàn)場代替單功能的現(xiàn)場模擬模擬儀表；儀表； 用用分散式分散式的虛擬控制站代替的虛擬控制站代替集中式集中式的控制站；的控制站； 用現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)用現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCSFCS代替?zhèn)鹘y(tǒng)的代替?zhèn)鹘y(tǒng)的DCSDCS； 變革傳統(tǒng)的變革傳統(tǒng)的信號標(biāo)準(zhǔn)、通信標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)信號標(biāo)準(zhǔn)、通信標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)； 變革傳統(tǒng)的自動化系統(tǒng)變革傳統(tǒng)的自動化系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、設(shè)計方法和安裝調(diào)體系結(jié)構(gòu)、設(shè)計方法和安裝調(diào)試方法。試方法。1.2.6 1.2.6 綜合自動化系統(tǒng)綜合自動化系統(tǒng) 1.2.6 1.2.6

25、綜合自動化系統(tǒng)綜合自動化系統(tǒng) 計算機(jī)集成過程系統(tǒng)（計算機(jī)集成過程系統(tǒng)（CIPS-Computer CIPS-Computer Integrated Process SystemIntegrated Process System）綜合自動化系統(tǒng)的整體解決方案：綜合自動化系統(tǒng)的整體解決方案： 企業(yè)資源信息管理系統(tǒng)企業(yè)資源信息管理系統(tǒng)ERPERP 生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)MESMES 生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)PCSPCS1.3.1 工業(yè)控制機(jī)的組成工業(yè)控制機(jī)的組成 工業(yè)控制機(jī)包括硬件和軟件兩部分。 硬件：包括主機(jī)(CPU、RAM、ROM)板、內(nèi)部總線和外部總線、人機(jī)接口、系統(tǒng)支持板、磁盤系統(tǒng)

26、、通信接口、輸入輸出通道。 軟件：包括系統(tǒng)軟件、支持軟件和應(yīng)用軟件。1.3 工業(yè)控制機(jī)的組成結(jié)構(gòu)及特點工業(yè)控制機(jī)的組成結(jié)構(gòu)及特點主機(jī)板人機(jī)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)字量輸入通道(DI)數(shù)字量輸出通道(DO)外部總線內(nèi)部總線圖1-10 工業(yè)控制機(jī)的硬件組成結(jié)構(gòu) 1. 工業(yè)控制機(jī)的硬件組成2. 工業(yè)控制機(jī)的軟件組成工業(yè)控制機(jī)的軟件組成 l(1)系統(tǒng)軟件：專門用來使用和管理計算機(jī)的程序，包括：操作系統(tǒng)、引導(dǎo)程序、調(diào)度執(zhí)行程序等。 l(2)支持軟件包括：各種匯編語言、高級語言、編譯程序、調(diào)整程序及故障診斷程序等。l(3)應(yīng)用軟件：面向生產(chǎn)過程的程序。包括

27、過程輸入輸出程序、過程控制程序、人機(jī)接口程序、打印顯示程序和公共子程序等。l計算機(jī)控制系統(tǒng)的軟件構(gòu)成軟軟件件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)管理程序、磁盤操作系統(tǒng)程序管理程序、磁盤操作系統(tǒng)程序診斷系統(tǒng)診斷系統(tǒng)調(diào)節(jié)程序、診斷程序等調(diào)節(jié)程序、診斷程序等開發(fā)系統(tǒng)開發(fā)系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)信息處理信息處理文字翻譯、企業(yè)管理文字翻譯、企業(yè)管理應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件過程監(jiān)視過程監(jiān)視上、下限檢查及報警、巡回檢測、操作面板服務(wù)、上、下限檢查及報警、巡回檢測、操作面板服務(wù)、濾波及標(biāo)度變換、判斷程序、過程分析等濾波及標(biāo)度變換、判斷程序、過程分析等過程控制計過程控制計算算控制算法程序控制算法程序PID算法、最優(yōu)化控

