计算机控制技术优秀PPT.ppt
第第1章章 绪论绪论计算机控制技术计算机控制技术所谓自动限制，就是在没有人干脆参与的状况下，通过限制器使生产过程自动地所谓自动限制，就是在没有人干脆参与的状况下，通过限制器使生产过程自动地依据预定的规律运行。依据预定的规律运行。1.1.1计算机限制系统及其组成计算机限制系统及其组成1计算机限制系统计算机限制系统计算机限制系统就是利用计算机计算机限制系统就是利用计算机(通常称为工业限制计算机，简称工业限制机通常称为工业限制计算机，简称工业限制机IPC)来实现生产过程自动限制的系统。来实现生产过程自动限制的系统。第第1章章绪论绪论1.1计算机限制系统概述计算机限制系统概述本章主要介绍计算机限制系统及其组成、计算机限制系统的发展概况和本章主要介绍计算机限制系统及其组成、计算机限制系统的发展概况和趋势。趋势。第第1章章 绪论绪论计算机控制技术计算机控制技术+e给定量给定量控制器控制器工业控制机工业控制机A/DA/D生产过程生产过程D/AD/A测量变送测量变送y y被控量被控量被控对象被控对象执行机构执行机构r r图图1.1 1.1 计算机限制系统原理图计算机限制系统原理图u(1)计算机限制系统的工作原理计算机限制系统的工作原理第第1章章 绪论绪论计算机控制技术计算机控制技术计计算机限制系算机限制系统统的工作原理可的工作原理可归纳为归纳为以下三个步以下三个步骤骤：实时实时数据采集：数据采集：对对来自来自测测量量变变送装置的被控量的瞬送装置的被控量的瞬时值进时值进行行检测检测和和输输入。入。实实时时限限制制决决策策：对对采采集集到到的的被被控控量量进进行行分分析析和和处处理理，并并按按预预定定的的限限制制规规律律，确定将确定将要要实实行的限制策略。行的限制策略。实实时时限限制制输输出出：依依据据限限制制决决策策，适适时时地地对对执执行行机机构构发发出出限限制制信信号号，完完成成限限制任制任务务。第第1章章 绪论绪论计算机控制技术计算机控制技术(2)在在线线方式和离方式和离线线方式方式生生产过产过程和程和计计算机干脆算机干脆连连接，并受接，并受计计算机限制的方式称算机限制的方式称为为在在线线方式或方式或联联机方式，反之称机方式，反之称为为离离线线方式。方式。(3)实时实时的含的含义义实时实时性是指工性是指工业业限制限制计计算机系算机系统应统应当具有的能当具有的能够够在限定的在限定的时间时间内内对对外外来事来事务务做出反做出反应应的特性。的特性。2个要素：其一：依据工个要素：其一：依据工业业生生产过产过程出程出现现的事的事务务能能够够保持多保持多长长的的时间时间；其二：其二：该该事事务务要求要求计计算机在多算机在多长长的的时间时间以内必需做出反以内必需做出反应应，一个在一个在线线的系的系统统不确定是一个不确定是一个实时实时系系统统，但一个，但一个实时实时限制系限制系统统必定是在必定是在线线系系统统。第第1章章 绪论绪论计算机控制技术计算机控制技术测量变送测量变送CPU/MEM人人-机接口机接口系统支持板系统支持板磁盘适配器磁盘适配器执行机构执行机构电气开关电气开关工业控制机工业控制机模拟量输入模拟量输入(AI)通道通道模拟量输出模拟量输出(AO)通道通道数字量输入数字量输入(DI)通道通道数字量输出数字量输出(DO)通道通道生产过程生产过程电气开关电气开关内内 部部 总总 线线被被 控控 对对 象象2计计算机限制系算机限制系统统的的组组成成计算机限制系统的组成框图计算机限制系统的组成框图第第1章章 绪论绪论计算机控制技术计算机控制技术1.1.2计算机限制系统的典型形式计算机限制系统的典型形式 该该限制系限制系统统属于开属于开环环限制限制结结构。构。系系统统的的优优点是点是结结构构简洁简洁，限制敏捷和平安。缺点是要由人工操作，速度受到限，限制敏捷和平安。缺点是要由人工操作，速度受到限制，不能限制多个制，不能限制多个对对象。象。操作指导控制系统操作指导控制系统框图框图模拟量输入（模拟量输入（AI）通道）通道数字量输入（数字量输入（DI）通道）通道CRT打印机打印机操作操作人员人员调节调节器器生生产产过过程程计计算算机机1操作指导限制系统操作指导限制系统操作指导限制系统（操作指导限制系统（OperationalInformationSystem简称简称OIS）第第1章章 绪论绪论计算机控制技术计算机控制技术生生产产过过程程计计算算机机CRT输入通道输入通道（AI，DI）操作台操作台报警报警打印机打印机输出通道输出通道（AO，DO）2干脆数字限制系干脆数字限制系统统干脆数字限制干脆数字限制(DirectDigitalControl，简简称称DDC)干脆数字限制系统框图干脆数字限制系统框图 该该限制系限制系统统的特点是的特点是实时实时性好、牢靠性高和适性好、牢靠性高和适应应性性强强。