28、制、算法、最優(yōu)化控制、串級調(diào)節(jié)、系統(tǒng)辨識、串級調(diào)節(jié)、系統(tǒng)辨識、比值調(diào)節(jié)、前饋調(diào)節(jié)、比值調(diào)節(jié)、前饋調(diào)節(jié)、其他其他事故處理程序事故處理程序信息管理程序信息管理程序文件管理、輸出、打印、文件管理、輸出、打印、顯示顯示公共服務(wù)公共服務(wù)數(shù)碼轉(zhuǎn)換程序、格式編輯程序、函數(shù)運算程序、數(shù)碼轉(zhuǎn)換程序、格式編輯程序、函數(shù)運算程序、基本運算程序基本運算程序1.3.2 工業(yè)控制機(jī)的總線結(jié)構(gòu)工業(yè)控制機(jī)的總線結(jié)構(gòu) l總線是一種內(nèi)部結(jié)構(gòu)，它是cpu、內(nèi)存、輸入、輸出設(shè)備傳遞信息的公用通道，主機(jī)的各個部件通過總線相連接，外部設(shè)備通過相應(yīng)的接口電路再與總線相連接，從而形成了計算機(jī)硬件系統(tǒng)。l在計算機(jī)系統(tǒng)中，各個部件之間傳送信息的

29、公共通路叫總線，是一組信號線的集合，l它定義了各引線的信號、電氣、機(jī)械特性，使計算機(jī)內(nèi)部各組成部分之間以及不同的計算機(jī)之間建立信號聯(lián)系，進(jìn)行信息傳遞和通信，即微型計算機(jī)是以總線結(jié)構(gòu)來連接各個功能部件的。l它包括內(nèi)部總線和外部總線。1.3.2 工業(yè)控制機(jī)的總線結(jié)構(gòu)工業(yè)控制機(jī)的總線結(jié)構(gòu) l內(nèi)部總線：就是計算機(jī)內(nèi)部功能模板之間進(jìn)行通信的總線，它是構(gòu)成完整的計算機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)部信息樞紐。按功能可分為：數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線、電源總線?？偩€可分為：片級總線、系統(tǒng)總線、外部總線、ISA總線插槽PCI總線插槽1.3.2 工業(yè)控制機(jī)的總線結(jié)構(gòu)工業(yè)控制機(jī)的總線結(jié)構(gòu) l1.ISA內(nèi)部總線(1) ISA總線主要技

30、術(shù)指標(biāo)總線主要技術(shù)指標(biāo)l1987年年IEEE以以IBM PC總線規(guī)范為基礎(chǔ)總線規(guī)范為基礎(chǔ)正式制定正式制定ISA標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)。l總線插槽由兩部分組成：總線插槽由兩部分組成：8位基本插槽和位基本插槽和16位擴(kuò)充插槽。位擴(kuò)充插槽。 16位的位的ISA總線規(guī)范要總線規(guī)范要求與求與8位位PC向下兼容?；静宀劭蓡为毾蛳录嫒??；静宀劭蓡为毷褂?。使用。lISA共有共有98根信號線，數(shù)據(jù)線寬度為根信號線，數(shù)據(jù)線寬度為16位，地址線寬度為位，地址線寬度為24位，總線時鐘為位，總線時鐘為8MHz,中斷源為邊沿觸發(fā)。中斷源為邊沿觸發(fā)。 基于基于ISAISA總線的總線的PCL-813BPCL-813B研華數(shù)據(jù)采集卡研

31、華數(shù)據(jù)采集卡其缺點是其缺點是CPUCPU資源占用太高，數(shù)據(jù)傳輸帶寬資源占用太高，數(shù)據(jù)傳輸帶寬太小，是已經(jīng)被淘汰的插槽接口。太小，是已經(jīng)被淘汰的插槽接口。(2) PCI/Compact PCI總線簡介從結(jié)構(gòu)上看，從結(jié)構(gòu)上看，PCIPCI是在是在CPUCPU和原來的系統(tǒng)總線之間和原來的系統(tǒng)總線之間插插入的一級總線入的一級總線，具體由一個橋接電路實現(xiàn)對這一層，具體由一個橋接電路實現(xiàn)對這一層的管理，并實現(xiàn)上下之間的接口以協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)的傳送。的管理，并實現(xiàn)上下之間的接口以協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)的傳送。管理器提供了信號緩沖，使之能支持管理器提供了信號緩沖，使之能支持1010種外設(shè)，并種外設(shè)，并能在高時鐘頻率下保持高性能。能