实现实现集中限制，代替常集中限制，代替常规规限制限制仪仪表限制算法表限制算法,单单回路及常用困回路及常用困难难限制限制系系统统,由于集中限制的固有缺陷，硬件牢靠性低由于集中限制的固有缺陷，硬件牢靠性低,未能普及。未能普及。第第1章章 绪论绪论计算机控制技术计算机控制技术模拟模拟/数字数字调节器调节器生生产产过过程程SSC计算机计算机记录记录.显示显示.打印打印工艺数据工艺数据调节调节设定值设定值生生产产过过程程SSC计算机计算机DDC计算机计算机记录记录.显示显示.打印打印工艺数据工艺数据测量测量调节调节设定值设定值(a)SCC+模模拟拟/数字数字调调整器系整器系统统(b)SCC+DDC系系统统3监监督限制系督限制系统统监监督限制督限制SCC(SupervisoryComputerContro1)监督限制系统的两种结构形式框图监督限制系统的两种结构形式框图第第1章章 绪论绪论计算机控制技术计算机控制技术4集散限制系统集散限制系统集散限制系统集散限制系统(DistributedContro1System简称简称DCS)分散限制、集中操作、分分散限制、集中操作、分级级管理、分而自治和管理、分而自治和综综合合协调协调的的设计设计原原则则，把系，把系统统从上到下分从上到下分为为分散分散过过程限制程限制级级、集中操作、集中操作监监控控级级、综综合信息管理合信息管理级级，形成，形成分分级级分布式限制。分布式限制。PLC工程师工程师操作员操作员监控监控网间网间操作站操作站操作站操作站计算机计算机连接器连接器管理管理计算机计算机网间网间连接器连接器现场现场智能智能其他测控其他测控控制站控制站调节器调节器装置装置分散过程控制级分散过程控制级集中操作监控级集中操作监控级综合信息管理级综合信息管理级至其它局域网至其它局域网DCS结构示意图结构示意图局部网络局部网络（LAN）控制网控制网第第1章章 绪论绪论计算机控制技术计算机控制技术5现场总线限制系统现场总线限制系统现场总线限制系统现场总线限制系统(FieldbusControlSystem简称简称FCS)。FCS的结构模式为：的结构模式为：“工作站工作站现场总线智能仪表现场总线智能仪表”二层结构。二层结构。控制网控制网H2H1H1接线盒接线盒H1H1树型树型菊花链型菊花链型带接点总线型带接点总线型点到点型点到点型H1现场总线现场总线I/O计算机计算机网桥网桥FCS结构示意图结构示意图H1第第1章章 绪论绪论计算机控制技术计算机控制技术6PLC+上位机系统上位机系统通信模块通信模块输入模块输入模块输出模块输出模块智能智能I/O模块模块上位机或其上位机或其通信设备他通信设备他现场工业控制现场工业控制CPU模块模块PLC系统结构示意图系统结构示意图第第1章章 绪论绪论计算机控制技术计算机控制技术1.2过程计算机限制的发展概况过程计算机限制的发展概况1959年年世世界界上上第第一一台台过过程程限限制制计计算算机机在在美美国国德德克克萨萨斯斯州州的的一一个个炼炼油油厂厂正正式式投投入入运运行行。该该系系统统限限制制有有26个个流流量量、72个个温温度度、3个个压压力力和和3个个成成份份.主主要要用于数据处理和操作指导。用于数据处理和操作指导。1962年年英英国国的的帝帝国国化化学学工工业业公公司司实实现现了了一一个个DDC系系统统，其其中中数数据据采采集集量量为为244个，它限制个，它限制129个阀门。个阀门。70年年头头从从传传统统的的集集中中限限制制系系统统革革新新为为分分散散限限制制系系统统(DCS)。世世界界上上几几个个主主要要的的计计算算机机和和仪仪表表制制造造厂厂于于1975年年几几乎乎同同时时生生产产集集散散限限制制系系统统。例例如如，美美国国Honeywell公司的公司的TDC-2000，日本横词公司的，日本横词公司的CENTUM等。等。80年年头头推推出出具具有有计计算算机机协协助助设设计计(CAD)、专专家家系系统统、限限制制和和管管理理融融为为一一体的新型分散限制系统。体的新型分散限制系统。90年年头头，在在流流程程工工业业中中，计计算算机机管管控控一一体体化化系系统统，从从生生产产过过程程的的全全局局动动身身，通通过过对对生生产产活活动动所所需需的的各各种种信信息息的的集集成成，实实现现常常规规的的过过程程限限制制、先先进进限制、在线优化、生产调度、企业管理、经营决策等功能。限制、在线优化、生产调度、企业管理、经营决策等功能。