32、在高時鐘頻率下保持高性能。 20 20世紀(jì)世紀(jì)9090年代，圖形處理器和多媒體技術(shù)的廣年代，圖形處理器和多媒體技術(shù)的廣泛應(yīng)用，對總線速度提出挑戰(zhàn)，原有泛應(yīng)用，對總線速度提出挑戰(zhàn)，原有ISAISA、EISAEISA總線總線遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不能適應(yīng)。遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不能適應(yīng)。19911991年年IntelIntel公司首先提出公司首先提出PCIPCI概概念聯(lián)合多家公司成立念聯(lián)合多家公司成立PCIPCI集團(tuán)。推出的集團(tuán)。推出的6464位總線位總線。該。該總線的最高總線頻率為總線的最高總線頻率為33MHz33MHz，數(shù)據(jù)傳輸率為，數(shù)據(jù)傳輸率為80Mb/s(80Mb/s(峰值傳輸率為峰值傳輸率為133Mb/s)133Mb/

33、s)。 PCIPCI是一種先進(jìn)的是一種先進(jìn)的局部總線，已成為局部總線，已成為局部總線的新標(biāo)準(zhǔn)局部總線的新標(biāo)準(zhǔn)。主控設(shè)備主控設(shè)備4949條，目標(biāo)條，目標(biāo)設(shè)備設(shè)備4747條，可選引腳條，可選引腳 5151條（主要用于條（主要用于6464位位擴(kuò)展、中斷請求、高擴(kuò)展、中斷請求、高速緩存支持等），速緩存支持等），總總引腳數(shù)引腳數(shù) 120120條條（包含（包含電源、地、保留引腳電源、地、保留引腳等）。等）。PCIPCI總線信號定義總線信號定義2 2 外部總線外部總線 外部總線：計算機(jī)與外部總線：計算機(jī)與計算機(jī)之間計算機(jī)之間或計算機(jī)或計算機(jī)與其與其他智能設(shè)備之間他智能設(shè)備之間進(jìn)行通信的連線，常用的的外進(jìn)行通

34、信的連線，常用的的外部總線有：部總線有：RS-232CRS-232C、RS-485RS-485、RS-422RS-422、USBUSB1 1）RS-232RS-232串行通信總線串行通信總線 由美國電子工業(yè)協(xié)會制定的一種串行接口標(biāo)準(zhǔn)，由美國電子工業(yè)協(xié)會制定的一種串行接口標(biāo)準(zhǔn)，RSRS：推薦標(biāo)準(zhǔn)的縮寫，：推薦標(biāo)準(zhǔn)的縮寫，232232為標(biāo)識號，為標(biāo)識號，C C為修改為修改次數(shù)。次數(shù)。RS-232RS-232機(jī)械特性要求使用機(jī)械特性要求使用2525芯標(biāo)準(zhǔn)連接插頭，每個芯標(biāo)準(zhǔn)連接插頭，每個引腳有固定定義。引腳有固定定義。在不使用調(diào)制解調(diào)器情況下，在不使用調(diào)制解調(diào)器情況下，RS-232CRS-232C通

35、信距離不大通信距離不大于于15m15m，傳送信號的速率不大于，傳送信號的速率不大于20Kb/s20Kb/s，每個信號使，每個信號使用一根導(dǎo)線，并有一根信號地線。用一根導(dǎo)線，并有一根信號地線。2 2 外部總線外部總線1 1）RS-232RS-232串行通信總線串行通信總線引腳號功能引腳號功能1保護(hù)地14（輔信道）發(fā)送數(shù)據(jù)2發(fā)送數(shù)據(jù)15發(fā)送信號無定時（DCE為源）3接收數(shù)據(jù)16（輔信道）接收數(shù)據(jù)4請求發(fā)送（RTS）17接收信號無定時（DCE為源）5允許發(fā)送18未定義6數(shù)傳機(jī)（DCE）準(zhǔn)備好19（輔信道）請求發(fā)送（RTS）7信號地（公共回線）20數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好8接收線信號檢測21信號質(zhì)量檢測9（保留

36、供數(shù)傳機(jī)測試）22振鈴指示10（保留供數(shù)傳機(jī)測試）23數(shù)據(jù)信號速率選擇11未定義24發(fā)送信號無定時（DTE為源）12（輔信道）接收線信號檢測25未定義13（輔信道）允許發(fā)送（CTS）狀態(tài)-15VV1-5V+5VV1+15V邏輯狀態(tài)10信號條件傳號（MARK）空號（SPACE）功能OFFONRS-232C電平轉(zhuǎn)換及接口電路電平轉(zhuǎn)換及接口電路 RS-232RS-232電氣特性要求總線信號采用負(fù)邏輯。電氣特性要求總線信號采用負(fù)邏輯。所謂負(fù)邏輯：邏輯所謂負(fù)邏輯：邏輯“1”1”狀態(tài)電平為狀態(tài)電平為-15V-15V-5V-5V，邏輯邏輯“0”0”狀態(tài)電平為狀態(tài)電平為+5V+5V+15V+15V。2 2）U

37、SBUSB：通用串行通信總線：通用串行通信總線 （1 1）具有）具有熱插拔熱插拔功能：連接外設(shè)不必打開機(jī)箱、功能：連接外設(shè)不必打開機(jī)箱、不必關(guān)閉主機(jī)電源。不必關(guān)閉主機(jī)電源。 （2 2）USBUSB采用采用“級聯(lián)級聯(lián)”方式連接各個外部設(shè)備：方式連接各個外部設(shè)備：通過類似通過類似菊花鏈?zhǔn)骄栈ㄦ準(zhǔn)降倪B接，一個的連接，一個USBUSB控制器可以連控制器可以連接多大接多大127127個外設(shè)。個外設(shè)。 （3 3）適用于）適用于低速外設(shè)低速外設(shè)連接：連接：USBUSB傳送速度可達(dá)傳送速度可達(dá)12Mb/s12Mb/s，可與一些低速外設(shè)連接。，可與一些低速外設(shè)連接。計算機(jī)控制系統(tǒng)相對于連續(xù)控制系統(tǒng)，其主要特點是

38、：計算機(jī)控制系統(tǒng)相對于連續(xù)控制系統(tǒng)，其主要特點是：摘自賴壽宏摘自賴壽宏微型計算機(jī)控制技術(shù)微型計算機(jī)控制技術(shù)（1 1）在結(jié)構(gòu)上。計算機(jī)控制系統(tǒng)是）在結(jié)構(gòu)上。計算機(jī)控制系統(tǒng)是模擬和數(shù)字模擬和數(shù)字部件部件的混合系統(tǒng)。的混合系統(tǒng)。（2 2）連續(xù)系統(tǒng)中各處的信號均為連續(xù)模擬信號，而）連續(xù)系統(tǒng)中各處的信號均為連續(xù)模擬信號，而計算機(jī)控制系統(tǒng)中除仍有計算機(jī)控制系統(tǒng)中除仍有連續(xù)模擬信號連續(xù)模擬信號之外，還有之外，還有離離散模擬、離散數(shù)學(xué)散模擬、離散數(shù)學(xué)等多種信號形式。等多種信號形式。1.3.3 工業(yè)控制機(jī)的特點 （3 3）由于計算機(jī)控制系統(tǒng)中除了包含連續(xù)信號外，）由于計算機(jī)控制系統(tǒng)中除了包含連續(xù)信號外，還包含有

39、還包含有數(shù)字信號數(shù)字信號，從而使計算機(jī)控制系統(tǒng)與連續(xù)控，從而使計算機(jī)控制系統(tǒng)與連續(xù)控制系統(tǒng)在本質(zhì)上有許多不同，需采用專門的理論來分制系統(tǒng)在本質(zhì)上有許多不同，需采用專門的理論來分析和設(shè)計?，F(xiàn)在常用的析和設(shè)計。現(xiàn)在常用的設(shè)計方法設(shè)計方法有兩種，即有兩種，即模擬調(diào)節(jié)模擬調(diào)節(jié)規(guī)律離散化設(shè)計法規(guī)律離散化設(shè)計法和和直接設(shè)計法直接設(shè)計法。計算機(jī)控制系統(tǒng)相對于連續(xù)控制系統(tǒng)，其主要特點是：計算機(jī)控制系統(tǒng)相對于連續(xù)控制系統(tǒng)，其主要特點是：1.3.3 工業(yè)控制機(jī)的特點 （4 4）對于連續(xù)控制系統(tǒng)，控制規(guī)律越復(fù)雜，所需）對于連續(xù)控制系統(tǒng)，控制規(guī)律越復(fù)雜，所需要的硬件也往往越多、越復(fù)雜。要的硬件也往往越多、越復(fù)雜。 （

40、5 5）在連續(xù)控制系統(tǒng)中，一般是）在連續(xù)控制系統(tǒng)中，一般是一個控制器一個控制器控控制制一個回路一個回路，而計算機(jī)控制系統(tǒng)中，由于計算機(jī)具，而計算機(jī)控制系統(tǒng)中，由于計算機(jī)具有高速的運算處理能力，有高速的運算處理能力，一個控制一個控制經(jīng)常可采用經(jīng)常可采用分時分時控制控制的方式而同時控制的方式而同時控制多個回路多個回路。通常，它利用依。通常，它利用依次巡回的方式實現(xiàn)多路分時控制。次巡回的方式實現(xiàn)多路分時控制。 (6) (6)采用計算機(jī)控制，如分級計算機(jī)控制、聚散采用計算機(jī)控制，如分級計算機(jī)控制、聚散控制系統(tǒng)、微機(jī)網(wǎng)絡(luò)等，便于控制系統(tǒng)、微機(jī)網(wǎng)絡(luò)等，便于實現(xiàn)控制與管理一體化實現(xiàn)控制與管理一體化，使工業(yè)企

41、業(yè)的自動化程序進(jìn)一步提高。使工業(yè)企業(yè)的自動化程序進(jìn)一步提高。l(1)(1)可靠性高和可維修性好?？煽啃愿吆涂删S修性好。l(2)(2)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。 l(3)(3)控制的實時性?？刂频膶崟r性。 l(4)(4)完善的輸入輸出通道。完善的輸入輸出通道。 l(5)(5)豐富的軟件。豐富的軟件。 l(6)(6)適當(dāng)?shù)挠嬎銠C(jī)精度和運算速度。適當(dāng)?shù)挠嬎銠C(jī)精度和運算速度。摘自本教材：特點摘自本教材：特點 1.4.1 1.4.1 計算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展概況計算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展概況 1.1.計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展過程計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展過程 美國軍方為了解決計算美國軍方為了解決計算大量軍用數(shù)據(jù)大量軍用數(shù)據(jù)的難題

42、，的難題，成立了由成立了由賓夕法尼亞大學(xué)莫奇利和?？颂刭e夕法尼亞大學(xué)莫奇利和?？颂仡I(lǐng)導(dǎo)的領(lǐng)導(dǎo)的研究小組，開始研制世界上第一臺電子計算機(jī)。研究小組，開始研制世界上第一臺電子計算機(jī)。 經(jīng)過經(jīng)過三年三年緊張的工作，第一臺電子計算機(jī)終于在緊張的工作，第一臺電子計算機(jī)終于在1946年年2 月月14日問世了。它由日問世了。它由17468個電子管、個電子管、6萬個電阻器、萬個電阻器、1萬個電容器和萬個電容器和6千個開關(guān)組成，千個開關(guān)組成，重達(dá)重達(dá)30噸，占地噸，占地160平方米平方米，耗電，耗電174千千 瓦，耗瓦，耗資資45萬美元。這臺計算機(jī)萬美元。這臺計算機(jī)每秒只能運行每秒只能運行5千次加千次加法運算法

43、運算，僅相當(dāng)于一個電子數(shù)字積分計算機(jī)，僅相當(dāng)于一個電子數(shù)字積分計算機(jī)（ENIAC即即埃尼阿克埃尼阿克）。）。 1.4 1.4 計算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展概況和趨勢計算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展概況和趨勢（1）開創(chuàng)時期（）開創(chuàng)時期（1955-1962）世界上第一套工業(yè)過程計算機(jī)控制系統(tǒng)：世界上第一套工業(yè)過程計算機(jī)控制系統(tǒng)： 1956 1956年年3 3月美國德克薩斯州的一個煉油廠和美國月美國德克薩斯州的一個煉油廠和美國TRWTRW航空工業(yè)公司合作研究計算機(jī)控制系統(tǒng)。航空工業(yè)公司合作研究計算機(jī)控制系統(tǒng)。 19591959年，世界上第一套工業(yè)過程計算機(jī)控制系統(tǒng)在年，世界上第一套工業(yè)過程計算機(jī)控制系統(tǒng)在美國德州的美國

44、德州的Texaco Inc Texaco Inc 煉油廠正式投運。該系統(tǒng)控?zé)捰蛷S正式投運。該系統(tǒng)控制了制了2626個流量、個流量、7272個溫度、個溫度、3 3個壓力、個壓力、3 3個成分。個成分。 控制的主要目的是使反應(yīng)器的壓力最小，確定反控制的主要目的是使反應(yīng)器的壓力最小，確定反應(yīng)器進(jìn)料量的最優(yōu)分配，并根據(jù)催化作用控制熱水流應(yīng)器進(jìn)料量的最優(yōu)分配，并根據(jù)催化作用控制熱水流量以及確定最優(yōu)循環(huán)。揭開了計算機(jī)控制的輝煌一頁。量以及確定最優(yōu)循環(huán)。揭開了計算機(jī)控制的輝煌一頁。此次計算機(jī)控制技術(shù)獲得迅速發(fā)展。此次計算機(jī)控制技術(shù)獲得迅速發(fā)展。1.4.1 1.4.1 計算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展概況計算機(jī)控制系統(tǒng)的

45、發(fā)展概況 1.1.計算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展過程計算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展過程l該項成果的取得激發(fā)了從事計算機(jī)制造與自動控制研究者的興趣。他們紛紛投入人力，物力進(jìn)行這方面的研究和開發(fā)。l在60年代計算機(jī)控制系統(tǒng)已成功的應(yīng)用于化工、鋼鐵和電力等不同的領(lǐng)域，但這些系統(tǒng)還都是以數(shù)據(jù)的采集和處理為主。 （2 2）直接數(shù)字控制（）直接數(shù)字控制（DDCDDC）時期（）時期（1962196219671967年）年） 19621962年英國帝國化工公司制造出一套可以年英國帝國化工公司制造出一套可以直接直接取代常規(guī)儀表取代常規(guī)儀表對生產(chǎn)過程對生產(chǎn)過程直接進(jìn)行控制直接進(jìn)行控制的計算機(jī)控的計算機(jī)控制系統(tǒng)，該計算機(jī)控制制系統(tǒng)，該

46、計算機(jī)控制224224個變量和個變量和129129個閥門，開個閥門，開創(chuàng)了直接數(shù)字控制的新時期。創(chuàng)了直接數(shù)字控制的新時期。 DDCDDC系統(tǒng)一次投資較大，但有很好靈活性，是計系統(tǒng)一次投資較大，但有很好靈活性，是計算機(jī)控制技術(shù)發(fā)展方向的重大變革。算機(jī)控制技術(shù)發(fā)展方向的重大變革。 1.4 1.4 計算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展概況和趨勢計算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展概況和趨勢（3 3）小型計算機(jī)時期（）小型計算機(jī)時期（1967196719721972年）年） 自自19711971世界上第一片四位世界上第一片四位微處理器微處理器的出現(xiàn)，微型的出現(xiàn)，微型計算機(jī)得以快速的發(fā)展。同時，也使計算機(jī)控制得計算機(jī)得以快速的發(fā)展。同時，也使計算機(jī)控制得以飛速發(fā)展。微處理器和微型計算機(jī)的誕生與發(fā)展以飛速發(fā)展。微處理器和微型計算機(jī)的誕生與發(fā)展為實現(xiàn)為實現(xiàn)分散控制分散